DE102013220018A1

DE102013220018A1 - Berechnung eines Untersuchungsparameters

Info

Publication number: DE102013220018A1
Application number: DE201310220018
Authority: DE
Inventors: Thomas Flohr; Bernhard Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2014-04-17
Also published as: CN103720474B; CN103720474A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Berechnung eines Untersuchungsparameters. Die Erfindung umfasst den Schritt S-A: Aufnehmen eines ersten sowie eines zweiten medizinischen Bildes, wobei die Bilder jeweils einen identischen Untersuchungsbereich erfassen; sie umfasst weiterhin den Schritt S-BS: Bestimmen des Untersuchungsbereiches in dem ersten Bild durch Segmentieren des ersten Bildes. Die Erfindung beruht auf der Idee, in dem Schritt S-rR das erste sowie des zweite Bild räumlich zu registrieren, um so in dem Schritt S-BP den Untersuchungsbereich in dem zweiten Bild zu bestimmen, indem der segmentierte Untersuchungsbereich aus dem ersten Bild in das zweite Bild projiziert wird. Dadurch wird, insbesondere bei einer geringeren Bildqualität des zweiten Bildes gegenüber dem ersten Bild, die Zuverlässigkeit der Bestimmung des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild erhöht. Daher wird in dem Schritt S-BA auch die Zuverlässigkeit der Berechnung eines Untersuchungsparameters (UP) durch Analysieren des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Berechnung eines Untersuchungsparameters.
Medizinische Bilder werden durch bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) sowie die Computertomographie (CT) vorwiegend zur Diagnose aufgenommen. Zum Zweck der Diagnose wird oft auf Basis von medizinischen Bildern ein Untersuchungsparameter berechnet. Ein solcher Untersuchungsparameter bezieht sich typischer Weise auf einen bestimmen Untersuchungsbereich wie z.B. ein Organ, eine Gelenkstruktur oder einen Tumor. Bei einem solchen Untersuchungsparameter kann es sich sowohl um einen rein räumlichen Wert wie die Ausdehnung eines Tumors, aber auch um einen räumlich-zeitlichen Wert wie die Rate des Blutflusses handeln. In jedem Fall ist es für die Diagnose und damit für die korrekte Berechnung des Untersuchungsparameters wichtig, dass der Untersuchungsbereich korrekt bestimmt und damit vom umliegenden Gewebe abgegrenzt wird. Eine solche Bestimmung erfolgt entweder automatisch durch computergestützte Segmentierung oder manuell, indem eine Bedienperson den Untersuchungsbereich (auch als ROI für „region of interest“ bekannt) mit Hilfe einer graphischen Benutzeroberfläche eingrenzt. Automatische und manuelle Bestimmung können auch miteinander kombiniert werden. Allerdings ist der Kontrast eines bestimmten Aufnahmemodus eines bildgebenden Verfahrens oft nicht ausreichend, um die Untersuchungsregion korrekt einzugrenzen.
Aus US 2012/0087561 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines ROI innerhalb einer Zeitserie von Bildern bekannt. Dabei wird eine Zeitserie von Bildern, umfassend mehrere Einzelbilder, aufgenommen. Jedes Einzelbild der Zeitserie von Bildern wird segmentiert um den ROI zu segmentieren. Weiterhin werden manuelle Änderungen des ROI innerhalb eines oder mehrerer der Einzelbilder aufgenommen. Die manuellen Änderungen werden an andere Einzelbilder weitergegeben, wobei der Umfang, in dem die manuellen Änderungen weitergegeben werden, von der zeitlichen Distanz zwischen den anderen Einzelbildern und dem manuelle geänderten Einzelbild abhängt.
Es ist Aufgabe der Erfindung die Zuverlässigkeit der Berechnung eines Untersuchungsparameters, beruhend auf der Bestimmung eines Untersuchungsbereiches, zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9 sowie durch ein System nach Anspruch 11. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in Bezug auf das beanspruchte System als auch in Bezug auf das beanspruchte Verfahren beschrieben. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Mit anderen Worten können die gegenständlichen Ansprüche (die beispielsweise auf ein System gerichtet sind) auch mit den Merkmalen, die in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben oder beansprucht sind, weitergebildet sein. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module ausgebildet.
Das Verfahren gemäß der beanspruchten Erfindung umfasst das Aufnehmen eines ersten sowie eines zweiten medizinischen Bildes, wobei die Bilder jeweils einen identischen Untersuchungsbereich erfassen, sowie das Bestimmen des Untersuchungsbereiches in dem ersten Bild durch Segmentieren des ersten Bildes. Die Erfindung beruht nun auf der Idee, das erste sowie des zweite Bild räumlich zu registrieren, um so den Untersuchungsbereich in dem zweiten Bild zu bestimmen, indem der segmentierte Untersuchungsbereich aus dem ersten Bild in das zweite Bild projiziert wird. Bei einer erfolgreichen Segmentierung des Untersuchungsbereiches in dem ersten Bild sowie einer geringeren Bildqualität des zweiten Bildes gegenüber dem ersten Bild wird die Zuverlässigkeit der Bestimmung des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild erhöht. Daher wird auch die Zuverlässigkeit der Berechnung eines Untersuchungsparameters durch Analysieren des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild erhöht.
Handelt es sich bei dem ersten sowie dem zweiten Bild jeweils um ein kontrastmittelgestütztes Bild, können bestimmte Untersuchungsbereiche von Menschen und Tieren besonders kontrastreich und damit besonders gut bestimmbar dargestellt werden.
Wird als Untersuchungsparameter ein Perfusionsparameter berechnet, lassen sich besonders aussagekräftige Schlüsse auf den Blutfluss in dem Untersuchungsbereich ziehen.
Werden das erste und das zweite Bild jeweils in unterschiedlichen Phasen der Kontrastmittelanflutung aufgenommen, ermöglicht dies die Dynamik des Blutflusses in dem Untersuchungsbereich zu charakterisieren.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Untersuchungsbereich um einen Tumor. Diese Ausführungsform ist von besonderer Bedeutung, da zur erfolgreichen Behandlung von Krebs die Kenntnis über Größe und Stadium eines Tumors von herausragender Bedeutung ist.
Handelt es sich bei dem ersten sowie dem zweiten Bild jeweils um ein tomographisches, dreidimensionales Bild, dann kann der Untersuchungsparameter auch besonders relevante (zeitlich-)räumliche Zusammenhänge erfassen.
In einer weiteren Ausführungsform werden das erste sowie das zweite Bild gleichzeitig oder direkt hintereinander durch ein CT-Gerät bei jeweils verschiedenen Röntgenenergien aufgenommen. Durch eine solche „Dual-Energy“ Aufnahme können komplementäre Bildinformationen gewonnen werden.
Werden das erste sowie das zweite Bild durch unterschiedliche Modalitäten aufgenommen, können ebenfalls komplementäre Bildinformationen gewonnen werden.
Eine weitere Ausführungsform umfasst ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, aufrufbar in den internen Speicher eines Computers, zum Durchführen des Verfahrens zur Berechnung eines Untersuchungsparameters, so dass die Schritte des Verfahrens schnell, identisch wiederholbar und robust ausgeführt werden können.
Eine weitere Ausführungsform umfasst ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt ausführbar gespeichert ist.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein System zur Berechnung eines Untersuchungsparameters, umfassend folgende Einheiten:

– eine Aufnahmeeinheit, umfassend einen Strahlungsemitter sowie einen Strahlungsdetektor, ausgelegt zur Aufnahme eines ersten sowie eines zweiten medizinischen Bildes,
– eine Steuerungseinheit, die ausgelegt ist die Aufnahmeeinheit zu steuern,
– eine Segmentierungseinheit, die ausgelegt ist, das erste Bild zu segmentieren und dadurch einen Untersuchungsbereich in dem Bild zu bestimmen,
– eine Registrierungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das erste sowie das zweite Bild räumlich zu registrieren,
– eine Projektionseinheit, die dazu ausgelegt ist, einen segmentierten Untersuchungsbereich in dem ersten Bild in das zweite Bild zu projizieren, sowie, anhand der Projektion in dem zweiten Bild einen Untersuchungsbereich zu bestimmen,
– eine Berechnungseinheit, ausgelegt zur Berechnung eines Untersuchungsparameters durch Analysieren eines Untersuchungsbereichs in dem zweiten Bild.

In einer weiteren Ausführungsform des Systems sind der Strahlungsemitter in Form eines Röntgenemitters sowie der Strahlungsdetektor in Form eines Röntgendetektors ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform des Systems sind der Strahlungsemitter sowie der Strahlungsdetektor jeweils in Form einer HF-Spule ausgebildet. Dadurch können die üblichen Aufnahmemodi für MRT-Geräte verwendet werden, insbesondere T1- und T2-Gewichtung. Diese bieten vor allem bei der Darstellung von Weichteilen Vorteile wie einen hohen Kontrast.
Weiterhin sind das System sowie seine Fortbildungen dazu ausgelegt die genannten Verfahren auf vorteilhafte Art und Weise auszuführen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Berechnung eines Untersuchungsparameters,
2 ein Systems zur Berechnung eines Untersuchungsparameters,
3 die Bestimmung eines Untersuchungsbereiches durch Projektion am Beispiel eines Tumors, und
4 ein erweitertes Systems zur Berechnung eines Untersuchungsparameters.
1 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Berechnung eines Untersuchungsparameters. In Schritt S-A werden ein erstes sowie ein zweites medizinisches Bild aufgenommen, wobei die Bilder jeweils einen identischen Untersuchungsbereich erfassen. Bei dem Untersuchungsbereich handelt es sich z.B. um die Körperregion eines Patienten 5, z.B. um ein Organ 3, eine Gelenkstruktur oder einen Tumor. „Identisch“ bedeutet hier, dass derselbe Untersuchungsbereich im Sinne einer medizinisch-funktionellen Einheit, z.B. ein Organ 3, in demselben Patienten 5 abgebildet wird. „Identisch“ im Sinne der Anmeldung schließt auch Untersuchungsbereiche mit ein, die zwischen der Aufnahme des ersten Bildes sowie des zweiten Bildes z.B. durch ein Medikament in ihrer Funktion beeinflusst werden.
Bei einem medizinischen Bild handelt es sich um ein Bild, das durch ein bildgebendes Verfahren wie MRT oder CT zu medizinischen Zwecken, vorwiegend zur Diagnose, aufgenommen wird. Im Folgenden werden die Begriffe „medizinisches Bild“ und „Bild“ synonym verwendet. Ein solches Bild kann sowohl eine Fläche als auch ein Volumen darstellen. Es kann also zweidimensional ausgebildet und aus sogenannten Pixeln aufgebaut sein, oder es kann dreidimensional ausgebildet und aus sogenannten Voxeln aufgebaut sein. Außerdem kann sich ein Bild im Sinne der vorliegenden Anmeldung nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich erstrecken. Ein Bild kann also eine zeitliche Serie einzelner Aufnahmen umfassen, die jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen wurden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn Rückschlüsse aus der zeitlichen Veränderung eines bildlich erfassbaren Vorgangs, z.B. dem Anfluten eines Kontrastmittels, gezogen werden sollen. Weiterhin können im Sinne der vorliegenden Anmeldung Bilder insbesondere vorverarbeitete, also gefilterte oder zu Schnittbildern rekonstruierte Bilder sein.
Die Bilddaten Bd, umfassend das erste und/oder das zweite Bild, werden nach der Aufnahme wie folgt weiterverarbeitet:
Im Schritt S-BS wird der Untersuchungsbereich in dem ersten Bild durch Segmentieren des ersten Bildes bestimmt. Beispielsweise erfolgt die Segmentierung durch ein Schwellwertverfahren oder durch ein regionenorientiertes Verfahren wie das sogenannte Region Growing oder das sogenannte Region Splitting oder mit Hilfe von Kantenextraktion. Das Ergebnis des Schrittes S-BS sind die segmentierten Bilddaten sBd. Solche Bilddaten können binär ausgebildet sein, so dass den Pixeln oder Voxeln innerhalb des segmentierten Bereichs der Wert 0, und den Pixeln oder Voxeln außerhalb des segmentierten Bereichs der Wert 1 zugewiesen wird.
Weiterhin werden im Schritt S-rR das erste sowie das zweite Bild räumlich registriert. Die Registrierung des ersten und des zweiten Bildes umfasst die Berechnung einer Transformation, die das erste sowie das zweite Bild in bestmögliche Übereinstimmung bringt. Beispielsweise kann die Registrierung durch ein merkmalsbasiertes Verfahren oder eine Korrelations-Methode erfolgen. Bei einem Merkmalsverfahren werden Merkmale wie Linien oder Kanten aber auch Punkte in den beiden Bildern extrahiert und paarweise Korrespondenzen der Merkmale berechnet. Das Ergebnis der Registrierung sind die registrierten Bilddaten rBd der beiden Bilder. Die Bilddaten rBd können beispielsweise in Form der ursprünglichen Bilddaten Bd sowie einer Regel zur Transformation vorliegen.
Die segmentierten sowie die registrierten Bilddaten werden nun benutzt, um den segmentierten Untersuchungsbereich des ersten Bildes im Schritt S-BP in das zweite Bild zu projizieren und dadurch in dem zweiten Bild den Untersuchungsbereich zu bestimmen. Bei einer Projektion handelt es sich um eine Abbildung. Der Begriff Projektion ist nicht streng mathematisch zu verstehen. So können im Sinne der vorliegenden Anmeldung auch nicht-lineare Abbildungen Projektionen darstellen. Die Projektion im Schritt S-PB basiert auf der im Schritt S-rR berechneten Transformation zwischen den beiden Bildern. Mit der Projektion des Untersuchungsbereiches ist gemeint, dass die Information über die Ausdehnung des Untersuchungsbereiches, also z.B. die zweidimensionale Kontur in Form einer geschlossenen Fläche, die den Untersuchungsbereich, z.B. einen Tumor begrenzt, aus dem ersten in das zweite Bild abgebildet wird. Das Ergebnis des Schrittes S-BP sind die projizierten Bilddaten pBd, umfassend das zweite Bild mit der Information über einen definierten Untersuchungsbereich in dem zweiten Bild.
Im Schritt S-BA wird ein Untersuchungsparameter UP durch Analysieren des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild bzw. in den projizierten Bilddaten pBd berechnet. Die Analyse des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild kann bekannte Schritte der Bildverarbeitung umfassen, also z.B. eine weitere Filterung oder Segmentierung, und auch eine statistische Analyse, z.B. die Berechnung eines Histogramms von Intensitätswerten.
Bei dem Untersuchungsparameter UP kann es sich beispielsweise um die Ausdehnung eines Tumors oder einen Perfusionsparameter, z.B. das Volumen des Blutflusses pro Zeiteinheit, handeln. Ein solcher Perfusionsparameter kann insbesondere berechnet werden, wenn das erste und zweite Bild jeweils mit Hilfe eines Kontrastmittels in unterschiedlichen Phasen der Kontrastmittelanflutung aufgenommen wurden. Als Kontrastmittel werden allgemein solche Mittel definiert, die die Darstellung von Strukturen und Funktionen des Körpers bei bildgebenden Verfahren verbessern. Z.B. sieht man auf einem Röntgenbild keine Blutgefäße. Wenn man beispielsweise eine jodhaltige Lösung als Kontrastmittel injiziert, werfen die Gefäße, in die die Lösung gelangt, Röntgenschatten und machen sie so sichtbar. Üblicherweise werden Kontrastmittel von sogenannten Tracern unterschieden. Hierbei handelt es sich um eine künstliche, oft radioaktiv markierte körpereigene oder körperfremde Substanz, die nach Einbringung in den lebenden Körper am Stoffwechsel teilnimmt und darüber unterschiedlichste Untersuchungen ermöglicht oder erleichtert. Im Rahmen der hier vorliegenden Anmeldung sind unter Kontrastmitteln sowohl konventionelle Kontrastmittel als auch Tracer zu verstehen.
2 zeigt das das Schema eines Systems zur Berechnung eines Untersuchungsparameters UP. Das abgebildete System ist insbesondere zur Durchführung des in 1 beschriebenen Verfahrens ausgebildet. So ist die Steuerungseinheit StE zusammen mit der Aufnahmeeinheit 19 zum Ausführen des Schrittes S-A ausgebildet. Die Steuerungseinheit StE übergibt dabei Steuerungswerte StW an die Aufnahmeeinheit 19, die z.B. die Röntgenröhrenspannung im Falle einer Röntgenröhre als Strahlungsquelle 8 angeben. Die Segmentierungseinheit SE ist zum Ausführen des Schrittes S-BS ausgebildet, und die Registrierungseinheit RE ist zur Ausführung des Schrittes S-rR ausgebildet. Weiterhin ist die Projektionseinheit PE zur Ausübung des Schrittes S-BP ausgebildet und die Berechungseinheit BE zur Ausführung des Schrittes S-BA. Die Segmentierungseinheit SE, die Registrierungseinheit RE, die Projektionseinheit PE und die Berechnungseinheit BE sind zu einer Bildverarbeitungseinheit 14 zusammengefasst. Die Bildverarbeitungseinheit 14 sowie ihre einzelnen Einheiten können sowohl als Hard- als auch als Software ausgebildet sein. Bei den Schnittstellen 11 handelt es sich um allgemein bekannte Hard- oder Software-Schnittstellen, z.B. um die Hardware-Schnittstellen PCI-Bus, USB oder Firewire.
3 zeigt die Bestimmung eines Untersuchungsbereiches durch Projektion. In diesem Fall ist ein Tumor der Untersuchungsbereich. Er befindet sich in einem Organ 3, z.B. der Leber, und weist sowohl einen Tumorkern 1 als auch einen Tumorrand 2 auf, wie in der schematischen Darstellung a) gezeigt.
In b) ist ein erstes Bild mit gutem Kontrast zu sehen. Ohne die fette innere Linie entspricht es den Bilddaten Bd des ersten Bildes. Es handelt sich bei dem Bild in b) um ein kontrastmittelgestütztes Bild der arteriellen Phase, in der der Tumorrand 2 gut zu erkennen ist. Die arterielle (venöse) Phase ist der Zeitraum, in dem das injizierte Kontrastmittel zum ersten Mal die Arterien (Venen) des Untersuchungsbereiches erreicht. Die den Tumor begrenzende Schicht ist hier fett gezeichnet. Damit ist auch eine Segmentierung möglich und das Volumen des Tumors kann vom Rest des Organs 3 abgegrenzt werden. Bild b) entspricht mit der fetten inneren Linie einem segmentierten ersten Bild bzw. den segmentierten Bilddaten sBd, wobei die fette innere Linie die Information des Segmentierungsschrittes enthält. Es kann sich bei den segmentierten Bilddaten sBd natürlich auch um mehrere Bilder handeln, die z.B. ein zusammenhängendes Volumen abbilden. Die Segmentierung kann automatisch oder auch manuell erfolgen. Z.B. kann eine Bedienperson an einer Ausgabeeinheit 14 mit Hilfe einer Eingabeeinheit 4 sowie einer graphischen Benutzeroberfläche die fette innere Linie in dem ursprünglichen ersten Bild einzeichnen. Das Bild würde dann entlang der fetten inneren Linie segmentiert.
Zur Evaluierung von Perfusionsparametern ist allerdings die in c) gezeigte venöse Phase interessant. Das in c) gezeigte Bild weist allerdings einen schwachen Kontrast auf, in der lediglich das nekrose Tumorzentrum 1 zu erkennen ist. Dieses Bild entspricht dem zweiten Bild und ist damit auch ein Teil der Bilddaten Bd. Auch hier gilt, dass natürlich mehrere Bilder der venösen Phase vorliegen können, die ein zusammenhängendes Volumen abbilden.
Nun lässt sich durch die Projektion des segmentierten Bereiches des ersten Bildes in b) auf das zweite Bild in c) auch in diesem zweiten Bild der relevante Untersuchungsbereich, nämlich das Volumen des Tumors, bestimmen. In d) sind die projizierten Bilddaten pBd gezeigt. Die gestrichelte Linie gibt jetzt die den Tumor begrenzende Schicht an, die durch Projektion aus dem ersten Bild in das zweite Bild entstanden ist. Nun lassen sich die relevanten Perfusionsparameter anhand der venösen Phase innerhalb des Volumens des Tumors einfach und zuverlässig berechnen. Natürlich ist die Anwendung nicht auf Tumore oder kontrastmittelgestützte Bilder beschränkt.
Grundsätzlich ist das Verfahren immer dann von Nutzen, wenn zwei Bilder eines Untersuchungsbereiches mit unterschiedlichen Aufnahmebedingungen aufgenommen werden, wobei eine dieser Bedingungen besser für die anschließende Segmentierung des Untersuchungsbereiches ist. Das Verfahren ist von besonders großem Nutze, wenn der Untersuchungsparameter UP nur aus dem Bild berechnet werden kann, das sich weniger gut zur Segmentierung eignet, z.B. weil es einen geringeren Kontrast aufweist.
Bei den Aufnahmebedingungen kann es sich handeln um: unterschiedliche Zeitpunkte der Aufnahme (, insbesondere der Kontrastmittelanflutung), unterschiedliche Strahlungsenergien, unterschiedliche Modalitäten (z.B. CT und MRT), unterschiedliche Gewichtung der Bilder bei einer MRT-Aufnahme wie T1-Gewichtung und T2-Gewichtung etc.
4 zeigt ein erweitertes System zur Berechnung eines Untersuchungsparameters. Das medizinische Gerät 17 in Form eines CT-Geräts verfügt über eine Aufnahmeeinheit 19, umfassend einen Strahlungsemitter 8 sowie umfassend einen Strahlungsdetektor 9. Bei dem Strahlungsemitter 8 für ein CT-Gerät 17 handelt es sich typischer Weise um eine Röntgenröhre. Bei dem Strahlungsdetektor 9 für ein CT-Gerät handelt es sich typischer Weise um einen Zeilen- oder Flachdetektor, er kann aber auch als Szintillatorzähler oder CCD Kamera ausgebildet sein. Bei der Aufnahme eines medizinischen Bildes liegt der Patient 5 auf einer Patientenliege 6, die so mit einem Liegensockel 16 verbunden ist, dass er die Patientenliege 6 mit dem Patienten 5 trägt. Die Patientenliege 6 bewegt den Patienten 5 entlang einer Aufnahmerichtung durch die Öffnung 18 der Aufnahmeeinheit 19. Während dieser Bewegung wird eine Bild des Untersuchungsbereiches des Patienten 5 erstellt.
Es kann sich bei dem medizinischen Gerät 17 beispielsweise auch um ein MRT-Gerät handeln. Bei einem MRT-Gerät ist die Aufnahmeeinheit 19 in Form wenigstens einer HF-Spule ausgebildet. Eine einzelne HF-Spule kann dabei sowohl als Strahlungsemitter 8 als auch als Strahlungsdetektor 9 ausgebildet sein. Es kann sich bei der HF-Spule insbesondere um eine lokale Spule, z.B. um eine Kopf- oder Kniespule handeln.
Die Aufnahmen des CT-Geräts 17 werden zur Verarbeitung und/oder Darstellung an einen Computer 15 gesendet. In der hier gezeigten Ausführungsform weist der Computer 15 sowohl eine Steuerungseinheit StE zur Steuerung der Aufnahmeeinheit 19 als auch eine Bildverarbeitungseinheit 14 auf, die näher in 2 beschrieben ist. Weiterhin weisen der Computer 15 sowie die Aufnahmeeinheit 19 Schnittstellen 11 auf, damit Daten wie die Bilddaten Bd, die Steuerungswerte StW und der berechnete Untersuchungsparameter UP an jeweils andere Einheiten übertragen werden können. Die Steuerungseinheit StE sowie die Bildverarbeitungseinheit 14 können sowohl in Form von Hard- als auch von Software ausgebildet sein.
Sowohl die Steuerungseinheit StE als auch die Bildverarbeitungseinheit 14 oder einzelne Einheiten der Bildverarbeitungseinheit 14 können auf unterschiedlichen Geräten implementiert werden. Z.B. kann die Bildverarbeitungseinheit 14 als Teil eines Servers ausgebildet sein, während die Steuerungseinheit StE als Teil des medizinischen Geräts 17 ausgebildet ist.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung der in 1 beschriebenen Verfahrensschritte, wobei das Computerprogrammprodukt mit Hilfe eines computerlesbaren Mediums 21 in den Speicher des Computers 15 geladen worden. Bei dem computerlesbaren Medium 21 kann es sich beispielsweise auch um eine DVD, einen USB-Stick, eine Festplatte oder eine Diskette handeln.
Die Datenverarbeitungseinheit 15 ist mit einer Ausgabeeinheit 13 sowie einer Eingabeeinheit 4 verbunden. Bei der Ausgabeeinheit 13 handelt es sich beispielsweise um einen (oder mehrere) LCD-, Plasma- oder OLED-Bildschirm(e). Die Ausgabe 23 auf der Ausgabeeinheit 13 kann z.B. eine graphische Benutzeroberfläche zur manuellen Segmentierung umfassen und dient weiterhin der Darstellung der ursprünglichen Bilddaten Bd sowie aller verarbeiteter Daten. Bei der Eingabeeinheit 4 handelt es sich beispielsweise um eine Tastatur, eine Maus, einen sogenannten Touchscreen oder auch um ein Mikrofon zur Spracheingabe.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele 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. Insbesondere können Verfahrensschritte in einer anderen als den angegebenen Reihenfolgen durchgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2012/0087561 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Berechnung eines Untersuchungsparameters, umfassend folgende Schritte: – Aufnehmen eines ersten sowie eines zweiten medizinischen Bildes, wobei die Bilder jeweils zumindest einen identischen Untersuchungsbereich erfassen (S-A), – Bestimmen des Untersuchungsbereiches in dem ersten Bild durch Segmentieren des ersten Bildes (S-BS), – räumliches Registrieren des ersten sowie des zweiten Bildes (S-rR), – Bestimmen des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild durch eine Projektion des segmentierten Untersuchungsbereiches oder einer daraus abgeleiteten Information aus dem ersten Bild in das zweite Bild (S-BP), – Berechnung eines Untersuchungsparameters (UP) durch Analysieren des Untersuchungsbereiches in dem zweiten Bild (S-BA).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten sowie dem zweiten Bild jeweils um ein kontrastmittelgestütztes Bild handelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Untersuchungsparameter (UP) um einen Perfusionsparameter handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste und das zweite Bild jeweils in unterschiedlichen Phasen der Kontrastmittelanflutung aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei dem Untersuchungsbereich um einen Tumor handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, es sich bei dem ersten sowie dem zweiten Bild jeweils um ein tomographisches, dreidimensionales Bild handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste sowie das zweite Bild gleichzeitig oder direkt hintereinander durch ein CT-Gerät (17) bei jeweils verschiedenen Röntgenenergien aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei erste sowie das zweite Bild durch unterschiedliche Modalitäten aufgenommen werden.
Computerprogrammprodukt, aufrufbar in den internen Speicher eines Computers (15), umfassend ein Computerprogramm zur Durchführung der Schritte eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8.
Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9 ausführbar gespeichert ist.
System zur Berechnung eines Untersuchungsparameters, umfassend folgende Einheiten: – eine Aufnahmeeinheit (19), umfassend einen Strahlungsemitter (8) sowie einen Strahlungsdetektor (9), ausgelegt zur Aufnahme eines ersten sowie eines zweiten medizinischen Bildes, – eine Steuerungseinheit (StE), die ausgelegt ist die Aufnahmeeinheit zu steuern, – eine Segmentierungseinheit (SE), die ausgelegt ist, das erste Bild zu segmentieren und dadurch einen Untersuchungsbereich in dem Bild zu bestimmen, – eine Registrierungseinheit (RE), die dazu ausgelegt ist, das erste sowie das zweite Bild räumlich zu registrieren, – eine Projektionseinheit (PE), die dazu ausgelegt ist, einen segmentierten Untersuchungsbereich in dem ersten Bild in das zweite Bild zu projizieren, sowie, anhand der Projektion in dem zweiten Bild einen Untersuchungsbereich zu bestimmen, – eine Berechnungseinheit (BE), ausgelegt zur Berechnung eines Untersuchungsparameters (UP) durch Analysieren eines Untersuchungsbereichs in dem zweiten Bild.
System nach Anspruch 11, wobei der Strahlungsemitter (8) in Form eines Röntgenemitters (9) und der Strahlungsdetektor in Form eines Röntgendetektors ausgebildet sind.
System nach Anspruch 11, wobei der Strahlungsemitter (8) und der Strahlungsdetektor (9) jeweils in Form einer HF-Spule ausgebildet sind.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ausgelegt zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis