DE102019200270A1 - Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes und Bereitstellen einer trainierten Funktion - Google Patents

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Markus Kowarschik
Michael Manhart
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes, umfassend ein Bestimmen eines ersten Realbilddatensatzes eines Untersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Röntgenenergie, und ein Bestimmen eines multienergetischen Realbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Röntgenenergie und einer zweiten Röntgenenergie, wobei sich die zweite Röntgenenergie von der ersten Röntgenenergie unterscheidet. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen des Differenzbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens durch Anwendung einer trainierten Funktion auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Realbilddatensatz und dem multienergetischen Realbilddatensatz basieren, sowie das Bereitstellen des Differenzbilddatensatzes.Die Erfindung betrifft weiterhin ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, ein Bereitstellungssystem, ein Trainingssystem, ein Röntgensystem, sowie ein Computerprogrammprodukt und ein computerlesbares Speichermedium.

Description

  • In der digitalen Subtraktionsangiographie (kurz DSA) werden ein oder mehrere Gefäße in einem Untersuchungsvolumen durch Röntgenaufnahmen dargestellt, wobei zur Unterdrückung von weiteren Strukturen im Untersuchungsvolumen Aufnahmen des Gefäßes ohne Kontrastmittel (sog. Maskenaufnahmen) mit Aufnahmen des Gefäßes einschließlich eines Kontrastmittels, welches sich im Gefäß befindet, kombiniert werden. Das Kontrastmittel wird hierbei während der Untersuchung in das Gefäß eingebracht, um Parameter, insbesondere hydrodynamische Parameter eines Fluids zu bestimmen, wobei das Fluid im Gefäß fließt.
  • In der vierdimensionalen DSA wird mittels eines Bildrekonstruktionsverfahrens eine zeitaufgelöste Serie von dreidimensionalen DSA-Bilddaten bereitgestellt. Hierbei werden normierte zweidimensionale Röntgenprojektionen eines Untersuchungsvolumens zusammen mit einer Zeitinformation in ein Volumenelement rückprojiziert. Die zweidimensionalen Röntgenprojektionen entstammen hierbei üblicherweise einem rotierenden Aufnahmeprotokoll eines C-Arm-Röntgenbogens.
  • Dadurch, dass für eine digitale Subtraktionsangiographie sowohl Aufnahmen des Gefäßes ohne Kontrastmittel als auch Aufnahmen des Gefäßes einschließlich eines Kontrastmittels aufgenommen werden, wird das Untersuchungsvolumen einer hohen Röntgenbelastung ausgesetzt. Die Aufnahmen des Gefäßes ohne Kontrastmittel werden auch als Maskenaufnahmen bezeichnet.
  • Im Folgenden kann ein Bilddatensatz als Realbilddatensatz bezeichnet werden, wenn er die tatsächliche Verteilung von Werten und/oder Intensitäten (z.B. Hounsfield-Einheiten, Röntgenschwächungskoeffizienten) in einem Untersuchungsvolumen abbildet. Ein Bilddatensatz kann als Differenzbilddatensatz bezeichnet werden, wenn er eine Differenz einer tatsächlichen Verteilung von Werten und/oder Intensitäten in einem Untersuchungsvolumen abbildet. Ein Differenzbilddatensatz wird aber nicht notwendigerweise durch Subtraktion zweier Realbilddatensätze bestimmt. Ein Bilddatensatz kann als Subtraktionsbilddatensatz bezeichnet werden, wenn er durch Subtraktion zweier Bilddatensätze bestimmt wurde, insbesondere durch Subtraktion zweier Realbilddatensätze. Daher könnte insbesondere jeder Subtraktionsbilddatensatz als Differenzbilddatensatz aufgefasst werden, aber nicht jeder Differenzbilddatensatz kann als Subtraktionsbilddatensatz aufgefasst werden.
  • Aus der unveröffentlichten Patentanmeldung EP18182251 ist bekannt, durch Anwendung einer trainierten Funktion auf einen Realbilddatensatz einen Differenzbilddatensatz zu bestimmen, ohne eine zusätzliche Maskenaufnahme durchzuführen. Da aber beispielsweise Knochenstrukturen, Metallstrukturen (z.B. Implantate) oder Kalkstrukturen (Kalzifikationen in Gefäßen) im Untersuchungsbereich eine ähnliche Röntgenabsorption aufweisen wie Kontrastmittel, können solche Strukturen im Untersuchungsbereich zu Fehlern in der Bestimmung des Differenzbilddatensatzes führen.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine genauere und weniger fehleranfällige Bestimmung des Differenzbilddatensatzes zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes, ein Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, ein Bestimmungssystem, ein Trainingssystem, durch Computerprogramprodukte und durch computerlesbare Speichermedien nach den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
  • Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowohl in Bezug auf die beanspruchten Vorrichtungen 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 eine Vorrichtung 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.
  • Weiterhin wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowohl in Bezug auf Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von Differenzbilddatensätzen als auch in Bezug auf Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von trainierten Funktionen beschrieben. Hierbei können Merkmale und alternative Ausführungsformen von Datenstrukturen und/oder Funktionen bei Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von Differenzbilddatensätzen auf analoge Datenstrukturen und/oder Funktionen bei Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von trainierten Funktionen übertragen werden. Analoge Datenstrukturen können hierbei insbesondere durch die Verwendung der Vorsilbe „Trainings“ gekennzeichnet sein. Weiterhin können die in Verfahren und Vorrichtungen zur Bereitstellung von Differenzbilddatensätzen verwendeten trainierten Funktionen insbesondere durch Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von trainierten Funktionen angepasst worden und/oder bereitgestellt worden sein.
  • Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes, umfassend ein Bestimmen eines ersten Realbilddatensatzes eines Untersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Röntgenenergie, und ein Bestimmen eines multienergetischen Realbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Röntgenenergie und einer zweiten Röntgenenergie, wobei sich die zweite Röntgenenergie von der ersten Röntgenenergie unterscheidet. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen des Differenzbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens durch Anwendung einer trainierten Funktion auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Realbilddatensatz und dem multienergetischen Realbilddatensatz basieren, sowie das Bereitstellen des Differenzbilddatensatzes.
  • Dass Bestimmen des ersten Realbilddatensatzes kann hierbei ausgeführt werden, indem der erste Realbilddatensatz empfangen wird. Weiterhin kann das Bestimmen des multienergetischen Realbilddatensatzes hierbei ausgeführt werden, indem der multienergetische Realbilddatensatz empfangen wird. Das Bestimmen des ersten Realbilddatensatzes kann hierbei insbesondere mittels einer Schnittstelle und/oder einer Recheneinheit erfolgen. Das Bestimmen des Differenzbilddatensatzes kann hierbei insbesondere mittels der Recheneinheit erfolgen. Das Bereitstellen des Differenzbilddatensatzes kann hierbei insbesondere mittels der Schnittstelle erfolgen. Das Bereitstellen des Differenzbilddatensatzes kann hierbei insbesondere ein Speichern, ein Übermitteln und/oder ein Anzeigen des Differenzbilddatensatzes umfassen.
  • Die erste und die zweite Röntgenenergie entsprechen hierbei der Beschleunigungsspannung einer Röntgenröhre oder der Energie eines Röntgenphotons. Insbesondere können die Begriffe „erste Röntgenenergie“ und „zweite Röntgenenergie“ auch ein erstes Röntgenspektrum und ein zweites Röntgenspektrum bezeichnen, wobei ein Röntgenspektrum einer Intensitätsverteilung der verschiedenen Wellenlängen bzw. Energien von Röntgenstrahlung entspricht. Insbesondere ist Röntgenstrahlung, deren zur Erzeugung verwendete Beschleunigungsspannung, deren Energie oder deren Spektrum einer Röntgenenergie entspricht, durch diese Röntgenenergie charakterisiert.
  • Ein Bilddatensatz umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Pixeln oder Voxeln. Dabei wird jedem Pixel oder Voxel ein Intensitätswert zugeordnet. Bei einem Röntgenbilddatensatz wird insbesondere jedem Pixel oder Voxel ein Röntgenintensitätswert, der ein Maß für die in diesem Pixel oder Voxel aufgetroffene Röntgenintensität oder für einen Röntgenabsorptionskoeffizienten des Pixels oder des Voxels ist. Eine auftreffende Röntgenintensität hängt von der Zahl, der Größe, der Form und dem Material der sich im Untersuchungsvolumen befindlichen und von der Röntgenstrahlung durchdrungenen Objekten ab. Ein Bilddatensatz kann insbesondere weitere Daten umfassen, insbesondere Metadaten einer bildgebenden Untersuchung, insbesondere einer Röntgenuntersuchung.
  • Ein zweidimensionaler Bilddatensatz umfasst dabei mindestens eine zweidimensionale Darstellung eines Untersuchungsvolumens. Ein dreidimensionaler Bilddatensatz umfasst dabei mindestens eine dreidimensionale Darstellung eines Untersuchungsvolumens, insbesondere kann ein dreidimensionaler Bilddatensatz auch zusätzlich noch eine oder mehrere zweidimensionale Darstellungen des Untersuchungsvolumens umfassen.
  • Ein Realbilddatensatz des Untersuchungsvolumens bezüglich einer Röntgenenergie kann ein Röntgenbilddatensatz des Untersuchungsvolumens sein, der mit Röntgenstrahlung aufweisend diese Röntgenenergie aufgenommen wurde. Ein Realbilddatensatz des Untersuchungsvolumens bezüglich einer Röntgenenergie kann auch auf einem Röntgenbilddatensatz des Untersuchungsvolumens basieren, der mit Röntgenstrahlung aufweisend diese Röntgenenergie aufgenommen wurde. Ein multienergetischer Realbilddatensatz des Untersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Röntgenenergie und einer zweiten Röntgenenergie kann einen Röntgenbilddatensatz des Untersuchungsvolumens, der mittels durch die erste Röntgenenergie charakterisierter Röntgenstrahlung aufgenommen wurde, und einen Röntgenbilddatensatz des Untersuchungsvolumens, der mittels durch die zweite Röntgenenergie charakterisierter Röntgenstrahlung aufgenommen wurde, umfassen. Ein multienergetischer Realbilddatensatz des Untersuchungsvolumens kann auch auf einem Röntgenbilddatensatz des Untersuchungsvolumens, der mittels durch die erste Röntgenenergie charakterisierter Röntgenstrahlung aufgenommen wurde, und auf einem Röntgenbilddatensatz des Untersuchungsvolumens, der mittels durch die zweite Röntgenenergie charakterisierter Röntgenstrahlung aufgenommen wurde, basieren.
  • Eine trainierte Funktion bildet Eingabedaten auf Ausgabedaten ab. Hierbei können die Ausgabedaten insbesondere weiterhin von einem oder mehreren Parametern der trainierten Funktion abhängen. Der eine oder die mehreren Parameter der trainierten Funktion können durch ein Training bestimmt und/oder angepasst werden. Das Bestimmen und/oder das Anpassen des einen oder der mehreren Parameter der trainierten Funktion kann insbesondere auf einem Paar aus Trainingseingabedaten und zugehörigen Trainingsausgabedaten basieren, wobei die trainierte Funktion zur Erzeugung von Trainingsabbildungsdaten auf die Trainingseingabedaten angewendet wird. Insbesondere können das Bestimmen und/oder das Anpassen auf einem Vergleich der Trainingsabbildungsdaten und der Trainingsausgabedaten basieren. Im Allgemeinen wird auch eine trainierbare Funktion, d.h. eine Funktion mit noch nicht angepassten einen oder mehreren Parametern, als trainierte Funktion bezeichnet.
  • Andere Begriffe für trainierte Funktion sind trainierte Abbildungsvorschrift, Abbildungsvorschrift mit trainierten Parametern, Funktion mit trainierten Parametern, Algorithmus basierend auf künstlicher Intelligenz, Algorithmus des maschinellen Lernens. Ein Beispiel für eine trainierte Funktion ist ein künstliches neuronales Netzwerk, wobei die Kantengewichte des künstlichen neuronalen Netzwerks den Parametern der trainierten Funktion entsprechen. Anstatt des Begriffs „neuronales Netzwerk“ kann auch der Begriff „neuronales Netz“ verwendet werden. Insbesondere kann eine trainierte Funktion auch ein tiefes künstliches neuronales Netzwerk sein (ein englischer Fachbegriff ist „deep neural network“ oder „deep artificial neural network“). Ein weiteres Beispiel für eine trainierte Funktion ist eine „Support Vector Machine“, weiterhin sind auch insbesondere andere Algorithmen des maschinellen Lernens als trainierte Funktion einsetzbar.
  • Insbesondere haben der erste Realbilddatensatz und der multienergetische Realbilddatensatz die gleiche Dimension. Insbesondere ist der erste Realbilddatensatz ein zweidimensionaler Bilddatensatz, ein dreidimensionaler oder ein vierdimensionaler Bilddatensatz.
  • Insbesondere bilden der erste Realbilddatensatz und der multienergetische Realbilddatensatz das Untersuchungsvolumen ab, in anderen Worten entspricht der Bildbereich des ersten Realbilddatensatzes dem Bildbereich des multienergetischen Realbilddatensatzes. Insbesondere hat der multienergetische Realbilddatensatz eine höhere räumliche Auflösung als der erste Realbilddatensatz. Insbesondere ist die in Pixeln oder Voxeln gemessene räumliche Ausdehnung des multienergetischen Realbilddatensatzes bezüglich mindestens einer Dimension größer als die in Pixeln oder Voxeln gemessene räumliche Ausdehnung des ersten Realbilddatensatzes.
  • Insbesondere haben der multienergetische Realbilddatensatz und der Differenzbilddatensatz die gleiche Dimension. Insbesondere ist also der Differenzbilddatensatz ein zweidimensionaler, ein dreidimensionaler oder ein vierdimensionaler Differenzbilddatensatz.
  • Insbesondere bilden der multienergetische Realbilddatensatz und der Differenzbilddatensatz das Untersuchungsvolumen ab, in anderen Worten entspricht der Bildbereich des multienergetischen Realbilddatensatzes dem Bildbereich des Differenzbilddatensatzes. Insbesondere weisen der multienergetische Realbilddatensatz und der Differenzbilddatensatz die gleiche räumliche Auflösung auf. Insbesondere ist als die in Pixeln oder Voxeln gemessene räumliche Ausdehnung des multienergetischen Realbilddatensatzes bezüglich jeder der Dimensiona gleich der in Pixeln oder Voxeln gemessenen räumlichen Ausdehnung des Differenzbilddatensatzes.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung sowohl eines ersten Realbilddatensatzes als auch eines multienergetischen Realbilddatensatzes die Eigenschaften des Untersuchungsvolumens genauer als Eingabedaten für die trainierte Funktion zur Verfügung gestellt werden können. Insbesondere kann durch die Verwendung einer ersten und einer zweiten Röntgenenergie zwischen Materialien unterschieden werden, die bei einer der beiden Röntgenenergien ähnliche Röntgenabsorptionswerte aufweisen, und damit bei der Verwendung von nur einer Röntgenenergie nicht oder nur schlecht unterschieden werden können. Damit kann mittels der trainierten Funktion insbesondere eine bessere Unterscheidung zwischen verschiedenen Materialien im Untersuchungsbereich erreicht, und ein genauerer und insbesondere weniger fehleranfälliger Differenzbilddatensatz bestimmt werden.
  • Die Erfinder haben weiterhin erkannt, dass eine hohe Auflösung des multienergetischen Realbilddatensatzes reicht, um eine entsprechende Auflösung des Differenzbilddatensatzes zu erzielen. Die auf den unterschiedlichen Röntgenenergien basierend Unterscheidung von verschiedenen Materialien kann basierend auf dem ersten Realbilddatensatz mit einer niedrigeren Auflösung erfolgen. Für die verbesserte Unterscheidung ist es daher insbesondere nicht notwendig, das Untersuchungsvolumen einer höheren Röntgendosis auszusetzen, da eine geringere Auflösung des ersten Realbilddatensatzes und demnach weniger Rohdaten für den ersten Realbilddatensatz ausreichend sind.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes weiterhin das Bestimmen eines zweiten Realbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens bezüglich einer zweiten Röntgenenergie, wobei die Eingabedaten weiterhin auf dem zweiten Realbilddatensatz basieren.
  • Dass Bestimmen des zweiten Realbilddatensatzes kann hierbei ausgeführt werden, indem der zweite Realbilddatensatz empfangen wird. Das Bestimmen des zweiten Realbilddatensatzes kann hierbei insbesondere mittels einer Schnittstelle und/oder einer Recheneinheit erfolgen.
  • Insbesondere haben der zweite Realbilddatensatz und der multienergetische Realbilddatensatz die gleiche Dimension. Insbesondere ist der zweite Realbilddatensatz ein zweidimensionaler Bilddatensatz, ein dreidimensionaler oder ein vierdimensionaler Bilddatensatz.
  • Insbesondere bilden der zweite Realbilddatensatz und der multienergetische Realbilddatensatz das Untersuchungsvolumen ab, in anderen Worten entspricht der Bildbereich des zweiten Realbilddatensatzes dem Bildbereich des multienergetischen Realbilddatensatzes. Insbesondere hat der multienergetische Realbilddatensatz eine höhere räumliche Auflösung als der erste Realbilddatensatz. Insbesondere ist die in Pixeln oder Voxeln gemessene räumliche Ausdehnung des multienergetischen Realbilddatensatzes bezüglich mindestens einer Dimension größer als die in Pixeln oder Voxeln gemessene räumliche Ausdehnung des ersten Realbilddatensatzes.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung des zweiten Realbilddatensatzes in den Eingabedaten eine verbesserte Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Materialien im Untersuchungsbereich erreicht werden kann, da dadurch auch Informationen über die Röntgenabsorption von Bereichen des Untersuchungsvolumens bezüglich der zweiten Röntgenenergie alleine vorliegen und verarbeitet werden können.
  • Nach einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung basiert der erste Realbilddatensatz auf ersten Ausgangsdaten, und der multienergetische Realbilddatensatz basiert auf den ersten und zweiten Ausgangsdaten bezüglich der zweiten Röntgenenergie. Insbesondere ist die räumliche Auflösung des multienergetischen Realbilddatensatzes höher als die räumliche Auflösung des ersten Realbilddatensatzes. Insbesondere ist die räumliche Auflösung des multienergetischen Realbilddatensatzes identisch zur Auflösung des Differenzbilddatensatzes. Nach einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung basiert der zweite Realbilddatensatz auf den zweiten Ausgangsdaten. Insbesondere ist die räumliche Auflösung des multienergetischen Realbilddatensatzes höher als die räumliche Auflösung des zweiten Realbilddatensatzes.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass unter der Voraussetzung, dass der erste Realbilddatensatz auf ersten Ausgangsdaten basiert, der optionale zweite Realbilddatensatz auf zweiten Ausgangsdaten basiert, jedoch der multienergetische Realbilddatensatz auf den ersten und den zweiten Ausgangsdaten basiert, es im Vergleich zum Stand der Technik nicht notwendig ist, das Untersuchungsvolumen einer höheren Röntgendosis auszusetzen. Dies gilt auch, wenn ein zweiter Realbilddatensatz verwendet wird. Die Ortsauflösung des Differenzbilddatensatzes kann nämlich auf dem multienergetischen Realbilddatensatz basieren, und die röntgenenergieabhängige Unterscheidung zwischen verschiedenen Materialien kann dann basierend auf niedriger aufgelösten ersten und zweiten Realbilddatensatz erfolgen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes weiterhindas Empfangen von ersten Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens bezüglich der ersten Röntgenenergie sowie das Empfangen von zweiten Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens bezüglich der zweiten Röntgenenergie; wobei der erste Realbilddatensatz auf den ersten Röntgenprojektionen basiert und/oder diese umfasst; und/oder wobei der zweite Realbilddatensatz auf den zweiten Röntgenprojektionen basiert und/oder diese umfasst; und/oder wobei der multienergetische Realbilddatensatz auf den ersten Röntgenprojektion und den zweiten Röntgenprojektionen basiert und/oder diese umfasst.
  • Das Empfangen der ersten Röntgenprojektionen kann insbesondere mittels der Schnittstelle durchgeführt werden. Das Empfangen der zweiten Röntgenprojektionen kann insbesondere mittels der Schnittstelle durchgeführt werden. Insbesondere entsprechen die ersten Röntgenprojektionen den ersten Ausgangsdaten, und die zweiten Röntgenprojektionen entsprechen den zweiten Ausgangsdaten.
  • Eine erste Röntgenprojektion bezüglich einer ersten Röntgenenergie ist insbesondere eine Röntgenprojektion, die mit Röntgenstrahlung der ersten Röntgenenergie aufgenommen wurde. Eine zweite Röntgenprojektion bezüglich einer zweiten Röntgenenergie ist insbesondere eine Röntgenprojektion, die mit Röntgenstrahlung der zweiten Röntgenenergie aufgenommen wurde.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung von mehreren zweidimensionalen Röntgenprojektionen insbesondere auch zeitliche Veränderungen im Untersuchungsvolumen berücksichtigt werden können, insbesondere eine zeitlich veränderliche Kontrastmittelkonzentration. Dadurch kann die trainierte Funktion den Differenzbilddatensatz auf mehr Daten und daher insbesondere auch genauer und weniger fehleranfällig bestimmen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste Realbilddatensatz eine mindestens dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen; und/oder der zweite Realbilddatensatz ist eine mindestens dreidimensionale Rekonstruktion der zweiten Röntgenprojektionen ist; und/oder der multienergetische Realbilddatensatz ist eine mindestens dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen und der zweiten Röntgenprojektionen. Insbesondere ist die Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen und der zweiten Röntgenprojektionen unabhängig von der ersten Röntgenenergie und der zweiten Röntgenenergie, bzw. die Rekonstruktion ist eine Rekonstruktion ohne Berücksichtigung der Röntgenenergie.
  • Im Allgemeinen bezeichnet eine Rekonstruktion das Bestimmen eines n-dimensionalen Bilddatensatzes basierend auf mehreren m-dimensionalen Bilddatensätzen, wobei m < n. Hierbei sind die mehreren m-dimensionalen Bilddatensätze insbesondere Projektionen eines n-dimensionalen Volumens, welches durch den n-dimensionalen Bilddatensatz beschrieben werden soll. Insbesondere kann eine Rekonstruktion das bestimmen eines dreidimensionalen Bilddatensatzes basierend auf mehreren zweidimensionalen Bilddatensätzen bezeichnen. Eine solche Rekonstruktion kann beispielsweise auf einer gefilterten Rückprojektion (ein englischer Fachbegriff ist „filtered back projection“) basieren, alternativ sind dem Fachmann iterative Rekonstruktionsverfahren bzw. der Feldkamp-Algorithmus bekannt.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass dreidimensionale Realbilddatensätze besonders geeignet sind, um die Eigenschaften des Untersuchungsvolumens darzustellen. Insbesondere können durch dreidimensionale Realbilddatensätze nahezu vollständige Informationen über das Untersuchungsvolumen erfasst werden.
  • Nach einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes weiterhin das Empfangen von ersten Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens bezüglich der ersten Röntgenenergie, wobei der erste Realbilddatensatz auf den ersten Röntgenprojektionen basiert und/oder diese umfasst. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Aspekten müssen in diesem Aspekt der Erfindung nicht notwendigerweise zweite Röntgenprojektionen empfangen werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Untersuchungsvolumen bei der Aufnahme der ersten Röntgenprojektionen Kontrastmittel, und/oder das Untersuchungsvolumen umfasst bei der Aufnahme der zweiten Röntgenprojektionen Kontrastmittel. Insbesondere umfasst das Untersuchungsvolumen Kontrastmittel, wenn ein oder mehrere Gefäße im Untersuchungsvolumen Kontrastmittel umfassen. Insbesondere ist die Konzentration des Kontrastmittels zeitlich veränderlich. Die Erfinder haben erkannt, dass die trainierte Funktion Gefäßstrukturen besonders gut extrahieren kann, wenn diese durch das Vorhandensein von Kontrastmittel hervorgehoben werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wurden die ersten Röntgenprojektionen und die zweiten Röntgenprojektionen zeitgleich aufgenommen. Hierbei werden die ersten Röntgenprojektionen und die zweiten Röntgenprojektionen als zeitgleich aufgenommen bezeichnet, wenn die ersten Röntgenprojektionen und die zweiten Röntgenprojektionen innerhalb eines Zeitintervalls von 30s oder weniger aufgenommen wurden, insbesondere innerhalb eines Zeitintervalls von 20s oder weniger, insbesondere innerhalb eines Zeitintervalls von 10s oder weniger, insbesondere innerhalb eines Zeitintervalls von 5s oder weniger.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass bei zeitgleicher Aufnahme der ersten und der zweiten Röntgenprojektionen diese jeweils den gleichen oder einen ähnlichen zeitlichen Zustand des Untersuchungsvolumens abbilden. Hierdurch beschreiben auch der erste Realbilddatensatz und der zweite Realbilddatensatz bzw. der multienergetische Realbilddatensatz den gleichen oder einen ähnlichen Zustand des Untersuchungsvolumens, und über diesen Zustand sind Informationen bezüglich sowohl der ersten als auch der zweiten Röntgenenergie verfügbar.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die ersten Röntgenprojektionen Aufnahmen einer ersten Röntgenquelle und eines ersten Röntgendetektors, und die zweiten Röntgenprojektionen sind Aufnahmen einer zweiten Röntgenquelle und eines zweiten Röntgendetektors.
  • Insbesondere unterscheidet sich die erste Röntgenquelle von der zweiten Röntgenquelle, und insbesondere unterscheidet sich der zweite Röntgendetektor vom ersten Röntgendetektor. Insbesondere haben die erste und die zweite Röntgenquelle die gleiche Bauart und/oder den gleichen Typ, und/oder der erste Röntgendetektor und der zweite Röntgendetektor haben die gleiche Bauart und/oder den gleichen Typ.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass mittels zweier Röntgenquellen und mittels zweier Röntgendetektoren die ersten Röntgenprojektionen und die zweiten Röntgenprojektionen unabhängig voneinander aufgenommen werden können. Insbesondere können hierdurch notwendige Bewegungen zwischen Aufnahmen der ersten Röntgenprojektionen und der zweiten Röntgenprojektionen verringert werden, insbesondere wenn die ersten Röntgenprojektionen und die zweiten Röntgenprojektionen abwechselnd aufgenommen werden. Weiterhin kann hierdurch die erste Röntgenquelle mittels der ersten Röntgenenergie betrieben werden, und die zweite Röntgenquelle kann mittels der zweiten Röntgenenergie betrieben werden, so dass Umschaltvorgänge zwischen der ersten und der zweiten Röntgenenergie entfallen können.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine biplanare Röntgenvorrichtung die erste Röntgenquelle, die zweite Röntgenquelle, den ersten Röntgendetektor und den zweiten Röntgendetektor. Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung einer biplanaren Röntgenvorrichtung die erste Röntgenquelle und der erste Röntgendetektor besser mit der zweiten Röntgenquelle und dem zweiten Röntgendetektor koordiniert werden können. Insbesondere kann eine Registrierung der ersten Röntgenquelle und des ersten Röntgendetektors bezüglich der ersten Röntgenquelle und des zweiten Röntgendetektors entfallen, da die relative Lagen der Röntgenquellen und der Röntgendetektoren in einer biplanaren Röntgenvorrichtung bekannt sind.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist jede der ersten Röntgenprojektionen eine Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens bezüglich einer Projektionsrichtung aus einem ersten Projektionswinkelbereich, und jede der zweiten Röntgenprojektionen ist eine Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens bezüglich einer Projektionsrichtung aus einem zweiten Projektionswinkelbereich, wobei sich der erste Projektionswinkelbereich und der zweite Projektionswinkelbereich unterscheiden.
  • Die Projektionsrichtung einer Röntgenprojektion ist insbesondere die Richtung von der Position einer Röntgenquelle zu der Position eines Röntgendetektors zum Zeitpunkt der Aufnahme der Röntgenprojektion, wobei die Röntgenprojektion mittels der Röntgenquelle und mittels des Röntgendetektors aufgenommen wurde. Eine Projektionsrichtung kann insbesondere als Vektor oder als Gerade im Raum aufgefasst werden.
  • Ein Projektionswinkelbereich umfasst eine Mehrzahl von Projektionsrichtungen. Insbesondere kann der Projektionswinkelbereich auch als Raumwinkelbereich bezüglich eines Punktes des Untersuchungsvolumens aufgefasst werden, insbesondere bezüglich des Mittelpunktes des Untersuchungsvolumens. Insbesondere liegt in diesem Fall die Mehrzahl von Projektionsrichtungen bezüglich des Punktes des Untersuchungsvolumens in diesem Raumwinkelbereich. Alternativ kann der Projektionswinkelbereich auch als Ortskurve eines Röntgendetektors bei der Aufnahme von Röntgenprojektionen aufgefasst werden. Insbesondere kann der Projektionswinkelbereich auch als Kreisbogen aufgefasst werden. Insbesondere kann der Projektionswinkelbereich auch als konvexe Hülle der Mehrzahl von Projektionsrichtungen aufgefasst werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass (unter der Annahme, dass der erste Projektionswinkelbereich und der zweite Projektionswinkelbereich eine feste Größe aufweisen) erste und zweite Röntgenprojektionen aus sich unterscheidenden Projektionswinkelbereichen mehr räumliche Informationen über den Untersuchungsbereich enthalten, als aus gleichen Projektionswinkelbereichen. Hierbei kann sich die bessere räumliche Information sowohl auf die Größe des abgedeckten Winkelbereichs, als auch auf die Winkelauflösung beziehen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der erste Projektionswinkelbereich und der zweite Projektionswinkelbereich disjunkt. Der erste Projektionswinkelbereich und der zweite Projektionswinkelbereich sind insbesondere disjunkt, wenn keine Projektionsrichtung des ersten Projektionswinkelbereichs im zweiten Projektionswinkelbereich enthalten ist, und wenn keine Projektionsrichtung des zweiten Projektionswinkelbereichs im ersten Projektionswinkelbereich enthalten ist.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass mittels disjunkter Projektionswinkelbereiche ein besonders großer Winkelbereich abgedeckt werden kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der erste Projektionswinkelbereich den zweiten Projektionswinkelbereich umfasst, oder der zweite Projektionswinkelbereich umfasst den ersten Projektionswinkelbereich. Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung von überlappenden Projektionswinkelbereichen sowohl für die erste als auch für die zweite Röntgenenergie eine vollständige Winkelinformation zur Verfügung steht, und daher insbesondere für den gesamten Winkelbereich durch die trainierte Funktion zwischen unterschiedlichen Materialien unterschieden werden kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Ausgabedaten der trainierten Funktion einen Wahrscheinlichkeitsdatensatz umfassen, wobei der Differenzbilddatensatz auf dem Wahrscheinlichkeitsdatensatz basiert.
  • Der Wahrscheinlichkeitsdatensatz weist hierbei insbesondere einem oder mehreren Pixel oder Voxeln des multienergetischen Realbilddatensatzes einen Wahrscheinlichkeitswert zu. Insbesondere kann der Wahrscheinlichkeitswert allen Pixeln oder Voxeln des multienergetischen Realbilddatensatzes einen Wahrscheinlichkeitswert zuweisen, in diesem Fall kann der Wahrscheinlichkeitsdatensatz als Wahrscheinlichkeitsbilddatensatz aufgefasst werden. Ein Wahrscheinlichkeitswert ist insbesondere einen Zahl größer gleich 0 und kleiner gleich 1. Der einem Voxel zugeordnete Wahrscheinlichkeitswert kann insbesondere die Wahrscheinlichkeit betreffen, dass der Voxel im Abbild eines im Untersuchungsvolumen befindlichen Gefäßes enthalten ist. Alternativ kann der einem Voxel zugeordnete Wahrscheinlichkeitswert insbesondere die Wahrscheinlichkeit betreffen, dass der Voxel nicht in einem Abbild eines im Untersuchungsvolumen befindlichen Gefäßes enthalten ist.
  • Ein Wahrscheinlichkeitswert kann insbesondere auch binär sein, d.h. entweder den Wert 0 oder den Wert 1 aufweisen. In diesem Fall kann der Wahrscheinlichkeitsbilddatensatz auch als Segmentierung des multienergetischen Realbilddatensatz aufgefasst werden, insbesondere als Segmentierung des Abbilds eines Gefäßes im multienergetischen Realbilddatensatz.
  • Der Wahrscheinlichkeitsdatensatz hat hierbei insbesondere die gleiche Dimension wie der multienergetische Realbilddatensatz und/oder der Differenzbilddatensatz. Weiterhin hat der Wahrscheinlichkeitsdatensatz insbesondere bezüglich jeder Dimension die gleiche Ausdehnung wie der multienergetische Realbilddatensatz und/oder der Differenzbilddatensatz, wobei die Ausdehnung insbesondere in Anzahl von Pixeln oder Anzahl von Voxeln gemessen wird.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass der Anwendung der trainierten Funktion auf die Eingabedaten besonders einfach Wahrscheinlichkeitswerte dafür bestimmt werden können, dass bestimmte Voxel des multienergetischen Realbilddatensatzes einem im Untersuchungsvolumen enthaltenem Gefäß entsprechen. Hierbei handelt es sich im weiteren Sinne um eine Bildverarbeitung, wobei trainierte Funktionen bekannter Weise gute Ergebnisse für Bildverarbeitung erzielen können.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes insbesondere das Empfangen einer Transferfunktion, sowie das Modifizieren des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes basierend auf der Transferfunktion.
  • Das Empfangen der Transferfunktion erfolgt hierbei insbesondere mit der Schnittstelle, das Modifizieren des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes erfolgt hierbei insbesondere mittels der Recheneinheit.
  • Eine Transferfunktion ist insbesondere eine Funktion, die Wahrscheinlichkeitswerte auf Wahrscheinlichkeitswerte abbildet. Insbesondere ist eine Transferfunktion daher eine Funktion, die das Interval [0; 1] auf das Interval [0; 1] abbildet. Insbesondere kann die Transferfunktion T eine monoton steigende Funktion sein, d.h. T(x) ≤ T(y) für x < y, insbesondere kann die Transferfunktion T auch eine streng monoton steigende Funktion sein, d.h. T(x) < T(y) für x < y. Vorteilhafterweise ist die Transferfunktion eine stetige und/oder differenzierbare Funktion. Vorteilhafterweise gilt für die Transferfunktion T die Beziehungen T(0) = 0 und T(1) = 1.
  • Die Transferfunktion kann insbesondere durch einen Benutzer festgelegt werden. Alternativ kann die Transferfunktion auch aus einer Mehrzahl von verfügbaren Transferfunktionen ausgewählt werden, beispielsweise basierend auf der Art des Realbilddatensatzes, basierend auf Aufnahmeparametern für den ersten, den zweiten und/oder den multienergetischen Realbilddatensatz, bzw. für die ersten und/oder zweiten Röntgenprojektionen, basierend auf der Position des Untersuchungsvolumens im Körper des Patienten und/oder basierend auf einem im Untersuchungsvolumen enthaltenen Gefäß.
  • Das Modifizieren des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes kann insbesondere eine Anwendung der Transferfunktion auf jeden Wahrscheinlichkeitswert des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes umfassen. Insbesondere wird für jeden Wahrscheinlichkeitswert des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes ein modifizierter Wahrscheinlichkeitswert bestimmt, indem die Transferfunktion auf den Wahrscheinlichkeitswert angewendet ist, und insbesondere umfasst der modifizierte Wahrscheinlichkeitsdatensatz die modifizierten Wahrscheinlichkeitswerte.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Anwendung einer geeigneten Transferfunktion Bildstrukturen bzw. die Intensität von Bildstrukturen, die dem Hintergrund entsprechen, verstärkt oder geschwächt werden können. Wird beispielsweise als Transferfunktion T(x) = xγ verwendet, so werden für 0 < γ < 1 Bildstrukturen, die dem Hintergrund entsprechen, verstärkt, und für γ > 1 Bildstrukturen, die dem Hintergrund entsprechen, geschwächt.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung basiert der Differenzbilddatensatz auf einer Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit dem ersten Realbilddatensatz und/oder mit dem zweiten Realbilddatensatz und/oder mit dem multienergetischen Realbilddatensatz. Insbesondere entspricht der Differenzbilddatensatz einer Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit dem multienergetischen Realbilddatensatz.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit einem der Realbilddatensatz effizient ein dreidimensionaler Differenzbilddatensatz erzeugt werden kann, da die Intensitätswerte von Bildbereichen mit niedrigen Wahrscheinlichkeitswerten durch die Multiplikation ausgeblendet werden, und diese Bildbereiche gerade den Bereichen des Untersuchungsvolumens entsprechen, die nicht den im Untersuchungsvolumen enthaltenen Gefäßen entsprechen.
  • Die Erfindung betrifft in einem möglichen weiteren Aspekt ein Verfahren zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes eines Untersuchungsvolumens, umfassend: ein Empfangen von zweidimensionalen ersten Röntgenprojektionen eines Untersuchungsvolumen bezüglich einer ersten Röntgenenergie; ein Empfangen von zweidimensionalen zweiten Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens bezüglich einer zweiten Röntgenenergie, wobei sich die erste und die zweite Röntgenenergie unterscheiden; ein Bestimmen eines dreidimensionalen ersten Realbilddatensatzes basierend auf den zweidimensionalen ersten Röntgenprojektionen; ein Bestimmen eines dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatzes basierend auf den zweidimensionalen ersten Röntgenprojektionen und auf den zweidimensionalen zweiten Röntgenprojektionen; ein Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes durch Anwendung einer trainierten Funktion auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten den dreidimensionalen ersten Realbilddatensatz und den dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatz umfassen; und Bereitstellen des dreidimensionalen Differenzbilddatensatzes.
  • Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, umfassend ein Bestimmen eines ersten Trainingsrealbilddatensatzes eines Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Trainingsröntgenenergie, sowie ein Bestimmen eines multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie und einer zweiten Trainingsröntgenenergie, wobei sich die zweite Trainingsröntgenenergie von der ersten Trainingsröntgenenergie unterscheidet. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Bestimmen eines Vergleichsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens, sowie ein Bestimmen eines Trainingsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens durch Anwendung der trainierten Funktion auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Trainingsrealbilddatensatz und auf dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz basieren. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Anpassen der trainierten Funktion basierend auf einem Vergleich des Trainingsdifferenzbilddatensatzes und des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes, sowie ein Bereitstellen der trainierten Funktion.
  • Das Bestimmen des ersten Trainingsrealbilddatensatzes kann hierbei erfolgen, indem der erste Trainingsrealbilddatensatz empfangen wird. Das Bestimmen des multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes kann hierbei erfolgen, indem der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz empfangen wird. Das Bestimmen des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes kann hierbei erfolgen, indem der Vergleichsdifferenzbilddatensatz empfangen wird. Das Bereitstellen der trainierten Funktion kann insbesondere erfolgen, indem die trainierte Funktion angezeigt, übermittelt und/oder gespeichert wird.
  • Insbesondere kann das Bestimmen des ersten Trainingsrealbilddatensatzes mittels einer Trainingsschnittstelle und/oder mittels einer Trainingsrecheneinheit erfolgen. Insbesondere kann das Bestimmen des multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes mittels der Trainingsschnittstelle und/oder mittels der Trainingsrecheneinheit erfolgen. Insbesondere kann das Bestimmen des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes mittels der Trainingsschnittstelle und/oder mittels der Trainingsrecheneinheit erfolgen. Insbesondere kann das Bestimmen des Trainingsdifferenzbilddatensatzes mittels der Trainingsrecheneinheit erfolgen. Insbesondere kann das Anpassen der trainierten Funktion mittels der Trainingsrecheneinheit erfolgen. Insbesondere kann das Bereitstellen der trainierten Funktion mittels der Trainingsschnittstelle erfolgen.
  • Der erste Trainingsrealbilddatensatz kann insbesondere alle Eigenschaften des ersten Realbilddatensatzes aufweisen, die die in Bezug zum Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes beschrieben wurden. Insbesondere ist der erste Trainingsrealbilddatensatz ein Realbilddatensatz. Der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz kann insbesondere alle Eigenschaften des multienergetischen Realbilddatensatzes aufweisen, die in Bezug zum Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes beschrieben wurden. Insbesondere ist der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz ein Realbilddatensatz. Ein Trainingsdifferenzbilddatensatz und ein Vergleichsdifferenzbilddatensatz können alle Eigenschaften des Differenzbilddatensatzes aufweisen, die in Bezug zum Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes beschrieben wurden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass sich mit dem beschriebenen Verfahren eine trainierte Funktion bereitgestellt werden kann, die im Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes verwendet werden kann.
  • Nach einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion weiterhin ein Bestimmen eines zweiten Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der zweiten Trainingsröntgenenergie, wobei die Eingabedaten weiterhin auf dem zweiten Trainingsrealbilddatensatz basieren. Das Bestimmen des zweiten Trainingsrealbilddatensatzes kann hierbei erfolgen, indem der zweite Trainingsrealbilddatensatz empfangen wird. Das Bestimmen des zweiten Trainingsrealbilddatensatzes kann insbesondere mittels der Trainingsschnittstelle und/oder mittels der Trainingsrecheneinheit erfolgen. Der zweite Trainingsrealbilddatensatz kann insbesondere alle Eigenschaften des zweiten Realbilddatensatzes aufweisen, die die in Bezug zum Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes beschrieben wurden. Insbesondere ist der zweite Trainingsrealbilddatensatz ein Realbilddatensatz
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion ein Bestimmen eines Maskenbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens, wobei der Vergleichsdifferenzbilddatensatz durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem ersten Trainingsrealbilddatensatz oder durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz bestimmt wird. Insbesondere kann der Vergleichsdifferenzbilddatensatz auch durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem zweiten Trainingsrealbilddatensatz bestimmt werden.
  • Das Bestimmen des Maskenbilddatensatzes kann insbesondere durch ein Empfangen des Maskenbilddatensatzes erfolgen. Alternativ kann das Bestimmen des Maskenbilddatensatzes auch basierend auf Maskenröntgenprojektionen des Trainingsuntersuchungsvolumens erfolgen, wobei das Trainingsuntersuchungsvolumen zum Zeitpunkt der Aufnahme der Maskenröntgenprojektionen kein Kontrastmittel umfasst. Das Bestimmen des Maskenbilddatensatzes kann insbesondere mittels der Trainingsschnittstelle und/oder der Trainingsrecheneinheit erfolgen.
  • Insbesondere kann der Vergleichsdifferenzbilddatensatz durch eine Subtraktion des multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes und des Maskenbilddatensatzes erfolgen. In diesem Fall ist der Vergleichsdifferenzbilddatensatz insbesondere ein Subtraktionsbilddatensatz.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch den Vergleich des Trainingsdifferenzbilddatensatzes mit einem Vergleichsdifferenzbilddatensatz, wobei der Vergleichsdifferenzbilddatensatz auf einer digitalen Subtraktionsangiographie basiert, die Ausgabedaten der trainierten Funktion besonders gut den Ergebnissen einer digitalen Subtraktionsangiographie entsprechen. Insbesondere können die Ausgabedaten der trainierten Funktion anstelle von Ergebnissen einer digitalen Subtraktionsangiographie verwendet werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion weiterhin ein Empfangen eines ersten dreidimensionalen Materialmodells des Trainingsuntersuchungsvolumens, wobei der erste Trainingsrealbilddatensatz und/oder der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz auf einer Simulation einer Interaktion zwischen Röntgenstrahlung und dem ersten dreidimensionalen Materialmodell basiert.
  • Ein Materialmodell weist insbesondere einer Menge von räumlichen Orten eine Materialeigenschaft zu. Die räumlichen Orte können insbesondere durch Voxel gegeben sein. Eine Materialeigenschaft kann insbesondere ein Röntgenabsorptionskoeffizient sein, oder eine Funktion, welche den Röntgenabsorptionskoeffizienten in Abhängigkeit der Röntgenenergie beschreibt.
  • Ein Trainingsrealbilddatensatz kann insbesondere simuliert werde, indem die Interaktion von Röntgenstrahlung der ersten Röntgenenergie und/oder der zweite Röntgenenergie bezüglich einer Projektionsrichtung mit der räumlichen Verteilung der Materialeigenschaften simuliert wird. Die Simulation kann insbesondere mittels einer Monte-Carlo-Simulation erfolgen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung eines Materialmodells für das Anpassen der Parameter der trainierten Funktion auf die Aufnahme von tatsächlichen Bilddaten weitestgehend verzichtet werden kann. Hierdurch können beliebig viele Trainingsdaten erzeugt werden, ohne Patienten einer unnötigen Strahlendosis durch Röntgenaufnahmen auszusetzen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion weiterhin ein Empfangen eines zweiten dreidimensionalen Materialmodells des Trainingsuntersuchungsvolumens, wobei das erste dreidimensionale Materialmodell ein Materialmodell des Trainingsuntersuchungsvolumens umfassend Kontrastmittel ist, wobei das zweite dreidimensionale Materialmodell ein Materialmodell des Trainingsuntersuchungsvolumens ohne Kontrastmittel ist, und wobei der Maskenbilddatensatz auf einer Simulation einer Interaktion zwischen Röntgenstrahlung und dem zweiten dreidimensionalen Materialmodell basiert.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung eines ersten Materialmodells mit Kontrastmittel und eines zweiten Materialmodells ohne Kontrastmittel eine digitale Subtraktionsangiographie vollständig beschrieben werden kann. Dadurch kann, ohne reale Trainingsdaten aufzunehmen, durch Simulation Trainingsdaten für die trainierte Funktion erzeugt werden. Insbesondere kann dadurch ein Vergleichsdifferenzbilddatensatz als Differenz des Maskenbilddatensatzes und des Trainingsdifferenzbilddatensatzes bestimmt werden, ohne reale Trainingsdaten aufzunehmen oder Patienten einer Strahlenbelastung auszusetzen.
  • Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt ein Bereitstellungssystem zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes eines Untersuchungsvolumens, umfassend eine Schnittstelle und eine Recheneinheit,
    • - wobei die Schnittstelle und/oder die Recheneinheit zum Bestimmen eines ersten Realbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Röntgenenergie ausgebildet sind,
    • - wobei die Schnittstelle und/oder die Recheneinheit weiterhin zum Bestimmen eines multienergetischen Realbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens bezüglich der ersten Röntgenenergie und einer zweiten Röntgenenergie ausgebildet sind, wobei sich die zweite Röntgenenergie von der ersten Röntgenenergie unterscheidet,
    • - wobei die Recheneinheit weiterhin zum Bestimmen des Differenzbilddatensatzes des Untersuchungsvolumens durch Anwendung einer trainierten Funktion auf Eingabedaten ausgebildet ist, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Realbilddatensatz und dem multienergetischen Realbilddatensatz basieren, und
    • - wobei die Schnittstelle weiterhin zum Bereitstellen des Differenzbilddatensatzes ausgebildet ist.
  • Eine solche Bereitstellungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes und ihre Aspekte auszuführen. Die Bereitstellungseinheit ist dazu ausgebildet, diese Verfahren und ihre Aspekte auszuführen, indem die Schnittstelle und die Recheneinheit ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen.
  • Die Erfindung betrifft in einem vierten Aspekt eine Röntgenvorrichtung umfassend ein erfindungsgemäßes Bereitstellungssystem. Insbesondere umfasst die Röntgenvorrichtung eine erste Röntgenquelle, eine zweite Röntgenquelle, einen ersten Röntgendetektor und einen zweiten Röntgendetektor. Insbesondere sind die erste Röntgenquelle und der erste Röntgendetektor dazu ausgebildet, simultan um ein Untersuchungsvolumen zu rotieren. Insbesondere sind auch die zweite Röntgenquelle und der zweite Röntgendetektor dazu ausgebildet, simultan um das Untersuchungsvolumen zu rotieren. Bei der Röntgenvorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Zweiquellen-C-Bogen-Röntgenvorrichtung (ein englischer Fachbegriff ist „dual source C-arm X-ray system“) oder um einen Zweiquellencomputertomographen (ein englischer Fachbegriff ist „dual source computet tomography device“).
  • Die Erfindung betrifft in einem fünften Aspekt ein Trainingssystem zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, umfassend eine Trainingsschnittstelle und eine Trainingsrecheneinheit,
    • - wobei die Trainingsschnittstelle und/oder die Trainingsrecheneinheit zum Bestimmen eines ersten Trainingsrealbilddatensatzes eines Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Trainingsröntgenenergie ausgebildet sind,
    • - wobei die Trainingsschnittstelle und/oder die Trainingsrecheneinheit weiterhin zum Bestimmen eines multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie und einer zweiten Trainingsröntgenenergie ausgebildet sind, wobei sich die zweite Trainingsröntgenenergie von der ersten Trainingsröntgenenergie unterscheidet,
    • - wobei die Trainingsschnittstelle und/oder die Trainingsrecheneinheit weiterhin zum Bestimmen eines Vergleichsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens ausgebildet sind,
    • - wobei die Trainingsrecheneinheit weiterhin zum Bestimmen eines Trainingsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens durch Anwendung der trainierten Funktion auf Eingabedaten ausgebildet ist, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Trainingsrealbilddatensatz und auf dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz basieren,
    • - wobei die Trainingsrecheneinheit weiterhin zum Anpassen der trainierten Funktion basierend auf einem Vergleich des Trainingsdifferenzbilddatensatzes und des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes ausgebildet ist,
    • - wobei die Trainingsschnittstelle weiterhin zum Bereitstellen der trainierten Funktion ausgebildet ist.
  • Ein solches Trainingssystem kann insbesondere dazu ausgebildet sein die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion und ihre Aspekte auszuführen. Das Trainingssystem ist dazu ausgebildet, diese Verfahren und ihre Aspekte auszuführen, indem die Trainingsschnittstelle und die Trainingsrecheneinheit ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen.
  • Die Erfindung betrifft in einem sechsten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher eines Bereitstellungssystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes oder seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Bereitstellungssystem ausgeführt werden; und/oder welches direkt in einen Trainingsspeicher eines Trainingssystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion oder eines seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Trainingssystem ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem möglichen siebten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher eines Bereitstellungssystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes oder seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Bereitstellungssystem ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem möglichen achten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm welches direkt in einen Trainingsspeicher eines Trainingssystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion oder eines seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Trainingssystem ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem neunten Aspekt ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einem Bereitstellungssystem lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes oder seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Bereitstellungssystem ausgeführt werden; und/oder auf welchem von einem Trainingssystem lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion oder eines seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Trainingssystem ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem möglichen zehnten Aspekt ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einem Bereitstellungssystem lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes oder seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Bereitstellungssystem ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem möglichen elften Aspekt ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einem Trainingssystem lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion oder eines seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Trainingssystem ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem zwölften Aspekt ein Computerprogramm oder computerlesbares Speichermedium, umfassend eine trainierte Funktion bereitgestellt durch ein Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion oder eines seiner Aspekte.
  • Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Bereitstellungseinheiten und/oder Trainingssysteme auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Durch diese Beschreibung erfolgt keine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele. In verschiedenen Figuren sind gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:
    • 1 ein Untersuchungsvolumen mit Gefäßen und einen dreidimensionalen Differenzbilddatensatz,
    • 2 zweidimensionale erste Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens,
    • 3 zweidimensionale zweite Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens,
    • 4 ein erstes Röntgenspektrum und ein zweites Röntgenspektrum,
    • 5 ein erstes Ausführungsbeispiel des Datenflusses eines Verfahrens zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes,
    • 6 ein zweites Ausführungsbeispiel des Datenflusses eines Verfahrens zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes,
    • 7 ein drittes Ausführungsbeispiel des Datenflusses eines Verfahrens zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes,
    • 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches und eines zweiten Projektionswinkelbereiches,
    • 9 zeigt mögliche Positionen von Röntgenquellen für das erste Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches und eines zweiten Projektionswinkelbereiches,
    • 10 ein zweites Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches und eines zweiten Projektionswinkelbereiches,
    • 11 mögliche Positionen von Röntgenquellen für das zweite Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches und eines zweiten Projektionswinkelbereiches, 12 ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes,
    • 13 ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes,
    • 14 ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion,
    • 15 ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion,
    • 16 ein Ausführungsbeispiel eines Bereitstellungssystems,
    • 17 ein Ausführungsbeispiel eines Trainingssystems,
    • 18 eine Röntgenvorrichtung.
  • 1 zeigt ein Untersuchungsvolumen VOL mit zwei Gefäßen VES.1, VES.2, sowie einen dreidimensionalen Differenzbilddatensatz DD. Hierbei entspricht der Bildbereich des Differenzbilddatensatzes DDS dem Untersuchungsvolumen VOL. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Untersuchungsvolumen VOL ein erstes Gefäß VES.1 und ein zweites Gefäß VES.2, wobei sich das erste Gefäß VES.1 innerhalb des Untersuchungsvolumens VOL in zwei Äste verzweigt. Es ist auch möglich, dass das Untersuchungsvolumen VOL kein Gefäß VES.1, VES.2, genau ein Gefäß VES.1, VES.2 oder mehr als zwei Gefäße VES.1, VES.2 umfasst. Das Untersuchungsvolumen VOL umfasst neben den Gefäßen VES.1, VES.2 weitere Strukturen OS.1, OS.2, die im dreidimensionalen ersten Differenzbilddatensatz DDS nicht abgebildet sind, da diese dem Hintergrund zuzurechnen sind, und daher in dem dreidimensionalen ersten Differenzbilddatensatz nicht abgebildet werden.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Untersuchungsvolumen VOL sowie der Differenzbilddatensatz DDS bezüglich einer ersten Richtung x, einer zweiten Richtung y und einer dritten Richtung z ausgedehnt. Die erste Richtung x, die zweite Richtung y und die dritte Richtung z sind hierbei paarweise orthogonal.
  • 2 zeigt mehrere erste Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer ersten Röntgenenergie, 3 zeigt mehrere zweite Röntgenprojektionen XP.2a, ..., XP.2d des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer zweiten Röntgenenergie, wobei sich die zweite Röntgenenergie von der ersten Röntgenenergie unterscheidet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die ersten Röntgenprojektionen XP .1a, ..., XP.1d einen ersten Realbilddatensatz RD.1, und die zweiten Röntgenprojektionen XP.2a, ..., XP.2d bilden einen zweiten Realbilddatensatz RD.2. Alternativ kann der erste Realbilddatensatz RD.1 auch basierend auf einer dreidimensionalen Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d bestimmt werden, und/der der zweite Realbilddatensatz RD.2 basierend auf einer dreidimensionalen Rekonstruktion der zweiten Röntgenprojektionen XP.2a, ..., CP.2d bestimmt werden.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils vier zweidimensionale Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d dargestellt, es können auch mehr oder weniger zweidimensionale Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d vorhanden sein bzw. verwendet werden.
  • Jeder der zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d ist hierbei eine Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer Projektionsrichtung. Die zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1a, XP.2a sind jeweils eine Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer Projektionsrichtung, wobei die Projektionsrichtung antiparallel zur ersten Richtung x ist. Der zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1b, XP.2b sind jeweils Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer Projektionsrichtung, wobei die Projektionsrichtung antiparallel zur zweiten Richtung y ist. Die zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1c, XP.2c sind jeweils Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer Projektionsrichtung, wobei die Projektionsrichtung parallel zur ersten Richtung x ist. Die zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1d, XP2d sind jeweils Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer Projektionsrichtung, wobei die Projektionsrichtung parallel zur zweiten Richtung y ist.
  • Weiterhin ist jedem der zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d ein Zeitpunkt zugeordnet, wobei dieser Zeitpunkt in diesem Ausführungsbeispiel dem Zeitpunkt der Aufnahme der jeweiligen Röntgenprojektion entspricht.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet jeder der zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d die im Untersuchungsvolumen VOL enthaltenen Gefäße VES.1, VES.2 ab. Weiterhin werden von den zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d sonstige Strukturen OS.1, OS.2 im Untersuchungsvolumen VOL abgebildet.
  • Zu den verschiedenen Zeitpunkten der Aufnahme der zweidimensionalen Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d, XP.2a, ..., XP.2d umfassen die Gefäße VES.1, VES.2 zeitlich veränderliche Konzentrationen CA.1, ..., CA.4 von Kontrastmittel. Hierbei weisen die Gefäße VES.1, VES.2 bei der Aufnahme der Röntgenprojektionen XP.1a, XP.2a eine Kontrastmittelkonzentration CA.1 auf. Weiterhin weisen die Gefäße VES.1, VES.2 bei der Aufnahme der Röntgenprojektionen XP.1b, XP.2b eine Kontrastmittelkonzentration CA.2 auf. Weiterhin weisen die Gefäße VES.1, VES.2 bei der Aufnahme der Röntgenprojektionen XP.1c, XP.2c eine Kontrastmittelkonzentration CA.3 auf. Weiterhin weisen die Gefäße VES.1, VES.2 bei der Aufnahme der Röntgenprojektionen XP.1d, XP.2d eine Kontrastmittelkonzentration CA.4 auf. Bei dem Kontrastmittel handelt es sich hierbei um ein Röntgenkontrastmittel, so dass die jeweilige Kontrastmittelkonzentration CA.1, ..., CA.4 des Kontrastmittels aus den Röntgenprojektionen bestimmbar ist. Die Kontrastmittelkonzentration CA.1, ..., CA.4 ändert sich zeitlich durch eine statische oder dynamische Flüssigkeitsströmung in den Gefäßen VES.1, VES.2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Flüssigkeit um Blut.
  • Bei der in der 2 dargestellten Aufnahme der ersten Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d mit der ersten Röntgenenergie weisen das Kontrastmittel und die erste sonstige Struktur OS.1 (beispielsweise eine Knochenstruktur) eine ähnliche Röntgenabsorption auf. Daher sind das Kontrastmittel und die erste sonstige Struktur OS.1 basierend auf den ersten Röntgenprojektionen XP.1a, ..., XP.1d kaum zu unterscheiden. Allerdings weisen das Kontrastmittel und die zweite sonstige Struktur OS.2 (beispielsweise eine Metallstruktur) eine unterschiedliche Röntgenabsorption auf, und sind daher leicht zu unterscheiden.
  • Bei der in der 3 dargestellten Aufnahme der zweiten Röntgenprojektionen XP.2a, ..., XP.2d mit der zweiten Röntgenenergie weisen das Kontrastmittel und die zweite sonstige Struktur OS.2 (beispielsweise eine Metallstruktur) eine ähnliche Röntgenabsorption auf. Daher sind das Kontrastmittel und die zweite sonstige Struktur OS.2 basierend auf den zweiten Röntgenprojektionen XP.2a, ..., XP.2d kaum zu unterscheiden. Allerdings weisen das Kontrastmittel und die erste sonstige Struktur OS.1 (beispielsweise eine Metallstruktur) eine unterschiedliche Röntgenabsorption auf, und sind daher leicht zu unterscheiden.
  • Eine genaue Unterscheidung zwischen Kontrastmittel und den sonstigen Strukturen OS.1, OS.2 ist daher vorteilhafterweise mittels eines ersten Realbilddatensatzes RD.1 und eines multienergetischen Realbilddatensatzes RD.M möglich.
  • 4 zeigt ein erstes Röntgenspektrum SP.1 und ein zweites Röntgenspektrum SP.2, welches mittels einer Röntgenröhre als Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 erzeugt wurde. Hierbei entspricht das erste Röntgenspektrum SP.1 einer ersten Röntgenenergie E1 bzw. einer ersten Beschleunigungsspannung U1 = E1/e (wobei e der Elementarladung entspricht), und das zweite Röntgenspektrum entspricht einer zweiten Röntgenenergie E2 bzw. einer zweiten Beschleunigungsspannung U2 = E2/e, wobei die erste Röntgenenergie E1 bzw. die erste Beschleunigungsspannung U1 größer ist als die zweite Röntgenenergie E2 bzw. die zweite Beschleunigungsspannung U2. Im Diagramm ist die Intensität I(A) der Röntgenstrahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge A der Röntgenstrahlung angegeben. Die Intensität I(A) ist hierbei proportional zur Anzahl von Röntgenphotonen der Wellenlänge λ, die von der Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 erzeugt werden.
  • Nach dem Duane-Hunt-Gesetz hat das Röntgenspektrum SP.1, SP.2 eine minimale Wellenlänge λ(min) = hc/eU (wobei c die Lichtgeschwindigkeit und h das Plank'sche Wirkungsquantum bezeichnet), so dass hier die minimale Wellenlänge λ(min) 1 des ersten Röntgenspektrums SP.1 kleiner ist als die minimale Wellenlänge λ(min) 2 des zweiten Röntgenspektrums. Weiterhin weist das Röntgenspektrum nach der Kramer'schen Regel ein relatives Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge von λ1/2 = 2λ(min) 1/2 auf.
  • Weiterhin weisen das erste und das zweite Röntgenspektrum SP.1, SP.2 Spitzen von charakteristischer Röntgenstrahlung bei einer oder mehreren charakteristischen Wellenlängen λ(c1), λ(c2) auf. Die charakteristischen Wellenlängen λ(c1), λ(c2) sind hierbei nicht von der Beschleunigungsspannung U1, U2 bzw. der Röntgenenergie E1, E2 abhängig, sondern vom Anodenmaterial der Röntgenröhre. Die charakteristische Röntgenstrahlung entsteht aufgrund von Übergängen zwischen Energieniveaus der inneren Elektronenhülle des Anodenmaterials.
  • 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Datenflusses eines Verfahrens zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes DD. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Realbilddatensatz RD.1 eine zweidimensionale Röntgenprojektion eines Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der ersten Röntgenenergie E1, und der zweite Realbilddatensatz RD.2 ist eine zweidimensionale Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2. Vorteilhafterweise wurde der erste Realbilddatensatz RD.1 und der zweite Realbilddatensatz RD.2 bezüglich einer identischen Projektionsrichtung aufgenommen. Der multienergetische Realbilddatensatz RD.M umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die Röntgenprojektion bezüglich der ersten Röntgenenergie E1 und die Röntgenprojektion bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2. Insbesondere sind in diesem Ausführungsbeispiel also sowohl der erste Realbilddatensatz RD.1, als auch der zweite Realbilddatensatz RD.2 und der multienergetische Realbilddatensatz RD.M jeweils zweidimensionale Bilddatensätze.
  • Die trainierte Funktion TF erhält in diesem Ausführungsbeispiel als Eingabedaten den ersten Realbilddatensatz RD.1 und den zweiten Realbilddatensatz RD.2. Damit umfassen die Eingabedaten der trainierten Funktion TF in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls den multienergetischen Realbilddatensatz RD.M.
  • Weiterhin entsprechen die Ausgabedaten der trainierten Funktion TF in diesem Ausführungsbeispiel dem Differenzbilddatensatz DD, der in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein zweidimensionaler Bilddatensatz ist. Dadurch ist die trainierte Funktion TF in diesem Ausführungsbeispiel eine Funktion, welche zweidimensionale Bilddatensätze auf einen weiteren zweidimensionalen Bilddatensatz abbildet.
  • Der erste Realbilddatensatz RD.1 und der zweite Realbilddatensatz RD.2 weisen in diesem Ausführungsbeispiel bezüglich beider Dimensionen die gleiche in Pixel gemessene Ausdehnung auf, und auch der Differenzbilddatensatz DD weist in diesem Ausführungsbeispiel bezüglich beider Dimensionen die gleich in Pixel gemessene Ausdehnung wie der erste Realbilddatensatz RD.1 und der zweite Realbilddatensatz RD.2 auf. Beispielsweise können der erste Realbilddatensatz RD.1, der zweite Realbilddatensatz RD.2 und der Differenzbilddatensatz eine Ausdehnung von 512 Pixeln bezüglich der ersten Dimension und von 512 Pixeln bezüglich der zweiten Dimension aufweisen.
  • 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Datenflusses eines Verfahrens zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes DD. In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Realbilddatensatz RD.1, der zweite Realbilddatensatz RD.2 und der multienergetische Realbilddatensatz RD.M jeweils dreidimensionale Bilddatensätze eines Untersuchungsvolumens VOL, und der Differenzbilddatensatz DD ist ebenfalls ein dreidimensionaler Bilddatensatz des Untersuchungsvolumens VOL.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Realbilddatensatz RD.1 eine dreidimensionale Rekonstruktion von ersten Röntgenprojektionen XP.1, wobei die ersten Röntgenprojektionen XP.1 Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der ersten Röntgenenergie E1 sind. Weiterhin ist der zweite Realbilddatensatz RD.2 eine dreidimensionale Rekonstruktion von zweiten Röntgenprojektionen XP.2, wobei die zweiten Röntgenprojektionen XP.2 Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2 sind. Weiterhin ist der multienergetische Realbilddatensatz RD.M eine dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen XP.1 und der zweiten Röntgenprojektionen XP.2. Die ersten Röntgenprojektionen XP.1 und die zweiten Röntgenprojektionen XP.2 sind insbesondere zweidimensionale Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens VOL, insbesondere jeweils bezüglich einer Mehrzahl von Projektionsrichtungen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel weisen der erste Realbilddatensatz RD.1 und der zweite Realbilddatensatz RD.2 bezüglich jeder Dimension die gleiche in Voxeln gemessene Ausdehnung auf. Beispielsweise können der der erste Realbilddatensatz RD.1 und der zweite Realbilddatensatz RD.2 bezüglich der ersten Dimension eine Ausdehnung von 256 Voxeln aufweisen, bezüglich der zweiten Dimension eine Ausdehnung von 256 Voxeln aufweisen, und bezüglich der dritten Dimension eine Ausdehnung von 256 Voxeln aufweisen (insgesamt also ca. 17·106 Voxel aufweisen). Weiterhin weist der multienergetische Realbilddatensatz RD.M in diesem Ausführungsbeispiel bezüglich jeder Dimension eine höhere in Voxeln gemessene Ausdehnung als der erste Realbilddatensatz RD.1 auf. Beispielsweise kann der multienergetische Realbilddatensatz RD.M bezüglich der ersten Dimension eine Ausdehnung von 512 Voxeln aufweisen, bezüglich der zweiten Dimension eine Ausdehnung von 512 Voxeln aufweisen und bezüglich der dritten Dimension eine Ausdehnung von 512 Voxeln aufweisen (insgesamt also ca. 134·106 Voxel aufweisen) .
  • Die trainierte Funktion TF erhält in diesem Ausführungsbeispiel als Eingabedaten den ersten Realbilddatensatz RD.1, den zweiten Realbilddatensatz RD.2 und den multienergetischen Realbilddatensatz RD.M. Alternativ könnte die trainierte Funktion TF als Eingabedaten nur den ersten Realbilddatensatz RD.1 und den multienergetischen Realbilddatensatz RD.M erhalten. Weiterhin erzeugt die trainierte Funktion TF als Ausgabedaten den Differenzbilddatensatz DD, wobei der Differenzbilddatensatz DD insbesondere ein dreidimensionaler Bilddatensatz DD ist. Die trainierte Funktion TF ist also insbesondere eine Funktion, die drei dreidimensionale Bilddatensätze als Eingabedaten auf einen dreidimensionalen Bilddatensatz als Ausgabedaten abbildet, wobei die drei dreidimensionalen Bilddatensätze insbesondere auch unterschiedliche Ausdehnungen aufweisen können.
  • Alternativ kann die trainierte Funktion TF einen Wahrscheinlichkeitsdatensatz als Ausgabedaten generieren, und der Differenzbilddatensatz DD kann durch eine voxelweise Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M bestimmt werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel weist der Differenzbilddatensatz DD bezüglich jeder Dimension die gleiche in Voxeln gemessene Ausdehnung wie der multienergetische Realbilddatensatz RD.M auf, in der beschriebenen Alternative ist der Wahrscheinlichkeitsdatensatz insbesondere ein dreidimensionaler Wahrscheinlichkeitsdatensatz, der bezüglich jeder Dimension die gleiche in Voxeln gemessene Ausdehnung wie der multienergetische Realbilddatensatz RD.M aufweist. Beispielsweise kann der Differenzbilddatensatz DD bzw. der Wahrscheinlichkeitsdatensatz bezüglich der ersten Dimension eine Ausdehnung von 512 Voxeln aufweisen, bezüglich der zweiten Dimension eine Ausdehnung von 512 Voxeln aufweisen und bezüglich der dritten Dimension eine Ausdehnung von 512 Voxeln aufweisen (insgesamt also ca. 134·106 Voxel aufweisen).
  • 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Datenflusses eines Verfahrens zum Bestimmen eines Differenzbilddatensatzes DD. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der erste Realbilddatensatz RD.1 eine Mehrzahl von ersten Röntgenprojektionen XD.1, und der zweite Realbilddatensatz RD.2 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Röntgenprojektionen XP.2. Der multienergetische Realbilddatensatz RD.M umfasst weiterhin die Mehrzahl von ersten Röntgenprojektionen XP.1 und die Mehrzahl von zweiten Röntgenprojektionen XP.2. Insbesondere sind hierbei die ersten Röntgenprojektionen XP.1 Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der ersten Röntgenenergie E1, und die zweiten Röntgenprojektionen XP.2 sind Röntgenprojektionen des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2.
  • Die trainierte Funktion TF erhält in diesem Ausführungsbeispiel als Eingabedaten den ersten Realbilddatensatz RD.1 und den zweiten Realbilddatensatz RD.2. Damit basieren die Eingabedaten der trainierten Funktion TF implizit auch auf dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M. Weiterhin erzeugt die trainierte Funktion TF als Ausgabedaten den Differenzbilddatensatz DD, wobei der Differenzbilddatensatz DD insbesondere ein dreidimensionaler Bilddatensatz DD ist. Die trainierte Funktion TF ist also insbesondere eine Funktion, die eine erste Mehrzahl von zweidimensionalen Röntgenprojektionen und eine zweite Mehrzahl von zweidimensionalen Röntgenprojektionen als Eingabedaten auf einen dreidimensionalen Bilddatensatz als Ausgabedaten abbildet.
  • 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches PA.1 und eines zweiten Projektionswinkelbereiches PA.2. Die dargestellten Projektionswinkelbereiche PA.1, PA.2 können insbesondere dafür verwendet werden, erste Röntgenprojektionen XP.1 und/oder zweite Röntgenprojektionen XP.2 aufzunehmen, auf denen ein erster Realbilddatensatz RD.1 und/oder ein zweiter Realbilddatensatz RD.2 und/oder ein multienergetischer Realbilddatensatz RD.M basiert.
  • Die Projektionswinkelbereiche PA.1, PA.2 beschreiben die Projektionsrichtungen von Röntgenprojektionen XP.1, XP.2 eines Untersuchungsvolumens VOL. Hierbei ist das Untersuchungsvolumen VOL Teil eines Patienten PAT, wobei der Patient PAT auf einer Patientenlagerungsvorrichtung PPOS angeordnet ist. Hierbei zeigt der erste Projektionswinkelbereich PA.1 mögliche Positionen insbesondere einer ersten Röntgenquelle SRC.1 bei der Aufnahme von ersten Röntgenprojektionen. Hierbei ist der zugehörige erste Röntgendetektor DTC.1 auf der bezüglich des Untersuchungsvolumens VOL gegenüberliegenden Seite der ersten Röntgenquelle SRC.1 angeordnet. Weiterhin zeigt der zweite Projektionswinkelbereich PA.2 mögliche Positionen einer ersten Röntgenquelle SRC.1 oder einer zweiten Röntgenquelle SRC.2 bei der Aufnahme von zweiten Röntgenprojektionen XP.2. Hierbei ist der zugehörige erste Röntgendetektor DTC.1 oder der zugehörige zweite Röntgendetektor DTC.2 auf der bezüglich des Untersuchungsvolumens VOL gegenüberliegenden Seite der ersten Röntgenquelle SRC.1 bzw. der zweiten Röntgenquelle SRC.2 angeordnet. Insbesondere kann ein Projektionswinkelbereich PA.1, PA.2 auch als Menge von Projektionsrichtungen interpretiert werden.
  • Insbesondere kann der erste Projektionswinkelbereich PA.1 also auch als Ortskurve der ersten Röntgenquelle SRC.1 bei der Aufnahme der ersten Röntgenprojektionen XP.1 aufgefasst werden, und der zweite Projektionswinkelbereich PA.2 kann auch als Ortskurve der ersten Röntgenquelle SRC.1 bei der Aufnahme der zweiten Röntgenprojektionen XP.2 aufgefasst werden, wenn die zweiten Röntgenprojektionen XP.2 mit derselben Röntgenquelle SRC.1 wie die ersten Röntgenprojektionen XP.1 aufgenommen werden, oder als Ortskurve der der zweiten Röntgenquelle SRC.2, wenn die zweiten Röntgenprojektionen XP.2 mit einer sich von der ersten Röntgenquelle SRC.1 unterscheidenden zweiten Röntgenquelle SRC.2 aufgenommen werde.
  • Insbesondere kann der erste Projektionswinkelbereich PA.1 auch mit einer kreisförmigen Drehung der ersten Röntgenquelle SRC.1 um das Untersuchungsvolumen VOL identifiziert werden, wobei die erste Röntgenquelle SRC.1 einen Kreisbogen mit einem Winkel α/2 beschreibt. Weiterhin kann insbesondere der zweite Projektionswinkelbereich PA.2 mit einer kreisförmigen Drehung der zweiten Röntgenquelle SRC.2 um das Untersuchungsvolumen VOL identifiziert werden, wobei die zweite Röntgenquelle SRC.2 ebenfalls einen Kreisbogen mit einem Winkel α/2 beschreibt. Alternativ zu kreisförmigen Drehungen und Kreisbögen sind auch ellipsenförmige Drehungen oder Ellipsenbögen, oder andere zumindest stückweise konkave Bewegungen der ersten bzw. der zweiten Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 möglich. Der Winkel α ist hierbei insbesondere größer als 180°, insbesondere entspricht der Winkel α der Summe aus 180° und dem Öffnungswinkel der von der ersten bzw. zweiten Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 ausgehenden Röntgenstrahlung. Insbesondere entspricht also der Winkel α in diesem Ausführungsbeispiel 200°.
  • In der 8 sind der erste Projektionswinkelbereich PA.1 und der zweite Projektionswinkelbereich PA.2 mit einem unterschiedlichen Radius dargestellt. Der unterschiedliche Radius wurde insbesondere aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung gewählt und impliziert insbesondere nicht, dass die erste Röntgenquelle SRC.1 bzw. die zweite Röntgenquelle SRC.2 bei der Aufnahme der ersten Röntgenprojektionen XP.1 und der zweiten Röntgenprojektionen XP.2 unterschiedliche Abstände vom Untersuchungsvolumen VOL bzw. vom Drehzentrum aufweisen.
  • 9 zeigt mögliche Positionen POS.1(t(1) 1), ..., POS.2(t(2) 3) von Röntgenquellen SRC.1, SRC.2 für das in 8 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches PA.1 und eines zweiten Projektionswinkelbereiches PA.2.
  • Hierbei bezeichnet POS.1(t) die Position einer ersten Röntgenquelle SRC.1 zum Zeitpunkt t, und POS.2(t) bezeichnet die Position einer zweiten Röntgenquelle SRC.2 zum Zeitpunkt. Hierbei unterscheiden sich die erste Röntgenquelle SRC.1 und die zweite Röntgenquelle SRC.2, und die erste Röntgenquelle SRC.1 nimmt erste Röntgenprojektionen XP.1 bezüglich einer ersten Röntgenenergie E1 auf, und die zweite Röntgenquelle SRC.2 nimmt zweite Röntgenprojektionen XP.2 bezüglich einer zweiten Röntgenenergie E2 auf.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die i-te Röntgenprojektion der ersten Röntgenprojektionen XP.1 zum Zeitpunkt t(1) i aufgenommen, wobei t(1) i < t(1) j für i < j. Weiterhin wird im dargestellten Ausführungsbeispiel die i-te Röntgenprojektion der zweiten Röntgenprojektionen XP.2 zum Zeitpunkt t(2) i aufgenommen, wobei t(2) i < t(2) j für i < j. Weiterhin gilt im dargestellten Ausführungsbeispiel t(1) i < t(2) i < t(1) i+1, alternativ können aber auch andere zeitliche Abfolgen der ersten und der zweiten Röntgenprojektionen XP.1, XP.2 verwendet werden. Die Zeitpunkte t(1) i können insbesondere in den ersten Röntgenprojektionen XP.1 enthalten sein, insbesondere als Metadaten, weiterhin können die Zeitpunkte t(2) i insbesondere in den zweiten Röntgenprojektionen XP.2 enthalten sein.
  • An einer der Position POS(t(1) i) (in 9 abgebildet sind die Positionen POS(t(1) 1), POS(t(1) 2), POS(t(1) 3)) der ersten Röntgenquelle SRC.1 zum Zeitpunkt t(1) i (hier t(1) 1, t(1) 2, t(1) 3) nimmt die erste Röntgenquelle SRC.1 eine der ersten Röntgenprojektionen XP.1 bezüglich der ersten Röntgenenergie E1 bezüglich einer Projektionsrichtung v(1) i (hier v(1) i, v(1) 2, v(1) 3) auf. An den Positionen POS(t(2) i) (in 9 abgebildet sind die Positionen POS(t(2) 1), POS(t(2) 2), POS(t(2) 3)) der ersten Röntgenquelle SRC.1 zum Zeitpunkt t(2) i (hier t(2) 1, t(2) 2, t(2) 3) nimmt die erste Röntgenquelle SRC.1 im Allgemeinen keine Röntgenprojektion auf (außer im Fall t(1) i = t(2) i für ein Paar i,j).
  • An einer der Position POS.2(t(2)i) (in 9 abgebildet sind die Positionen POS.2 (t(2) 1) , POS.2 (t(2) 2), POS(t(2) 3) ) der zweiten Röntgenquelle SRC.2 zum Zeitpunkt t(2) i (hier t(2)1, t(2) 2, t(w) 3) nimmt die zweite Röntgenquelle SRC.2 eine der zweiten Röntgenprojektionen XP.2 bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2 bezüglich einer Projektionsrichtung v(2) i (hier v(2) 1, v(2) 2, v(2) 3) auf. An den Positionen POS.2(t(1) i) (in 9 abgebildet sind die Positionen POS.2(t(1) 1), POS.2(t(1) 2), POS.2(t(1) 3)) der zweiten Röntgenquelle SRC.2 zum Zeitpunkt t(1) i (hier t(1) 1, t(1) 2, t(1) 3) nimmt die zweite Röntgenquelle SRC.2 im Allgemeinen keine Röntgenprojektion auf (außer im Fall t(1) i = t(2) i für ein Paar i,j).
  • In der 9 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur jeweils die Positionen der ersten Röntgenquelle SRC.1 und der zweiten Röntgenquelle SRC.2 für drei Röntgenprojektionen XP.1, XP.2 dargestellt. Im Allgemeinen werden deutlich mehr erste Röntgenprojektionen XP.1, XP.2 verwendet, und die Positionen des ersten Röntgendetektors DTC.1 und des zweiten Röntgendetektors DTC.2 befinden sich entlang der Projektionsrichtung v(1) 1, v(1) 2, v(1) 3, v(2) 1, v(2) 2, v(2) 3 auf der der ersten bzw. zweiten Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 gegenüberliegenden Seite des Untersuchungsvolumens VOL.
  • In der 9 sind der erste Projektionswinkelbereich PA.1 und der zweite Projektionswinkelbereich PA.2 mit einem unterschiedlichen Radius dargestellt, dementsprechend haben auch die Positionen POS.1(t(1) 1), ..., POS.2(t(2) 3)) unterschiedliche Abstände vom Untersuchungsvolumen VOL. Der unterschiedliche Radius bzw. die unterschiedlichen Abstände wurden insbesondere aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung gewählt und implizieren insbesondere nicht, dass die erste Röntgenquelle SRC.1 bzw. die zweite Röntgenquelle SRC.2 bei der Aufnahme der ersten Röntgenprojektionen XP.1 und der zweiten Röntgenprojektionen XP.2 unterschiedliche Abstände vom Untersuchungsvolumen VOL bzw. vom Drehzentrum aufweisen.
  • 10 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches PA.1 und eines zweiten Projektionswinkelbereiches PA.2. Die dargestellten Projektionswinkelbereiche PA.1, PA.2 können insbesondere dafür verwendet werden, erste Röntgenprojektionen XP.1 und/oder zweite Röntgenprojektionen XP.2 aufzunehmen, auf denen ein erster Realbilddatensatz RD.1 und/oder ein zweiter Realbilddatensatz RD.2 und/oder ein multienergetischer Realbilddatensatz RD.M basiert. Die Bedeutung der Projektionswinkelbereiche PA.1, PA.2 für die Positionen der ersten Röntgenquelle SRC.1, es ersten Röntgendetektors DTC.1, der zweiten Röntgenquelle SRC.2 und des zweiten Röntgendetektors DTC.2 entspricht der bezüglich 8 beschriebenen Bedeutung.
  • Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel kann der erste Projektionswinkelbereich PA.1 auch mit einer kreisförmigen Drehung der ersten Röntgenquelle SRC.1 um das Untersuchungsvolumen VOL identifiziert werden, wobei die erste Röntgenquelle SRC.1 einen Kreisbogen mit einem Winkel α + β beschreibt. Weiterhin kann insbesondere der zweite Projektionswinkelbereich PA.2 mit einer kreisförmigen Drehung der zweiten Röntgenquelle SRC.2 um das Untersuchungsvolumen VOL identifiziert werden, wobei die zweite Röntgenquelle SRC.2 ebenfalls einen Kreisbogen mit einem Winkel α + β beschreibt. Alternativ zu kreisförmigen Drehungen und Kreisbögen sind auch ellipsenförmige Drehungen oder Ellipsenbögen, oder andere zumindest stückweise konkave Bewegungen der ersten bzw. der zweiten Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 möglich. Der Winkel α ist hierbei insbesondere größer als 180°, insbesondere entspricht der Winkel α der Summe aus 180° und dem Öffnungswinkel der von der ersten bzw. zweiten Röntgenquelle SRC.1, SRC.2 ausgehenden Röntgenstrahlung. Insbesondere entspricht also der Winkel α in diesem Ausführungsbeispiel 200°. Der Winkel β kann insbesondere dem minimalen Winkel zwischen der Richtung von der ersten Röntgenquelle SRC.1 zum ersten Röntgendetektor DTC.1 und der Richtung von der zweiten Röntgenquelle SRC.2 zum zweiten Röntgendetektor SRC.2 entsprechen. Der Winkel β ist also insbesondere durch die Ausdehnung und die geometrische Form der Röntgenquellen SRC.1, SRC.2 und der Röntgendetektoren DTC.1, DTC.2 nach unten beschränkt.
  • 11 zeigt mögliche Positionen POS.1(t(1) 1), ..., POS.2(t(2) 3) von Röntgenquellen SRC.1, SRC.2 für das in 10 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines ersten Projektionswinkelbereiches PA.1 und eines zweiten Projektionswinkelbereiches PA.2. Bezüglich der dargestellten Objekte wird auf die Beschreibung der 9 verwiesen.
  • Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel haben der erste Röntgendetektor DTC.1 und der zweite Röntgendetektor DTC.2 einen konstanten, insbesondere einen minimalen Abstand, und/oder die erste Röntgenquelle SRC.1 und die zweite Röntgenquelle SRC.2 haben einen konstanten, insbesondere einen minimalen Abstand.
  • Die in 10 dargestellten Projektionswinkelbereiche PA.1, PA.2 und die in 11 dargestellten Positionen können auch als Grundlage für die Aufnahme mit nur einer Röntgenquelle SRC.1 und nur einem Röntgendetektor DTC.1 dienen, wobei die eine Röntgenquelle SRC.1 zwischen der ersten Röntgenenergie und der zweiten Röntgenenergie geschalten werden kan. Hierbei nimmt die eine erste Röntgenquelle an den Positionen POS.1(t(1) 1), POS.1(t(1) 2), POS.1(t(1) 3) erste Röntgenprojektionen XP.1 mit der ersten Röntgenenergie auf, und an den Positionen POS.2 (t(2) 1), POS.2 (t(2) 2), POS.2 (t(2) 3) zweite Röntgenprojektionen XP.2 mit der zweiten Röntgenenergie auf. Die restlichen Röntgenprojektionen sind irrelevant.
  • 12 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes DD.
  • Der erste Schritt des dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ist das Bestimmen DET-RD.1 eines ersten Realbilddatensatzes RD.1 eines Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer ersten Röntgenenergie E1. Hierbei erfolgt das Bestimmen DET-RD.1 durch Empfangen des ersten Realbilddatensatzes RD.1 mittels einer Schnittstelle IF. Ein weitere Schritt des dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ist das Bestimmen DET-RD.M eines multienergetischen Realbilddatensatzes RD.M des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der ersten Röntgenenergie E1 und einer zweiten Röntgenenergie E2. Hierbei erfolgt das Bestimmen DET-RD.M durch Empfangen des zweiten Realbilddatensatzes RD.2 mittels der Schnittstelle IF.
  • Optional erfolgt im ersten Ausführungsbeispiel weiterhin ein Bestimmen DET-RD.2 eines zweiten Realbilddatensatzes RD.2 des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2. Hierbei erfolgt das Bestimmen DET-RD.2 durch Empfangen des zweiten Realbilddatensatzes RD.2 mittels der Schnittstelle IF.
  • Als weiterer Schritt erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel das Bestimmen des Differenzbilddatensatzes DD des Untersuchungsvolumens VOL durch Anwendung einer trainierten Funktion TF auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Realbilddatensatz RD.1 und dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M basieren. Optional können die Eingabedaten auch auf dem zweiten Realbilddatensatz RD.2 basieren.
  • In einer ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels sind der erste Realbilddatensatz RD.1, der multienergetische Realbilddatensatz RD.M und der zweite Realbilddatensatz RD.2 jeweils zweidimensionale Bilddatensätze, und der Differenzbilddatensatz DD ist ein zweidimensionaler Differenzbilddatensatz. Hierbei umfasst der multienergetische Realbilddatensatz RD.M den ersten und den zweiten Realbilddatensatz RD.1, RD.2. Dies entspricht beispielsweise dem in 5 dargestellten Datenfluss. Es gilt d = f1(b(1), b(2)) (wobei d den zweidimensionalen Differenzbilddatensatz DD, b(1) den zweidimensionalen ersten Realbilddatensatz RD.1 und b(2) den zweidimensionalen zweiten Realbilddatensatz RD.2 bezeichnet, und wobei f1 die trainierte Funktion TF bezeichnet). Die Eingabedaten der trainierten Funktion TF basieren hierbei implizit auf dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M, indem sie den ersten und den zweiten Realbilddatensatz RD.1, RD.2 umfassen.
  • In einer zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels sind der erste Realbilddatensatz RD.1, der multienergetische Realbilddatensatz RD.M und der optionale zweite Realbilddatensatz RD.2 jeweils dreidimensionale Bilddatensätze, und der Differenzbilddatensatz DD ist ein dreidimensionaler Differenzbilddatensatz. Dies entspricht beispielsweise dem in 6 dargestellten Datenfluss. Es gilt D = f2(B(1), B(2), B(m)) bzw. D = f2 (B(2), B(m)) (wobei D den dreidimensionalen Differenzbilddatensatz DD, B(1) den dreidimensionalen ersten Realbilddatensatz RD.1, B(2) den dreidimensionalen zweiten Realbilddatensatz RD.2 und B(m) den dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatz RD.M bezeichnet, und wobei f2 die trainierte Funktion TF bezeichnet).
  • In einer dritten Variante des ersten Ausführungsbeispiels sind der erste Realbilddatensatz RD.1, der multienergetische Realbilddatensatz RD.M und der zweite Realbilddatensatz RD.2 jeweils zweidimensionale Bilddatensätze, und der Differenzbilddatensatz DD ist ein dreidimensionaler Differenzbilddatensatz. Hierbei umfasst der erste Realbilddatensatz RD.1 eine Mehrzahl von ersten Röntgenprojektionen XP.1 bezüglich der ersten Röntgenenergie E1, und der zweite Realbilddatensatz RD.2 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Röntgenprojektionen XP.2 bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2. Weiterhin umfasst der multienergetische Realbilddatensatz RD.M die ersten und die zweiten Röntgenprojektionen XP.1, XP.2 und damit den ersten und den zweiten Realbilddatensatz RD.1, RD.2. Dies entspricht beispielsweise dem in 7 dargestellten Datenfluss. Es gilt D = f3(b(1) 1, ..., b(1) m, b(2) 1, ..., b(2) n) (wobei D den dreidimensionalen Differenzbilddatensatz DD, b(1) 1, ..., b(1) m den zweidimensionalen ersten Realbilddatensatz RD.2 bzw. die ersten Röntgenprojektionen XP.2 und b(2) 1, ..., b(2) n den dreidimensionalen zweiten Realbilddatensatz RD.2 bzw. die zweiten Röntgenprojektionen XP.2 bezeichnet, und wobei f3 die trainierte Funktion TF bezeichnet). Hierbei ist m die Anzahl der ersten Röntgenprojektionen XP.1, und n ist die Anzahl der zweiten Röntgenprojektionen XP.2. Insbesondere kann n = m gelten, n und m können aber auch unterschiedliche Zahlen sein. Die Eingabedaten der trainierten Funktion TF basieren hierbei implizit auf dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M, indem sie auf dem ersten und den zweiten Realbilddatensatz RD.1, RD.2 basieren.
  • Die trainierte Funktion TF ist hierbei ein neuronales Netzwerk, insbesondere ein faltendes neuronales Netzwerk (ein englischer Fachbegriff ist „convolutional neural network“) bzw. ein Netzwerk umfassend einen Faltungsschicht (ein englischer Fachbegriff ist „convolution layer“), Das neuronale Netzwerk kann insbesondere eine „U-Net“-Architektur aufweisen, bekannt beispielsweise aus O. Ronneberger, P. Fischer, and T. Brox: „U-Net: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation“, MICCAI, 2015.
  • Der letzte Schritt des dargestellten Ausführungsbeispiels ist das Bereitstellen PROV-DD des Differenzbilddatensatzes DD, hier mittels der Schnittstelle IF. Das Bereitstellen PROV-DD des Differenzbilddatensatzes kann insbesondere das Anzeigen, das Speichern und/oder das Übermitteln des Differenzbilddatensatzes DD umfassen.
  • 13 zeigt ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes DD. Das zweite Ausführungsbeispiel folgt dem in der 6 dargestellten Datenfluss.
  • Die ersten Schritte des zweiten Ausführungsbeispiels sind das Empfangen REC-XP.1 von ersten Röntgenprojektionen XP.1 des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer ersten Röntgenenergie E1 mittels einer Schnittstelle IF und das Empfangen REC-XP.2 von zweiten Röntgenprojektionen XP.2 des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich einer zweiten Röntgenenergie E2 mittels der Schnittstelle IF, hierbei unterscheiden sich die erste Röntgenenergie E1 und die zweite Röntgenenergie E2.
  • Weitere Schritte des zweiten Ausführungsbeispiels sind das Bestimmen DET-RD.1 eines ersten Realbilddatensatzes RD.1 des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der ersten Röntgenenergie E1, und das Bestimmen DET-RD.2 des zweiten Realbilddatensatzes RD.2 des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der zweiten Röntgenenergie E2. Hierbei erfolgt das Bestimmen DET-RD.1 des ersten Realbilddatensatzes RD.1 durch eine dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen XP.1 mittels einer Recheneinheit CU, und das Bestimmen DET-RD.2 des zweiten Realbilddatensatzes RD.2 durch eine dreidimensionale Rekonstruktion der zweiten Röntgenprojektionen XP.2 mittels der Recheneinheit CU.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die dreidimensionale Rekonstruktion mittels einer gefilterten Rückprojektion. Alternativ sind iterative Rekonstruktionen oder Rekonstruktionen basierend auf dem Feldkamp-Algorithmus bekannt.
  • In einer mathematischen Notation ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel der dreidimensionale erste Realbilddatensatz RD.1 durch B(1) = R(b(1) 1, ..., b(1) m) gegeben, und der zweite Realbilddatensatz RD.2 durch B(2) = R(b(2) 1, ..., b(2) n). Hierbei bezeichnet R die Rekonstruktionsfunktion, und b(1) i bezeichnete die i-te (der insgesamt m) ersten Röntgenprojektionen XP.1, und b(2) i bezeichnete die i-te (der insgesamt n) zweiten Röntgenprojektionen XP.2.
  • Ein weiterer Schritt des zweiten Ausführungsbeispiels ist das Bestimmen DET-RD.M eines multienergetischen Realbilddatensatzes RD.M des Untersuchungsvolumens VOL bezüglich der ersten Röntgenenergie E1 und der zweiten Röntgenenergie E2 mittels der Recheneinheit CU. Hierbei erfolgt das Bestimmen DET-RD.M des multienergetischen Realbilddatensatzes RD.M durch eine dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen XP.1 und der zweiten Röntgenprojektionen XP.2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die dreidimensionale Rekonstruktion mittels einer gefilterten Rückprojektion. Alternativ sind iterative Rekonstruktionen oder Rekonstruktionen basierend auf dem Feldkamp-Algorithmus bekannt.
  • In einer mathematischen Notation ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel der dreidimensionale multienergetische Realbilddatensatz RD.M durch B(m) = R(b(1) 1, ..., b(1) m, b(2) 1, ..., b(2) n) gegeben.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die trainierte Funktion TF auf den dreidimensionalen ersten Realbilddatensatz RD.1, auf den dreidimensionalen zweiten Realbilddatensatz RD.2 und auf den dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatz RD.M als Eingabedaten angewendet, und erzeugt als Ausgabedaten einen dreidimensionalen Wahrscheinlichkeitsdatensatz. In mathematischer Notation ergibt sich W = f(B(1), B(2), B(m)). Dieser dreidimensionale Wahrscheinlichkeitsdatensatz hat bezüglich jeder der drei Dimensionen die gleiche in Voxeln gemessene Ausdehnung wie der dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatz RD.M, insbesondere weist der dreidimensionale Wahrscheinlichkeitsdatensatz damit jedem der Voxel des dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatzes RD.M einen Wahrscheinlichkeitswert zu. Insbesondere ist der einem Voxel des dreidimensionalen multienergetischen Realbilddatensatzes RD.M zugeordnete Wahrscheinlichkeitswert ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Voxel Kontrastmittel im Untersuchungsvolumen VOL abbildet, oder dass dieser Voxel ein Gefäß VES.1, VES.2 im Untersuchungsvolumen VOL abbildet.
  • Weitere Schritte des zweiten Ausführungsbeispiels sind das Empfangen REC-TRF einer Transferfunktion mittels der Schnittstelle IF und das Modifizieren MOD des mindestens dreidimensionalen Wahrscheinlichkeitsdatensatzes basierend auf der Transferfunktion mittels der Recheneinheit CU. Hierbei ist die Transferfunktion T: [0,1] → [0,1] eine Funktion, die Wahrscheinlichkeitswerte auf Wahrscheinlichkeitswerte abbildet, und insbesondere eine monoton steigende Funktion. Das Modifizieren MOD erfolgt durch voxelweises Anwenden der Transferfunktion auf den Wahrscheinlichkeitsdatensatz, es gilt als W'ijk = T (W) ijk = T (Wijk), wobei W' der modifizierte Wahrscheinlichkeitsdatensatz ist.
  • Weiterhin erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel das Bestimmen DET-DD des Differenzbilddatensatzes DD durch voxelweise Multiplikation des modifizierten Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M, es gilt also D = T(W) · B(m) = T(f(B(1), B(2), B(m))) · B(m). Alternativ kann auf das Modifizieren MOD des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes auch verzichtet werden, in diesem Fall kann der Differenzbilddatensatz durch Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit dem multienergetischen Realbilddatensatz RD.M bestimmt werden, also durch D = W·B(m) = f (B(1), B(2), B(m))·B(m).
  • 14 zeigt ein Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion. Die ersten Schritte des ersten Ausführungsbeispiels sind das Bestimmen eines ersten Trainingsrealbilddatensatzes eines Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Trainingsröntgenenergie und das Bestimmen eines multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie und einer zweiten Trainingsröntgenenergie, wobei sich die zweite Trainingsröntgenenergie von der ersten Trainingsröntgenenergie unterscheidet. Weiterhin umfasst das erste Ausführungsbeispiel den optionalen Schritt des Bestimmens eines zweiten Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der zweiten Trainingsröntgenenergie. Im ersten Ausführungsbeispiel wird sowohl der erste Trainingsrealbilddatensatz als auch der zweite Trainingsrealbilddatensatz und der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz mittels einer Trainingsschnittstelle TIF empfangen.
  • Alternativ können mittels der Trainingsschnittstelle auch erste Trainingsröntgenprojektionen des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie empfangen werden, und der erste Trainingsrealbilddatensatz als dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Trainingsröntgenprojektionen mittels der Trainingsrecheneinheit bestimmt werden. Weiterhin können mittels der Trainingsschnittstelle auch zweite Trainingsröntgenprojektionen des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der zweiten Trainingsröntgenenergie empfangen werden, und der zweite Trainingsrealbilddatensatz als dreidimensionale Rekonstruktion der zweiten Trainingsröntgenprojektionen mittels der Trainingsrecheneinheit bestimmt werden.
  • Ein weiterer Schritt des ersten Ausführungsbeispiels ist das Bestimmen DET-CDD eines Vergleichsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens. Der Vergleichsdifferenzbilddatensatz ist hierbei insbesondere ein Differenzbilddatensatz des Trainingsuntersuchungsvolumens, und bildet die Grundwahrheit (ein englischer Fachbegriff ist „ground-truth“) des Trainingsverfahrens. Im ersten Ausführungsbeispiel wird der Vergleichsdifferenzbilddatensatz mittels der Trainingsschnittstelle empfangen.
  • Ein weiterer Schritt des ersten Ausführungsbeispiels ist das Bestimmen DET-TDD eines Trainingsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens durch Anwendung der trainierten Funktion auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Trainingsrealbilddatensatz und auf dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz basieren. Optional basieren die Eingabedaten weiterhin auf dem zweiten Trainingsrealbilddatensatz.
  • Die trainierte Funktion TF ist hierbei ein neuronales Netzwerk, insbesondere ein faltendes neuronales Netzwerk (ein englischer Fachbegriff ist „convolutional neural network“) bzw. ein Netzwerk umfassend einen Faltungsschicht (ein englischer Fachbegriff ist „convolution layer“), Das neuronale Netzwerk kann insbesondere eine „U-Net“-Architektur aufweisen, bekannt beispielsweise aus O. Ronneberger, P. Fischer, and T. Brox: „U-Net: Convolutional Networks for Biomedical Image Segmentation“, MICCAI, 2015.
  • Hierbei weisen der Trainingsdifferenzbilddatensatz und der Vergleichsdifferenzbilddatensatz die gleiche Dimension auf, und die in Pixeln oder Voxeln gemessene Ausdehnung des Trainingsdifferenzbilddatensatzes ist bezüglich jeder Dimension identisch zur der in Pixeln oder Voxeln gemessenen Ausdehnung des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes.
  • Ein weiterer Schritt des ersten Ausführungsbeispiels ist das Anpassen ADJ-TF der trainierten Funktion basierend auf einem Vergleich des Trainingsdifferenzbilddatensatzes und des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes. Insbesondere erfolgt das Anpassen basierend auf einer Kostenfunktion, die die Abweichung zwischen dem Trainingsdifferenzbilddatensatz und dem Vergleichsdifferenzbilddatensatz bewertet. Insbesondere kann die Kostenfunktion die Summe der quadratischen Abweichungen der einzelnen Pixel oder Voxel des Trainingsdifferenzbilddatensatzes und des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die trainierte Funktion ein künstliches neuronales Netzwerk, das Anpassen des künstlichen neuronalen Netzwerkes umfasst das Anpassen mindestens eines Kantengewichts des künstlichen neuronalen Netzwerks, und das Anpassen basiert auf dem Rückpropagationsalgorithmus (ein englischer Fachbegriff ist „backpropagation“).
  • Der letzte Schritt des dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ist das Bereitstellen PROV-TF der trainierten Funktion. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die trainierte Funktion gespeichert, alternativ kann die trainierte Funktion (oder eine oder mehrere ihrer Parameter) auch angezeigt werden oder zur weiteren Verarbeitung übertragen werden.
  • Im ersten Ausführungsbeispiel können der erste und der zweite Trainingsrealbilddatensatz sowie der Trainings- und der Vergleichsdifferenzbilddatensatz zweidimensionale Bilddatensätze sein. Hierbei sind die Datenstrukturen analog zur 5. Der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz umfasst in diesem Fall den ersten und den zweiten Trainingsrealbilddatensatz.
  • Alternativ können der erste, der zweite und der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz sowie der Trainings- und der Vergleichsdifferenzbilddatensatz dreidimensionale Bilddatensätze sein. Hierbei sind die Datenstrukturen analog zur 6.
  • Alternativ können der erste und der zweite Trainingsrealbilddatensatz jeweils eine Mehrzahl von zweidimensionalen Röntgenprojektionen umfassen, und der Trainings- und der Vergleichsdifferenzbilddatensatz sind dreidimensionale Bilddatensätze. Hierbei sind die Datenstrukturen analog zur 6, insbesondere umfasst der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz den ersten und den zweiten Trainingsrealbilddatensatz.
  • 15 zeigt ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion. Das zweite Ausführungsbeispiel weist alle Schritte des in 14 dargestellten erste Ausführungsbeispiels auf, und kann insbesondere auch die dort beschriebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen aufweisen.
  • Das dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst weiterhin das Empfangen DET-MM.1 eines ersten dreidimensionalen Materialmodells des Trainingsuntersuchungsvolumens und das Empfangen DET-MM.2 eines zweiten dreidimensionalen Materialmodels des Trainingsuntersuchungsvolumens, insbesondere jeweils mit der Trainingsschnittstelle TIF. Hierbei wobei ist das erste dreidimensionale Materialmodell ein Materialmodell des Trainingsuntersuchungsvolumens umfassend Kontrastmittel, und das zweite dreidimensionale Materialmodell ist ein Materialmodell des Trainingsuntersuchungsvolumens ohne Kontrastmittel.
  • Ein Materialmodell beschreibt in diesem zweiten Ausführungsbeispiel eine dreidimensionale räumliche Verteilung eines energieabhängigen Röntgenabsorptionskoeffizienten µ(x, E). In diesem Ausführungsbeispiel ist das Materialmodell kontinuierlich, d.h. eine Funktion der dreidimensionalen räumlichen Koordinate x, insbesondere eine stetige Funktion bzw. insbesondere ein differenzierbare Funktion der räumlichen Koordinate x. Alternativ kann das Materialmodell auch räumlich diskret sein, d.h. eine Menge an Voxeln umfassen, denen jeweils ein energieabhängiger Röntgenabsorptionskoeffizient µ(E) zugeordnet ist. Insbesondere bei einer regelmäßigen Anordnung der Voxel kann das Materialmodel dann über einen indizierten energieabhängigen Röntgenabsorptionskoeffizienten µijk(E) beschrieben werden. Das Materialmodel kann weiterhin für eine beliebige Anzahl von Röntgenenergien E definiert sein, es ist aber ausreichen, das Materialmodel nur für die erste und die zweite Trainingsröntgenenergie anzugeben, also µ(1)(x) bzw. µ(1) ijk für die erste Trainingsröntgenenergie und µ(2)(x) bzw. µ(2) ijk für die zweite Trainingsröntgenenergie.
  • Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind der erste Trainingsrealbilddatensatz TRD.1 und der zweite Trainingsrealbilddatensatz TRD.2 jeweils dreidimensionale Bilddatensätze des Trainingsuntersuchungsvolumens, umfassend 256·256·256 Voxel, der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz TRD.M ist ein dreidimensionaler des Untersuchungsvolumens umfassend 512·512·512 Voxel, und das erste Materialmodell umfasst ebenfalls 512·512·512 Voxel. Der erste Trainingsrealbilddatensatz TRD.1 und der zweite Trainingsrealbilddatensatz TRD.2 werden dann als B ijk ( 1 / 2 ) = ∑ i' = 2i 2i + 1 ∑ j' = 2j 2j + 1 ∑ k' = 2k 2k + 1 μ i'j'k' ( 1 / 2 )
    Figure DE102019200270A1_0001
    berechnet, und der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz TRD.M wird als B ijk ( m ) = ( μ ijk ( 1 ) + μ ijk ( 2 ) ) / 2
    Figure DE102019200270A1_0002
    berechnet.
  • Alternativ können auch zweidimensionale erste Trainingsröntgenprojektionen und zweidimensionale zweite Trainingsröntgenprojektionen basierend auf dem ersten Materialmodell bestimmt werden, wobei die ersten Trainingsröntgenprojektionen Röntgenprojektionen des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie entsprechen, und wobei die zweiten Trainingsröntgenprojektionen Röntgenprojektionen des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der zweiten Trainingsröntgenenergie entsprechen. Insbesondere kann dann der dreidimensionale erste Trainingsrealbilddatensatz basierend auf den ersten Trainingsröntgenprojektionen rekonstruiert werden, der dreidimensionale zweite Trainingsrealbilddatensatz kann basierend auf den zweiten Trainingsröntgenprojektionen rekonstruiert werden, und der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz kann basierend auf den ersten Trainingsröntgenprojektionen und den zweiten Trainingsröntgenprojektionen rekonstruiert werden. Die Trainingsröntgenprojektionen ergeben sich in diesem Fall aus der Gleichung b ( 1 / 2 ) ( y , v ) ∝ ∫ Γ ( y , v ) μ ( 1 / 2 ) ( x )  dx
    Figure DE102019200270A1_0003
    wobei Γ(y, v) der Pfad von der Röntgenquelle zum Röntgendetektor an der Koordinate y ist, wenn die Projektionsrichtung dem Winkel v entspricht. Insbesondere kann in diesem Fall das erste Materialmodell auch als zeitlich veränderlich modelliert werden, um eine zeitlich veränderliche Dichte von Kontrastmittel im Trainingsuntersuchungsvolumen zu simulieren.
  • Das dargestellte zweite Ausführungsbeispiel umfasst weiterhin das Bestimmen DET-MD eines Maskenbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens. In diesem Fall wird der Maskenbilddatensatz basierend auf dem zweiten dreidimensionalen Materialmodell bestimmt, beispielsweise als M ijk = ( ν ijk ( 1 ) + ν ijk ( 2 ) ) / 2
    Figure DE102019200270A1_0004
    (hierbei bezeichnet ν das zweite Materialmodell). Alternativ kann der Maskenbilddatensatz auch direkt mittels der Trainingsschnittstelle empfangen werden.
  • Insbesondere kann der Maskenbilddatensatz ebenfalls aus einer dreidimensionalen Rekonstruktion von zweidimensionalen Röntgenprojektionen bestimmt werden, wobei diese durch m ( 1 / 2 ) ( y , v ) ∝ ∫ Γ ( y ,v ) ν ( 1 / 2 ) ( x )  dx
    Figure DE102019200270A1_0005
    bestimmt werden können. Der Maskenbilddatensatz kann hierbei basierend nur auf den Röntgenprojektionen m(1) bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie, basierend nur auf den Röntgenprojektionen m(2) bezüglich der zweiten Trainingsröntgenenergie, oder basierend auf sowohl den Röntgenprojektionen (1) bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie als auch auf den Röntgenprojektionen m(2) bezüglich der zweiten Trainingsröntgenenergie bestimmt werden.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Bestimmen DET-CDD des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes dann durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz, also durch B(m) ijk - Mijk. Alternativ kann der Vergleichsdifferenzbilddatensatz auch durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem ersten Trainingsrealbilddatensatz oder durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem zweiten Trainingsrealbilddatensatz bestimmt werden.
  • 16 zeigt ein Bereitstellungssystem PRVS, 17 zeigt ein Trainingssystem TRS. Das dargestellte Bereitstellungssystem PRVS ist ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatz DD auszuführen. Das dargestellte Trainingssystem ist dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion TF auszuführen. Das Bereitstellungssystem PRVS umfasst eine Schnittstelle IF, eine Recheneinheit CU und eine Speichereinheit MU, das Trainingssystem TRS umfasst eine Trainingsschnittstelle TIF, eine Trainingsrecheneinheit TCU und eine Trainingsspeichereinheit TMU.
  • Bei dem Bereitstellungssystem PRVS und/oder bei dem Trainingssystem TRS kann es sich insbesondere um einen Computer, einen Mikrocontroller oder um einen integrierten Schaltkreis handeln. Alternativ kann es sich bei dem Bereitstellungssystem PRVS und/oder bei dem Trainingssystem TRS um einen realen oder virtuellen Verbund von Computern handeln (ein englischer Fachbegriff für einen realen Verbund ist „Cluster“, ein englischer Fachbegriff für einen virtuellen Verbund ist „Cloud“). Das Bereitstellungssystem PRVS und/oder das Trainingssystem TRS kann auch als virtuelles System ausgebildet sein, das auf einem realen Computer oder einem realen oder virtuellen Verbund von Computern ausgeführt wird (ein englischer Fachbegriff ist „Virtualization“).
  • Bei einer Schnittstelle IF und/oder einer Trainingsschnittstelle TIF kann es sich um eine Hardware- oder Softwareschnittstelle handeln (beispielsweise PCI-Bus, USB oder Firewire). Eine Recheneinheit CU und/oder eine Trainingsrecheneinheit TCU kann Hardware-Elemente oder Software-Elemente aufweisen, beispielsweise einen Mikroprozessor oder ein sogenanntes FPGA (englisches Akronym für „Field Programmable Gate Array“). Eine Speichereinheit MU und/oder eine Trainingsspeichereinheit TMU kann als nicht dauerhafte Arbeitsspeicher (Random Access Memory, kurz RAM) oder als dauerhafter Massenspeicher (Festplatte, USB-Stick, SD-Karte, Solid State Disk) realisiert sein.
  • Die Schnittstelle IF und/oder die Trainingsschnittstelle TIF können insbesondere mehrere Unterschnittstellen umfassen, die unterschiedliche Schritte der jeweiligen Verfahren ausführen. Mit anderen Worten kann die Schnittstelle IF und/oder die Trainingsschnittstelle TIF auch als Vielzahl von Schnittstellen IF bzw. Vielzahl von Trainingsschnittstellen TIF aufgefasst werden. Die Recheneinheit CU und/oder die Trainingsrecheneinheit TCU können insbesondere mehrere Unterrecheneinheiten umfassen, die unterschiedliche Schritte der jeweiligen Verfahren ausführen. Mit anderen Worten kann die Recheneinheit CU und/oder die Trainingsrecheneinheit TCU auch als Vielzahl von Recheneinheiten CU bzw. Vielzahl von Trainingsrecheneinheiten TCU aufgefasst werden.
  • 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Röntgenvorrichtung XSYS. Die Röntgenvorrichtung XSYS ist hierbei als doppelte C-Bogen-Röntgenvorrichtung ausgebildet. Die Röntgenvorrichtung umfasst einen ersten C-Bogen CA.1, am ersten Ende vom ersten C-Bogen CA.1 ist eine erste Röntgenquelle SRC.1 angeordnet, und am zweiten Ende vom ersten C-Bogen CA.1 ist ein erster Röntgendetektor DTC.2 angeordnet. Die Röntgenvorrichtung umfasst weiterhin einen zweiten C-Bogen CA.2, am erste Ende vom ersten C-Bogen CA.2 ist eine zweite Röntgenquelle SRC.2 angeordnet, und am zweiten Ende vom zweiten C-Bogen CA.2 ist ein zweiter Röntgendetektor ausgebildet. Die erste C-Bogen CA.1 ist an einer ersten Aufhängung MNT.1 angeordnet, wobei die erste Aufhängung als Mehrachsenknickroboter ausgebildet ist. Der zweite C-Bogen CA.2 ist an einer zweiten Aufhängung MNT.2 angeordnet, wobei die zweite Aufhängung eine Deckenbefestigung umfasst.
  • Bei der ersten Röntgenquelle SRC.1 und bei der zweiten Röntgenquelle SRC.2 handelt es sich insbesondere um eine Röntgenröhre, die insbesondere das gleiche Anodenmaterial aufweisen. Bei dem ersten Röntgendetektor DTC.1 und dem zweiten Röntgendetektor handelt es sich insbesondere um Flachbilddetektoren.
  • Die Röntgenquellen SRC.1, SRC.2 und die Röntgendetektoren DTC.1, DTC.2 sind hierbei zum Rotieren um eine Bildgebungsachse IA ausgebildet, insbesondere zum kreisförmigen Rotieren um die Bildgebungsachse IA. Die Bildgebungsachse IA schneidet hierbei insbesondere das Untersuchungsvolumen VOL. Beim Rotieren um die Bildgebungsachse bewegen sich die Röntgenquellen SRC.1, SRC.2 und die Röntgendetektoren in einer Bildgebungsebene IP, wobei die Bildgebungsebene IP orthogonal zur Bildgebungsachse IA angeordnet ist. Die Röntgenquellen SRC.1, SRC.2 und die Röntgendetektoren DTC.1, DTC.2 sind insbesondere dazu ausgebildet, um die Bildgebungsachse IA zu rotieren, indem die C-Bögen CA.1, CA.2 dazu ausgebildet sind, um die Bildgebungsachse IA zu rotieren.
  • Die Röntgenvorrichtung XSYS umfasst weiterhin eine Patientenlagerungsvorrichtung PPOS, wobei die Patientenlagerungsvorrichtung PPOS zur Lagerung eines Patienten PAT ausgebildet ist. Insbesondere kann der Patient PAT mittels der Patientenlagerungsvorrichtung entlang der Bildgebungsachse IA verschoben werden.
  • Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sinne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, einzelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale mit einander kombiniert bzw. ausgetauscht werden, ohne den Rahmen der hiesigen Erfindung zu verlassen. Mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorteile der Erfindung treffen ohne explizite Nennung, wo übertragbar, auch auf andere Ausführungsbeispiele zu.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 18182251 [0005]

Claims (24)

  1. Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes (DD) eines Untersuchungsvolumens (VOL), - Bestimmen (DET-RD.1) eines ersten Realbilddatensatzes (RD.1) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich einer ersten Röntgenenergie, - Bestimmen (DET-RD.M) eines multienergetischen Realbilddatensatzes (RD.M) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich der ersten Röntgenenergie und einer zweiten Röntgenenergie, wobei sich die zweite Röntgenenergie von der ersten Röntgenenergie unterscheidet, - Bestimmen (DET-DID) des Differenzbilddatensatzes (DD) des Untersuchungsvolumens (VOL) durch Anwendung einer trainierten Funktion (TF) auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Realbilddatensatz (RD.1) und dem multienergetischen Realbilddatensatz (RD.M) basieren, und - Bereitstellen (PROV-DD) des Differenzbilddatensatzes (DD).
  2. Verfahren nach dem Anspruch 1, weiterhin umfassend: - Bestimmen (DET-RD.2) eines zweiten Realbilddatensatzes (RD.2) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich einer zweiten Röntgenenergie; wobei die Eingabedaten weiterhin auf dem zweiten Realbilddatensatz (RD.2) basieren.
  3. Verfahren nach dem Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend: - Empfangen (REC-XP.1) von ersten Röntgenprojektionen (XP.1) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich der ersten Röntgenenergie, - Empfangen (REC-XP.2) von zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich der zweiten Röntgenenergie; wobei der erste Realbilddatensatz (RD.1) auf den ersten Röntgenprojektionen (XP.1) basiert und/oder diese umfasst; und/oder wobei der zweite Realbilddatensatz (RD.2) auf den zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) basiert und/oder diese umfasst; und/oder wobei der multienergetische Realbilddatensatz (RD.M) auf den ersten Röntgenprojektionen (XP.1) und den zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) basiert und/oder diese umfasst.
  4. Verfahren nach dem Anspruch 3, wobei der erste Realbilddatensatz (RD.1) eine mindestens dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen (XP.1) ist; und/oder wobei der zweite Realbilddatensatz (RD.2) eine mindestens dreidimensionale Rekonstruktion der zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) ist; und/oder wobei der multienergetische Realbilddatensatz (RD.M) eine mindestens dreidimensionale Rekonstruktion der ersten Röntgenprojektionen (XP.1) und der zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) ist.
  5. Verfahren nach dem Anspruch 3 oder 4, wobei das Untersuchungsvolumen (VOL) bei der Aufnahme der ersten Röntgenprojektionen (XP.1) Kontrastmittel umfasst, und/oder wobei das Untersuchungsvolumen (VOL) bei der Aufnahme der zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) Kontrastmittel umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die ersten Röntgenprojektionen (XP.1) und die zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) zeitgleich aufgenommen wurden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste Röntgenprojektionen (XP.1) Aufnahmen einer ersten Röntgenquelle (SRC.1) und eines ersten Röntgendetektors (DTC.1) sind, und wobei die zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) Aufnahmen einer zweiten Röntgenquelle (SRC.2) und eines zweiten Röntgendetektors (DTC.2) sind.
  8. Verfahren nach dem Anspruch 7, wobei eine biplanare Röntgenvorrichtung (XSYS) die erste Röntgenquelle (SRC.1), die zweite Röntgenquelle (SRC.2), den ersten Röntgendetektor (DTC.1) und den zweiten Röntgendetektor (DTC.2) umfasst.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei jede der ersten Röntgenprojektionen (XP.1) eine Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich einer Projektionsrichtung (v(1) 1, v(1) 2, v(1) 3) aus einem ersten Projektionswinkelbereich ist (PA.1), wobei jede der zweiten Röntgenprojektionen (XP.2) eine Röntgenprojektion des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich einer Projektionsrichtung (v(2) 1, v(2) 2, v(2) 3) aus einem zweiten Projektionswinkelbereich (PA.2) ist, und wobei sich der erste Projektionswinkelbereich (PA.1) und der zweite Projektionswinkelbereich (PA.2) unterscheiden.
  10. Verfahren nach dem Anspruch 9, wobei der erste Projektionswinkelbereich (PA.1) und der zweite Projektionswinkelbereich (PA.2) disjunkt sind.
  11. Verfahren nach dem Anspruch 10, wobei der Überlapp des ersten Projektionswinkelbereichs und des zweiten Projektionswinkelbereichs mindestens 50% des ersten Projektionswinkelbereichs und/oder des zweiten Projektionswinkelbereichs umfasst, insbesondere mindestens 75% des ersten Projektionswinkelbereichs und/oder des zweiten Projektionswinkelbereichs umfasst, und insbesondere mindestens 90% des ersten Projektionswinkelbereichs und/oder des zweiten Projektionswinkelbereichs umfasst.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausgabedaten der trainierten Funktion (TF) einen Wahrscheinlichkeitsdatensatz umfassen, wobei der Differenzbilddatensatz (DD) auf dem Wahrscheinlichkeitsdatensatz basiert.
  13. Verfahren nach dem Anspruch 12, weiterhin umfassend: - Empfangen (REC-TRF) einer Transferfunktion, - Modifizieren (MOD) des mindestens dreidimensionalen Wahrscheinlichkeitsdatensatzes basierend auf der Transferfunktion.
  14. Verfahren nach dem Anspruch 12 oder 13, wobei der Differenzbilddatensatz (DD) auf einer Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsdatensatzes mit dem ersten Realbilddatensatz (RD.1) und/oder dem zweiten Realbilddatensatz (RD.2) und/oder dem multienergetischen Realbilddatensatz (RD.M) basiert.
  15. Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, umfassend: - Bestimmen (DET-TRD.1) eines ersten Trainingsrealbilddatensatzes eines Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Trainingsröntgenenergie, - Bestimmen (DET-TRD.M) eines multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie und einer zweiten Trainingsröntgenenergie, wobei sich die zweite Trainingsröntgenenergie von der ersten Trainingsröntgenenergie unterscheidet, - Bestimmen (DET-CDD) eines Vergleichsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens, - Bestimmen (DET-TDD) eines Trainingsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens durch Anwendung der trainierten Funktion auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Trainingsrealbilddatensatz und auf dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz basieren, - Anpassen (ADJ-TF) der trainierten Funktion (TF) basierend auf einem Vergleich des Trainingsdifferenzbilddatensatzes und des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes, - Bereitstellen (PROV-TF) der trainierten Funktion (TF).
  16. Verfahren nach dem Anspruch 15, weiterhin umfassend: - Bestimmen (DET-MD) eines Maskenbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens; wobei der Vergleichsdifferenzbilddatensatz durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem ersten Trainingsrealbilddatensatz oder durch eine digitale Subtraktionsangiographie basierend auf dem Maskenbilddatensatz und dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz bestimmt wird.
  17. Verfahren nach dem Anspruch 15 oder 16, weiterhin umfassend: - Empfangen (REC-MM.1) eines ersten dreidimensionalen Materialmodells des Trainingsuntersuchungsvolumens, wobei der erste Trainingsrealbilddatensatz und/oder der multienergetische Trainingsrealbilddatensatz auf einer Simulation einer Interaktion zwischen Röntgenstrahlung und dem ersten dreidimensionalen Materialmodell basiert.
  18. Verfahren nach dem Anspruch 17, weiterhin umfassend: - Empfangen (REC-MM.2) eines zweiten dreidimensionalen Materialmodells des Trainingsuntersuchungsvolumens, wobei das erste dreidimensionale Materialmodell ein Materialmodell des Trainingsuntersuchungsvolumens umfassend Kontrastmittel ist, wobei das zweite dreidimensionale Materialmodell ein Materialmodell des Trainingsuntersuchungsvolumens ohne Kontrastmittel ist, wobei der Maskenbilddatensatz auf einer Simulation einer Interaktion zwischen Röntgenstrahlung und dem zweiten dreidimensionalen Materialmodell basiert.
  19. Bereitstellungssystem zum Bereitstellen eines Differenzbilddatensatzes (DD) eines Untersuchungsvolumens (VOL), umfassend eine Schnittstelle (IF) und eine Recheneinheit (CU), - wobei die Schnittstelle (IF) und/oder die Recheneinheit (CU) zum Bestimmen (DET-RD.1) eines ersten Realbilddatensatzes (RD.1) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich einer ersten Röntgenenergie ausgebildet sind, - wobei die Schnittstelle (IF) und/oder die Recheneinheit (CU) weiterhin zum Bestimmen (DET-RD.M) eines multienergetischen Realbilddatensatzes (RD.M) des Untersuchungsvolumens (VOL) bezüglich der ersten Röntgenenergie und einer zweiten Röntgenenergie ausgebildet sind, wobei sich die zweite Röntgenenergie von der ersten Röntgenenergie unterscheidet, - wobei die Recheneinheit (CU) weiterhin zum Bestimmen (DET-DID) des Differenzbilddatensatzes (DD) des Untersuchungsvolumens (VOL) durch Anwendung einer trainierten Funktion (TF) auf Eingabedaten ausgebildet ist, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Realbilddatensatz (RD.1) und dem multienergetischen Realbilddatensatz (RD.M) basieren, und - wobei die Schnittstelle (IF) weiterhin zum Bereitstellen (PROV-DD) des Differenzbilddatensatzes (DD) ausgebildet ist.
  20. Röntgenvorrichtung (XSYS), umfassend ein Bereitstellungssystem nach Anspruch 19.
  21. Trainingssystem zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, umfassend eine Trainingsschnittstelle (TIF) und eine Trainingsrecheneinheit (TCU), - wobei die Trainingsschnittstelle (TIF) und/oder die Trainingsrecheneinheit (TCU) zum Bestimmen (DET-TRD.1) eines ersten Trainingsrealbilddatensatzes eines Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich einer ersten Trainingsröntgenenergie ausgebildet sind, - wobei die Trainingsschnittstelle (TIF) und/oder die Trainingsrecheneinheit (TCU) weiterhin zum Bestimmen (DET-TRD.M) eines multienergetischen Trainingsrealbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens bezüglich der ersten Trainingsröntgenenergie und einer zweiten Trainingsröntgenenergie ausgebildet sind, wobei sich die zweite Trainingsröntgenenergie von der ersten Trainingsröntgenenergie unterscheidet, - wobei die Trainingsschnittstelle (TIF) und/oder die Trainingsrecheneinheit (TCU) weiterhin zum Bestimmen (DET-CDD) eines Vergleichsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens ausgebildet sind, - wobei die Trainingsrecheneinheit (TCU) weiterhin zum Bestimmen (DET-TDD) eines Trainingsdifferenzbilddatensatzes des Trainingsuntersuchungsvolumens durch Anwendung der trainierten Funktion (TF) auf Eingabedaten ausgebildet ist, wobei die Eingabedaten auf dem ersten Trainingsrealbilddatensatz und auf dem multienergetischen Trainingsrealbilddatensatz basieren, - wobei die Trainingsrecheneinheit (TCU) weiterhin zum Anpassen (ADJ-TF) der trainierten Funktion (TF) basierend auf einem Vergleich des Trainingsdifferenzbilddatensatzes und des Vergleichsdifferenzbilddatensatzes ausgebildet ist, - wobei die Trainingsschnittstelle weiterhin zum Bereitstellen (PROV-TF) der trainierten Funktion (TF) ausgebildet ist.
  22. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher (MU) eines Bereitstellungssystems (PRVS) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Bereitstellungssystem (PRVS) ausgeführt werden; und/oder welches direkt in einen Trainingsspeicher (TMU) eines Trainingssystems (TRS) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 18 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Trainingssystem (TRS) ausgeführt werden.
  23. Computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einem Bereitstellungssystem (PRVS) lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Bereitstellungssystem (PRVS) ausgeführt werden; und/oder auf welchem von einem Trainingssystem (TRS) lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 18 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von dem Trainingssystem (TRS) ausgeführt werden.
  24. Computerprogramm oder computerlesbares Speichermedium, umfassend eine trainierte Funktion (TF) bereitgestellt durch ein Verfahren nach den Ansprüchen 15 bis 18.
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