DE102012215997A1

DE102012215997A1 - Kontrastverstärkte Aufnahme von Objekten

Info

Publication number: DE102012215997A1
Application number: DE102012215997.5A
Authority: DE
Inventors: Mathias Hörnig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: DE102012215997B4; US9629594B2; US20140072096A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die kontrastverstärkten Aufnahme von einem Objekt mittels einer eine bewegliche Strahlungsquelle (8, 32) umfassenden Bildgebungsvorrichtung (2, 30). Dabei wird eine erste Projektionsbildsequenz (S1) des Objekts entlang einer ersten von der Strahlungsquelle (8, 32) durchlaufenen Trajektorie mittels ein erstes Energiespektrum aufweisender Strahlung aufgenommen. Anschließend wird eine zweite Projektionsbildsequenz (S2) des Objekts entlang einer zweiten von der Strahlungsquelle (8, 32) durchlaufenen Trajektorie mittels ein zweites Energiespektrum aufweisender Strahlung aufgenommen. Eine Rekonstruktion eines dreidimensionalen Differenzbildes (3DB) bzgl. der unterschiedlichen Energiespektren mittels der ersten und der zweiten Projektionsbildsequenz wird durchgeführt. Zudem wird eine zweidimensionalen Differenzbildes (2DB) bzgl. der unterschiedlichen Energiespektren mit Hilfe der ersten und der zweiten Projektionsbildsequenz konstruiert. Auf diese Weise kann neben einem dreidimensionalen Differenzbildes (3DB) auch ein zweidimensionales Differenzbild (2DB) für eine bessere Analyse von Objekteigenschaften bereitgestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontrastverstärkten Aufnahme von einem Objekt.
Röntgengeräte sind in der medizinischen Diagnose weit verbreitet. Teilweise werden Röntgendiagnosegeräte speziell für bestimmte Untersuchungen ausgestaltet, um den besonderen Anforderungen bei diesen Untersuchungen Rechnung zu tragen. Ein Beispiel für ein diagnostisches Spezialgerät ist das Mammographiegerät für die Untersuchung von Brustgewebe bei Patientinnen. Zur Erhöhung der Aufnahmequalität wird die zu untersuchende Brust mit Hilfe einer Kompressionsplatte komprimiert. Im Rahmen einer Mammographieuntersuchung werden Röntgenstrahlen durch eine Röntgenquelle emittiert, durchdringen die komprimierte Brust und werden anschließend durch einen Detektor detektiert.
Herkömmliche Untersuchungen mittels Mammographie beinhalten typischerweise eine Einzelaufnahme oder zwei Aufnahmen aus unterschiedlichen Winkeln (medio-lateral-schräge (MLO) und cranio-caudale (CC) Aufnahme). Bei einer derartigen Aufnahme wird die Schwächung der Röntgenstrahlen bei dem Durchdringen des Gewebes detektiert. Die Schwächung ist von der Dichte des durchdrungenen Gewebes abhängig. Wegen der veränderten Dichte von krankem Gewebe kann aus der Aufnahme bzw. aus den Aufnahmen krankes Gewebe diagnostiziert werden. Eine wichtige Beschränkung dieses Vorgehens liegt darin, dass durch einen Detektor mit einer Auflösung in zwei Dimensionen Informationen über ein dreidimensionales Objekt (Brustgewebe) gewonnen wird. In der Richtung des Röntgenstrahles (d.h. senkrecht zur Detektoroberfläche) erhält man lediglich eine Gesamtinformation (Gesamtschwächung), d.h. es besteht praktisch keine Auflösung. Diese Beschränkung kann zu Fehldiagnosen führen.
Eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Mammographie, die eine Auflösung orthogonal zur Detektoroberfläche gestattet, ist die Tomosynthese. Im Zuge der Tomosynthese durchläuft die Röntgenquelle eine Trajektorie (typischerweise einen Bogen von z.B. 50°). Beim Durchlaufen der Trajektorie werden aus verschiedenen Winkeln Aufnahmen gemacht (z.B. 10–50 Aufnahmen). Aus dieser Vielzahl von Aufnahmen kann durch Rekonstruktionsalgorithmen ein dreidimensionales Bild des untersuchten Objektes gewonnen bzw. rekonstruiert werden. Das dreidimensionale Bild ermöglicht eine bessere Diagnose und Lokalisierung von krankem Gewebe.
Selbst bei Anwendung von Tomosysthese bleiben wegen des geringen Unterschiedes zwischen den Schwächungskoeffizienten von gesundem und erkranktem Gewebe mache Karzinome unentdeckt. Eine Verbesserung bringt die Verwendung von Kontrastmittel (z.B. Jod) im Zuge von digitaler Kontrastmittelmammographie ("contrast enhanced digital mammography", CEDM) mit sich, durch welche sich Läsionen auf Grund der Neovaskularisierung in Tumoren besser entdecken lassen.
Die digitale Kontrastmittelmammographie ("contrast enhanced digital mammography", CEDM) ist eine Technologie in unterschiedlichen Ausprägungen, bei der – im Unterschied zur herkömmlichen Mammographie – Bilddaten von einer positionsfixierten, in der Regel komprimierten Brust aus unterschiedlichen Winkeln aufgenommen werden können, die später in einem Satz von Dünnschichtbildaufnahmen in hoher Auflösung rekonstruiert werden können. Gegenüber der herkömmlichen Röntgen-Mammographie weist die Tomosynthese eine Vielzahl von Vorteilen auf. Insbesondere können pathologische Strukturen leichter erkannt werden, da Störsignale durch überlagernde Gewebeanteile und Artefakte verringert werden.
Prinzipiell stehen zwei grundsätzliche Möglichkeiten zur Durchführung einer Kontrastmittelmammographie zur Verfügung:

1. Die digitale dynamische Subtraktionsmammographie, bei der eine erste native Leeraufnahme der Brust mit einer zweiten kontrastmittelangereicherten Referenzaufnahme verglichen wird und
2. die dual-energy Subtraktionsmammographie (CEDEM: contrast enhanced dual energy mammography), bei der nach Applikation eines in der Regel jod-haltigen Kontrastmittels zwei Aufnahmen mit unterschiedlichen Energieniveaus aufgenommen werden. Aufgrund der daraus entstehenden unterschiedlichen Absorptionseigenschaften kann nach logarithmischer Subtraktion der beiden Aufnahmen das Kontrastmittel-Enhancement dargestellt werden.

Die dual-energy Subtraktionsmammographie kann zu einer dual-energy Subtraktionstomosysthese erweitert werden, bei der nach Injektion eines Kontrastmittels zwei sog. Tomoscans mit unterschiedlichen Energien durchgeführt werden. In Bezug auf derartigen Tomosytheseverfahren mit zwei Energieniveaus spricht man auch von CEDET-Verfahren (CEDET: contrast enhanced dual energy tomosynthesis). Das Vorgehen bei dieser Methode ist beispielsweise in der wissenschaftlichen Veröffentlichung „Design of a contrast-enhanced dual-energy tomosynthesis system for breast cancer imaging" von M.D. Hörnig, L. Bätz und T. Mertelmeier in Medical Imaging 2012: Physics of Medical Imaging. Edited by Pelc, Norbert J.; Nishikawa, Robert M.; Whiting, Bruce R. Proceedings of the SPIE, Volume 8313, pp. 83134O-83134O-9 (2012), näher beschrieben.
Auch wenn das CEDET-Verfahren eine erhebliche Verbesserung gegenüber herkömmlicher Mammographie darstellt, besteht ein Bedürfnis dafür, dem Diagnosearzt möglichst viele für die Diagnose relevante Informationen zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, dual-energy Bildgebung in dieser Hinsicht zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 10.
Erfindungsgemäß wird ein Objekt, z.B. ein Patient, einer kontrastverstärkten Aufnahmetechnik unterworfen. Dabei kommt eine bewegliche Stahlungsquelle, z.B. eine Röntgenstrahlungsquelle (Mammographiegerät, C-Bogen, Computertomograph, etc.), als Teil einer Bildgebungsvorrichtung zum Einsatz. Erfindungsgemäß wird eine erste Projektionsbildsequenz bzw. Projektionsbildkette des Objektes entlang einer ersten von der Strahlungsquelle durchlaufenen Trajektorie aufgenommen. Die bei dieser ersten Aufnahme einer Sequenz verwendete Strahlung weist ein erstes Energiespektrum mit üblicherweise nierigen Energien auf. Bei diesem Energiespektrum handelt es sich vorzugsweise um möglichst monochrome Strahlungsenergie. Für eine zweite Aufnahme einer Projektionsbildsequenz wird das Energiespektrum geändert. Dies erfolgt beispielsweise mittels Einsatz entsprechender Strahlungsfilter oder durch eine entsprechende Ansteuerung der Strahlungsquelle (z.B. Betreiben der Strahlungsquelle mit zwei unterschiedlichen Spannungsniveaus). Die zweite Projektionsbildsequenz des Objektes erfolgt mittels ein zweites Energiespektrum aufweisender Strahlung (üblicherweise hoher Strahlungsenergie) entlang einer zweiten Trajektorie. Die bei den Bildsequenzaufnahmen verwendeten Energiespektren unterscheiden sich, so dass durch diese Aufnahmen auch bei identischer Trajektorie unterschiedliche Projektionen aufgenommen werden. Die erste und zweite Trajektorie können sich teilweise oder vollständig überlappen – denkbar ist auch, dass die erste und zweite Trajektorie aneinander anschließen, so dass eine Positionsanpassung des Aufnahmesystems vor Beginn der zweiten Trajektorie entfällt.
Mittels der beiden Projektionsbildsequenzen wird ein dreidimensionales Differenzbild rekonstruiert. Zudem wird ebenfalls zumindest ein zweidimensionales Differenzbild für mit unterschiedlichen Energiespektren aufgenommenen Projektionen mit Hilfe der ersten und der zweiten Projektionsbildsequenz erzeugt bzw. konstruiert. Dabei kann bei der Rekonstruktion des zweidimensionalen Differenzbildes eine winkelabhängige Gewichtung vorgenommen werden. Auch kann eine Mehrzahl von zweidimensionalen Differenzbildern aus unterschiedlichen Richtungen konstruiert werden, z.B. im Rahmen eines Einsatzes bei Tomosynthese eine CC- und eine MLO-Aufnahme.
Das zweidimensionale Differenzbild kann durch Vorwärtsprojektion des dreidimensionalen Differenzbildes oder direkt aus einer Differenz von Projektionsbildern der ersten und zweiten Projektionsbildsequenz gewonnen sein. Eine Konstruktion durch Vorwärtsprojektion bietet sich insbesondere dann an, wenn für den gewünschten Winkel keine Projektionsbilder aus beiden Projektionsbildsequenzen vorliegen, was bei Nichtübereinstimmung der Trajektorien der Fall sein kann.
Für die Konstruktion des zweidimensionalen Differenzbildes können eine Gewichtung und/oder eine Filterung von mit hoher Energie aufgenommenen Projektionen erfolgen.
Erfindungsgemäß wird das dreidimensionale Differenzbild zusammen mit dem zweidimensionalen Differenzbild für eine Analyse bzw. Diagnose bereitgestellt. Dies kann z.B. dadurch geschehen, dass sowohl die dreidimensionalen wie die zweidimensionalen Informationen an einem Arbeitsplatz zur Verfügung stehen und z.B. mittels einer Anzeige betrachtet werden können. Dabei ist sowohl denkbar, dass zwei- und dreidimensionale Darstellungen gleichzeitig oder abwechselnd mittels der Anzeige dargestellt werden.
Die Erfindung erlaubt – insbesondere bei dual-energy Anwendungen in Verbindung mit einer vorangehenden Kontrastmittelverabreichung – dem Nutzer der Informationen (den Diagnosearzt bzw. dem das Objekt untersuchenden Personal) eine komplettere Darstellung des Objektes, die zwei- und dreidimensionale Informationen umfasst, darzubieten. Dadurch werden insbesondere bei medizinischen Anwendungen mit höchsten Sorgfaltsanforderungen, wie z.B. bei der Krebsdiagnose, Fehldiagnosen noch unwahrscheinlicher.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur kontrastverstärkten Aufnahme von einem Objekt, welche eine Bildgebungsvorrichtung umfasst, die mit einem einander zugeordneten Paar aus Strahlungsquelle und Strahlungsdetektor gebildet ist. Dieses Quelle-Detektorpaar ist entlang Trajektorien um das Objekt bewegbar (z.B. Kreistrajektorie, Spiraltrajektorie, etc.), wodurch die Aufnahme von Projektionsbildsequenzen des Objektes entlang von von der Strahlungsquelle durchlaufenen Trajektorien mittels ein einstellbares Energiespektrum aufweisender Strahlung ermöglich wird. Weiter weist die Vorrichtung eine erste Recheneinheit zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Differenzbildes bezüglich unterschiedlicher Energiespektren mittels unterschiedlicher Projektionsbildsequenzen auf. Daneben ist eine zweite Recheneinheit vorgesehen (welche mit der ersten identisch sein kann). Diese wird zur Konstruktion von zweidimensionalen Differenzbildern bezüglich unterschiedlicher Energiespektren mit Hilfe unterschiedlicher Projektionbildsequenzen genutzt. Die beiden Recheneinheiten können physikalische Einheiten sein oder durch Software realisiert werden. Auch eine Realisierung teils durch Hardware-, teils durch Softwaremittel ist denkbar. Schließlich umfasst die Vorrichtung auch eine Anzeigeeinheit zur Bereitstellung eines dreidimensionalen Differenzbildes zusammen mit einem zweidimensionalen Differenzbild für eine Analyse bzw. Diagnose von Objekteigenschaften.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher ausgeführt.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Mammographiegeräts,
2 eine Vorderansicht des Mammographiegeräts gemäß 1,
3 zwei Auslenkpositionen bei der Bestrahlung mittels eines Mammographiegeräts bei einer Tomosynthese,
4 ein für die Durchführung der Erfindung geeignetes C-Bogensystem und
5 ein Diagramm zur Illustration erfindungsgemäßer Verfahren.
In den 1 und 2 sind entsprechend eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines Mammographiegeräts 2 dargestellt. Das Mammographiegerät 2 weist einen als Stativ 4 ausgebildeten Grundkörper und einen von diesem Stativ 4 auskragenden, abgewinkelten Gerätearm 6 auf, an dessen freiem Ende eine als Röntgenstrahler ausgebildete Bestrahlungseinheit 8 angeordnet ist. Auf dem Gerätearm 6 sind weiterhin ein Objekttisch 10 und eine Kompressionseinheit 12 gelagert. Die Kompressionseinheit 12 umfasst ein Kompressionselement 14, das relativ zum Objekttisch 10 entlang einer vertikalen Z-Richtung verschiebbar angeordnet ist, sowie eine Halterung 16 für das Kompressionselement 14. Zum Verfahren der Halterung 16 samt dem Kompressionselement 14 ist hierbei eine Art Liftführung in der Kompressionseinheit 12 vorgesehen. In einem unteren Bereich des Objekttisches 10 ist weiterhin ein Detektor 18 (vgl. 3) angeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel ein digitaler Detektor ist.
Das Mammographiegerät 2 ist insbesondere für Tomosynthese-Untersuchungen vorgesehen, bei denen die Strahlungseinheit 8 über einen Winkelbereich um eine zu der Y-Richtung parallel verlaufende Mittelachse M verfahren wird, wie aus 3 ersichtlich ist. Hierbei werden mehrere Projektionen des zwischen dem Objekttisch 10 und dem Kompressionselement 14 positionsfest gehaltenen zu untersuchenden Objekts 20 erhalten. Bei den Bildaufnahmen aus den unterschiedlichen Winkelstellungen durchdringt ein im Querschnitt konus- oder fächerartiger Röntgenstrahl 21 das Kompressionselement 14, das zu untersuchende Objekt 20 und den Objekttisch 10 und trifft auf den Detektor 18 auf. Der Detektor 18 ist hierbei derart dimensioniert, dass die Bildaufnahmen in einem Winkelbereich zwischen zwei Auslenkpositionen 22a, 22b bei entsprechenden Auslenkwinkeln von –25° bzw. +25° gemacht werden können. Die Auslenkpositionen 22a, 22b sind in der X-Z-Ebene beidseitig von einer Nullposition 23 angeordnet, in der der Röntgenstrahl 21 vertikal auf den Detektor 18 auftrifft. Der flächige Detektor 18 weist in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere eine Größe von 24 × 30 cm auf.
Beim Durchlaufen der Bahn vom Punkt 22a zum Punkt 22b werden z.B. 25 Aufnahmen gemacht. Aus den aufgenommenen Projektionen wird iterativ ein Bild für das untersuchte Objekt 20 bestimmt.
Neben einem derartigen, für CEDET-Verfahren geeigneten Mammographiegerät können auch andere medizinische Modalitäten für dual-energy Bildgebung eingesetzt werden.
Die Erfindung kann beispielsweise auch mittels eines anderen Röntgensystems, wie z.B. den in 4 gezeigten C-Bogen realisiert werden. Dort ist ein C-Bogen 30 dargestellt, welcher an einem Stativ 31 befestigt ist. Der C-Bogen weist eine Quelle 32 und einen Detektor 33 auf. Wie durch Pfeil 36 angedeutet ist, ist der C-Bogen 30 um eine Achse 35 rotierbar wodurch von einem auf einer Liege 34 liegenden Patienten aus verschiedenen Richtungen Aufnahmen gemacht werden können. Auf diese Weise kann eine Projektionsbildsequenz auch mit diesem C-Bogen 30 erzeugt werden. Diese so gewonnenen Projektionen werden mittels einer Verbindung 37 zu einem Kontroll- bzw. Arbeitsplatz 38 übertragen, welcher Programmmittel 40 zur Bearbeitung der Projektionen aufweist. Dieser Arbeitsplatz verfügt auch über eine Anzeige bzw. einen Monitor 39, mit dem zwei oder drei dimensionale Bilder betrachtet werden können.
Bei dem Einsatz z.B. der in 1 und 4 gezeigten Modalitäten für die kontrastverstärkte dual-energy Untersuchung werden typischerweise bei vorheriger Kontrastmittelinjektion ein Niedrigenergiescan gefolgt von einem Hochenergiescan durchgeführt. Die aufgenommenen Bilder werden derart registriert bzw. gekennzeichnet, dass eine Identifikation und der Bilder beider Scans zueinander möglich ist. Dies ist auch deshalb sinnvoll, weil auf Grund der Aufnahmebedingungen (Patientenbewegung, Kompressionssituation etc.) allein durch optischen vergleich eine Zuordnung nicht immer eindeutig ist.
Im Falle einer Tomosynthese-Untersuchung wird bei den beiden Scans die Brustkompression beibehalten. Anschließend erfolgen eine Rekonstruktion von zwei Bildern jeweils aus einer der beiden Bildsequenzen (aus der gesamten Sequenz oder aus einem Teil der in der Sequenz enthaltenen Projektionen) und eine gewichtete Subtraktion der rekonstruierten Bilder, wodurch im Wesentlichen eine Darstellung der Kontrastmittelanreicherung erhalten wird. Diese Darstellung bzw. das sich ergebende Subtraktionsbild ist weitgehend dadurch charakterisiert, dass das Parenchym im Bild unterdrückt wird und lediglich das Kontrastmittel dargestellt wird.
Erfindungsgemäß werden parallel sowohl zweidimensionale wie dreidimensionale Dual-Energie-Ergebnisse bereitgestellt. Im Falle von Tomosynthese-Untersuchungen hätte man hier eine Verbindung von CEDET und CEDEM-Verfahren. Dies wird nun anhand von 5 näher erläutert. In einem nicht für jede denkbare dual-energy Untersuchung obligaten Schritt K wird zunächst ein Kontrastmittel injiziert. In einem zweiten Schritt wird eine erste Trajektorie durchfahren, welche eine erste Projektionsbildsequenz S1 liefert. Für die Anfertigung einer zweiten Projektionsbildsequenz S2 bzw. für einen zweiten Tomoscan wird in einem Schritt E die Energie der Strahlung nach oben gesetzt, z.B. in dem man einen anderen Filter für die Strahlung verwendet, oder die Spannung der Röntgenquelle erhöht. Mit der höheren Energie wird dann eine zweite Trajektorie durchlaufen, welche die zweite Projektionsbildsequenz S2 liefert. Aus diesen beiden Projektionsbildsequenzen werden dann ein dreidimensionales Differenzbild 3DB und ein zweidimensionales Differenzbild 2DB erzeugt. Ein erstes Verfahren zur Erzeugung des dreidimensionalen Differenzbildes 3DB ist mit durchgezogenen Pfeilen verdeutlicht. Dabei werden aus den Ergebnissen der Scans S1 und S2 jeweils in den Rekonstruktionsschritten R1 und R2 ein Bild rekonstruiert. Im Bildraum wird dann in einem Schritt D14 die Differenz gebildet, so dass das dreidimensionale Differenzbild 3DB resultiert.
Eine zweite Möglichkeit ist mit gestrichelten Linien angedeutet. Dabei werden die mittels der Trajektorien und erhaltenen Projektionsbildsequenzen S1 bzw. S2 direkt voneinander subtrahiert (Schritt D14) und dann zu einem dreidimensionalen Differenzbild 3DB rekonstruiert (Schritt RD14). Die Bildrekonstruktion erfolgt damit mit herkömmlichen Verfahren, beispielsweise einem Feldkampalgorithmus oder einem FBP-Verfahren (FBP: Filtered Back Protection). Sowohl iterative wie mathematisch exakte Rekonstruktionsverfahren können eingesetzt werden. Eine erste Vorgehensweise zur Erzeugung eines zweidimensionalen Differenzbildes 2DB ist mittels gestrichelter Pfeile angedeutet. Dabei werden die Projektionsbildsequenzen S1 und S2 direkt voneinander subtrahiert (Schritt D14), wodurch das zweidimensionale Differenzbild 2DB resultiert. Diese Substraktion D14 kann eine Gewichtung erfahren, durch welche nichtrelevante Strukturen noch besser unterdruckt werden. Bei der Gewichtung wird z.B. die Formel ln(I_REC) = –μ·ln(I_LE) + ln(I_HE) verwendet, wobei I_REC das aus der Aufnahme I_LE mit niedriger Energie und der Aufnahme mit hoher Energie I_HE konstruierte Ergebnis darstellt. Dabei wird im rekombinierten Bild allein das Kontrastmittel dargestellt und der Parameter μ für eine Wegsubtraktion des Hintergrunds gewählt (typ. Werte für μ: 0,15 ... 0,3).
Es ist möglich, dass die Projektionsaufnahmen S1 und S2 nicht für die gleichen Winkelstellungen vorgenommen wurden. Beispielsweise ist bei der Tomosynthese denkbar, dass die Projektionen des ersten Scans ungeradzahlig (1°, 3°, 5° ...) und die des zweiten Scans geradzahlig (0°, 2°, 4° ...) sind. Eine direkte Berechnung des zweidimensionalen Differenzbildes wäre zwar eventuell durch Interpolation von Projektionsbildern möglich, vorzugsweise wird aber hier ein anderes Verfahren benutzt. Dieses ist in 5 anhand von durchgezogenen Pfeilen dargestellt. Es wird in diesem Fall aus dem dreidimensionalen Differenzbild 3DB mittels Vorwärtsprojektion VP ein zweidimensionales Differenzbild 2DB erzeugt. Bei der Berechnung des zweidimensionalen Differenzbildes 2DB, welches für die Tomosynthese ein CEDEM-Ergebnisbild ist, werden die Projektionsbilder vorzugsweise als Funktion des Ergebniswinkels (z.B. 0° CC) unterschiedlich gewichtet. Vorzugsweise werden kleinere Winkel höher gewichtet. Die Gewichtung kann bereits bei der Erstellung eines dreidimensionalen Rekonstruktionsbildes für beide Energien berücksichtigt werden. Anschließend erfolgt dann die Berechnung des synthetischen CEDEM-Ergebnisbildes aus einem Subset des rekonstruierten Volumens.
Diese Art der Berechnung von CEDEM-Ergebnisbilder erlaubt es unter anderem auch, je nach Fragestellung ein den Standardprojektionen (CC und MLO Stellung) abweichendes Ergebnisbild für einen sich unterscheidenden Projektionswinkel (z.B. 10°) zu erzeugen.
Das dreidimensionale Differenzbild 3DB und das zweidimensionale Differenzbild 2DB werden schließlich gemeinsam mit Hilfe einer Anzeige dem Arzt bzw. Personal für die Diagnose zur Verfügung gestellt.
Diese Methode ist nicht auf Tomosynthese beschränkt. Sie lässt sich auch auf andere dual-energy Anwendungen (temporäre Subtraktionen), wie beispielsweise des Magens, des Schluckvorgangs oder der Lunge übertragen. Auch Anwendungen ohne Kontrastmittelgabe sind denkbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Design of a contrast-enhanced dual-energy tomosynthesis system for breast cancer imaging“ von M.D. Hörnig, L. Bätz und T. Mertelmeier in Medical Imaging 2012: Physics of Medical Imaging. Edited by Pelc, Norbert J.; Nishikawa, Robert M.; Whiting, Bruce R. Proceedings of the SPIE, Volume 8313, pp. 83134O-83134O-9 (2012) [0008]

Claims

Verfahren zur kontrastverstärkten Aufnahme von einem Objekt mittels einer eine bewegliche Strahlungsquelle (8, 32) umfassenden Bildgebungsvorrichtung (2, 30), umfassend – Aufnahme einer ersten Projektionsbildsequenz (S1) des Objekts entlang einer ersten von der Strahlungsquelle (8, 32) durchlaufenen Trajektorie mittels ein erstes Energiespektrum aufweisender Strahlung, – Aufnahme einer zweiten Projektionsbildsequenz (S2) des Objekts entlang einer zweiten von der Strahlungsquelle (8, 32) durchlaufenen Trajektorie mittels ein zweites Energiespektrum aufweisender Strahlung, wobei sich das erste und das zweite Energiespektrum unterscheiden, – Rekonstruktion eines dreidimensionalen Differenzbildes (3DB) bzgl. der unterschiedlichen Energiespektren mittels der ersten und der zweiten Projektionsbildsequenz, – Konstruktion zumindest eines zweidimensionalen Differenzbildes (2DB) bzgl. der unterschiedlichen Energiespektren mit Hilfe der ersten und der zweiten Projektionsbildsequenz, und – Bereitstellung des dreidimensionalen Differenzbildes (3DB) zusammen mit dem zumindest einen zweidimensionalen Differenzbild (2DB) für eine Analyse von Objekteigenschaften.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – es sich bei dem Objekt um einen Organismus handelt, und – eine der beiden Projektionsbildsequenzen nach Verabreichung eines Kontrastmittels (K) aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Form der Trajektorien mit Hilfe eines Winkels beschreibbar sind, und – bei der Konstruktion des zweidimensionalen Differenzbildes (2DB) eine winkelabhängige Gewichtung vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Mehrzahl von zweidimensionalen Differenzbildern (2DB) aus unterschiedlichen Richtungen konstruiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine zweidimensionale Differenzbild (2DB) durch Vorwärtsprojektion des dreidimensionalen Differenzbildes oder direkt aus einer Differenz von Projektionsbildern der ersten und zweiten Projektionsbildsequenz gewonnen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Energiespektren mittels verschiedener Strahlungsfilter oder unterschiedlicher Strahlungsquellenansteuerungsparameter erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewichtung oder eine Filterung von mit dem höhere Energien umfassende Energiespektrum aufgenommenen Bildprojektionen vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren im Zuge einer Mammographieuntersuchung zum Einsatz kommt, und – das Zumindest eine zweidimensionale Differenzbild einer CC oder MLO Aufnahme entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Untersuchung von Magen, Lunge oder Speiseröhre zum Einsatz kommt.
Vorrichtung zur kontrastverstärkten Aufnahme von einem Objekt mit – einer Bildgebungsvorrichtung (2, 30), welche mit einem einander zugeordneten Strahlungsquelle-Strahlungsdetektor-Paar gebildet ist, welches entlang Trajektorien um das Objekt bewegbar ist, wodurch die Aufnahme von Projektionsbildsequenzen des Objekts entlang von von der Strahlungsquelle durchlaufenen Trajektorien mittels ein einstellbares Energiespektrum aufweisender Strahlung ermöglicht wird, – einer ersten Recheneinheit (40) zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Differenzbildes bzgl. unterschiedlicher Energiespektren mittels unterschiedlicher Projektionsbildsequenzen, – einer zweiten Recheneinheit (40) zur Konstruktion von zweidimensionalen Differenzbildern bzgl. unterschiedlicher Energiespektren mit Hilfe unterschiedlicher Projektionsbildsequenzen, und – einer Anzeigeeinheit (39) zur Bereitstellung eines dreidimensionalen Differenzbildes zusammen mit einem zweidimensionalen Differenzbild für eine Analyse von Objekteigenschaften.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Energiespektren mittels verschiedener Strahlungsfilter oder unterschiedlicher Strahlungsquellenansteuerungsparameter einstellbar sind.