DE102007028906B4 - Use of an image acquisition, image archiving and image visualization system and methods to support staging or restaging performed under nuclear medicine or radiological imaging to register and assess the development of spatially and / or structurally alterable pathological structures - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Unterstützung eines unter nuklearmedizinischer oder radiologischer Bildgebung durchgeführten Stagings oder Restagings zur Registrierung des Stadiums und Beurteilung der Entwicklung von räumlich und/oder strukturell veränderlichen pathologischen Strukturen im Körperinneren eines zu untersuchenden Patienten, mit den Schritten: – Registrieren (S3a + b oder S2' + S3') zweier zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommener, denselben Gewebebereich darstellender digitaler Bilder, bei dem Bilddaten (14, 17) einander entsprechender Teilbereiche derselben, in beiden Bildern abgebildeten Gewebestrukturen miteinander versinkt und mit Hilfe voneinander unabhängiger rigider Koordinatentransformationen mit regional unterschiedlichen Lageversatz-(Δx optj , Δy optj bzw. Δz optj ) und/oder Winkelversatzparametern (Δφ optxj , Δφ optyj bzw. Δφ optzj ) koregistriert werden, und – Umrechnen (S4) der Bilddaten dieser koregistrierten Teilbereiche zu zusammensetzbaren Teilen eines anzuzeigenden Differenzbildes der beiden Bilder dadurch gekennzeichnet, dass die regional verschiedenen Lageversatz-(Δx optj , Δy optj bzw. Δz optj ) und/oder Winkelversatzparameter (Δφ optxj , Δφ optyj bzw. Δφ optzj ) jedes einzelnen Teilbereichs mit Hilfe eines auf der Methode der kleinsten Fehlerquadrate basierenden Optimierungskriteriums ermittelt werden, wonach...Method for supporting a staging or restaging carried out under nuclear medical or radiological imaging for registering the stage and assessing the development of spatially and / or structurally variable pathological structures inside the body of a patient to be examined, with the steps: - Registering (S3a + b or S2 ' + S3 ') of two digital images taken at different times, representing the same tissue area, in which image data (14, 17) of corresponding partial areas of the same tissue structures depicted in both images sink together and with the help of mutually independent rigid coordinate transformations with regionally different positional offset (Δx optj, Δy optj or Δz optj) and / or angular displacement parameters (Δφ optxj, Δφ optyj or Δφ optzj) are co-registered, and - converting (S4) the image data of these co-registered partial areas into composable parts of a D to be displayed Ifference image of the two images characterized in that the regionally different position offset (Δx optj, Δy optj or Δz optj) and / or angular offset parameters (Δφ optxj, Δφ optyj or Δφ optzj) of each individual area using the method of the smallest Error squares based optimization criteria are determined, according to which ...
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung eines Bildakquisitions-, Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystems zum Generieren, Speichern, Nachbearbeiten, Abrufen und grafischen Visualisieren medizinischer Bilddaten, die z. B. im klinischen Bereich im Rahmen der nuklearmedizinischen oder radiologischen Schnittbilddiagnostik erfolgreich eingesetzt werden kann. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein von diesem System ausführbares Verfahren zur Unterstützung eines unter magnetresonanz- oder computertomografischer Bildgebung durchgeführten Stagings oder Restagings zur Registrierung des Stadiums und Beurteilung der Entwicklung von räumlich und/oder strukturell veränderlichen pathologischen Strukturen im Körperinneren eines zu untersuchenden Patienten (Verlaufskontrolle), bei der strukturelle Änderungen eines interessierenden pathologischen Gewebebereiches durch Differenzbildung zweier während verschiedener nuklearmedizinischer bzw. radiologischer Untersuchungen und damit zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommener MRT- bzw. CT-Bilder (Referenz- und Follow Up-Aufnahme) deutlich herausgestellt werden. Bei den zu untersuchenden pathologischen Strukturen kann es sich dabei insbesondere z. B. um maligne (bösartige) Tumoren, wie etwa metastasierende Karzinome bzw. Sarkome, um osteolytische (Knochen auflösende), osteoblastische (Knochen bildende) bzw. gemischt osteolytisch/osteoblastische Metastasen oder um osteoporotisch veränderte Knochenstrukturen handeln.The present invention relates to a use of an image acquisition, image archiving and image visualization system for generating, storing, postprocessing, retrieving and graphically visualizing medical image data, e.g. B. can be successfully used in the clinical field in the context of nuclear medicine or radiological sectional image diagnostics. Furthermore, the present invention relates to a method that can be carried out by this system for supporting a staging or restaging performed under magnetic resonance or computer tomographic imaging for registering the stage and evaluating the development of spatially and / or structurally variable pathological structures in the interior of a patient to be examined (follow-up ), in which structural changes of a pathological tissue region of interest are clearly highlighted by subtraction of two MRI or CT images recorded during different nuclear medicine or radiological examinations and thus at different times (reference and follow-up recording). In the pathological structures to be examined, it may in particular z. Malignant (malignant) tumors, such as metastatic carcinomas or sarcomas, osteolytic (bone disintegrating), osteoblastic (bone-forming) or mixed osteolytic / osteoblastic metastases, or osteoporotic altered bone structures.
Das Knochengewebe des menschlichen Skeletts gehört nach den Lymphknoten, der Lunge und der Leber zu den am vierthäufigsten von Metastasierungen betroffenen Gewebebereichen bei Krebserkrankungen. Zu den am häufigsten auftretenden und bekanntesten Krebsarten, die für die Bildung von Metastasen im Knochengewebe verantwortlich sind, zählen der Prostatakrebs und der Brustkrebs. Bei etwa 50% aller weiblichen Brustkrebspatienten entwickeln sich im Laufe der Erkrankung Knochenmetastasen. Andere Beispiele für Krebsarten, die zu Metastasierungen im Knochengewebe führen können, sind der Lungenkrebs und der Nierenkrebs. Oft sind dabei mehrere Bereiche des Skeletts (allerdings in unterschiedlicher starker Ausprägung) betroffen. Am häufigsten werden die Wirbelkörper der Wirbelsäule befallen, dann mit abnehmender Häufigkeit Oberschenkelknochen, Becken, Rippen, Brustbein, Schädel und Oberarmknochen.The skeletal tissue of the human skeleton is one of the fourth most common areas of cancer affected by metastases, after lymph nodes, lung and liver. The most common and well-known cancers responsible for the formation of metastases in bone tissue include prostate cancer and breast cancer. In about 50% of all female breast cancer patients, bone metastases develop during the course of the disease. Other examples of cancers that can lead to metastases in the bone tissue are lung cancer and kidney cancer. Often, several areas of the skeleton are affected (although in different degrees). Most commonly, the vertebral bodies of the spine become infested, and then, with decreasing frequency, femurs, pelvis, ribs, sternum, skull, and humerus.
Knochenmetastasen entstehen in aller Regel als Folge einer hämatogenen oder lymphogenen (d. h. über den Blut- oder Lymphkreislauf erfolgenden) Aussaat bösartiger Tumorzellen, die sich in anderen Körperregionen wieder ansiedeln und dort vermehren. Im Durchschnitt werden Knochenmetastasen bei etwa 30% aller Krebspatienten mit Malignomen schon bei der Erstdiagnose festgestellt. Sie sind häufig symptomatisch und beeinträchtigen einen betroffenen Patienten massiv in seiner Lebensqualität. Das klinische Beschwerdebild ist gekennzeichnet durch Auftreten von chronischen Schmerzen, pathologischen Frakturen, spinalen Kompressionssyndromen und Hyperkalzämien (Störungen des Blutkalziumspiegels). Die Veränderungen des betroffenen Knochengewebes sind eine Folge der Fähigkeit von Tumorzellen, ortsständige Osteoklasten (osteolytisches Zellgewebe) oder Osteoblasten (osteoblastisches Zellgewebe) zu aktivieren, also Zellgewebe, welches entweder zu einem gesteigerten Knochenabbau führt oder eine vermehrte Bildung von Knochensubstanz fördert. Während in einem gesunden Knochen ein stabiles Gleichgewicht zwischen Osteoblasten und Osteoklasten und damit ein stabiles Gleichgewicht zwischen Knochenaufbau und -abbau herrscht, ist dieses Gleichgewicht bei einer malignen, durch Bildung osteoblastischer bzw. osteolytischer Metastasen im Bereich des Knochengewebes gekennzeichneten Krebserkrankung empfindlich gestört. Während Tumorzellen bis auf wenige Ausnahmen nicht in der Lage sind, Knochengewebe zu zerstören oder neu zu bilden, kann das metastasische Zellgewebe seinerseits Knochensubstanz entweder auflösen oder neu bilden. Allerdings ist das bei einer osteoblastischen Metastasierung entstehende Knochenmaterial unbrauchbar, da es zur Bildung eines instabilen Knochens führt. In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass Knochenmetastasen in aller Regel nicht „rein osteolytisch” oder „rein osteoblastisch” sind, sondern ihren Namen danach erhalten, welcher der beiden Prozesse überwiegt. Sind der Knochen auflösende Prozess und der Knochen bildende Prozess gleich stark, spricht man von „gemischt osteolytisch/osteoblastischen Metastasen”.Bone metastases usually develop as a result of hematogenous or lymphogenic (that is, via the blood or lymph circulation) sowing malignant tumor cells that colonize in other parts of the body and multiply there. On average, bone metastases are detected in approximately 30% of cancer patients with malignancies at the time of initial diagnosis. They are often symptomatic and severely affect a patient's quality of life. The clinical picture is characterized by chronic pain, pathological fractures, spinal compression syndromes and hypercalcemia (blood calcium level disorders). The changes in the affected bone tissue are a consequence of the ability of tumor cells to activate local osteoclasts (osteolytic cell tissue) or osteoblasts (osteoblastic cell tissue), ie cellular tissue which either leads to increased bone breakdown or promotes increased bone formation. While a healthy bone has a stable balance between osteoblasts and osteoclasts and thus a stable balance between bone formation and degradation, this balance is severely disturbed in a malignant cancer characterized by formation of osteoblastic or osteolytic metastases in the area of the bone tissue. While tumor cells, with a few exceptions, are unable to destroy or rebuild bone tissue, the metastatic cell tissue can either dissolve or re-form bone tissue. However, the bone material resulting from osteoblastic metastasis is unusable because it leads to the formation of an unstable bone. In this context, it should also be mentioned that bone metastases are usually not "purely osteolytic" or "purely osteoblastic", but rather get their name according to which of the two processes predominates. If the bone-dissolving process and the bone-forming process are equally strong, this is called "mixed osteolytic / osteoblastic metastases".
Veränderungen der Knochenstruktur eines Krebspatienten sind in der Regel auf einem CT-Bild nur schwer zu erkennen und erfordern ein hohes Maß an Aufmerksamkeit und Erfahrung des jeweiligen behandelnden Radiologen bei der Befundung.Changes in the bone structure of a cancer patient are usually difficult to detect on a CT image and require a high degree of attention and experience of the respective treating radiologist in the diagnosis.
Ein nicht-invasives bildgebendes Untersuchungsverfahren, das sich in den letzten Jahren als Standardmethode der nuklearmedizinischen Schnittbilddiagnostik zur Generierung von Knochen-Scans etabliert hat und daher häufig zur Frühdiagnose und Bestimmung des Ausmaßes von Knochenmetastasen verwendet wird, ist die Skelett-Szintigrafie. Mit Hilfe dieses bildgebenden Verfahrens werden zu einem Volumendatensatz zusammengefasste Bilddaten von Schnittbildern verschiedener Schichtebenen eines zu untersuchenden Knochengewebes gewonnen, die dann mit Hilfe eines Bildrenderingverfahrens (z. B. mittels multiplanarer Reformatierung oder mittels Volume Rendering-Technik) zu 2D-Projektionen oder 3D-Ansichten unterschiedlicher Betrachtungswinkel rekonstruiert werden können. Die 2D-Informationen der mit Hilfe eines solchen nuklearmedizinischen Bildgebungsverfahrens generierten Schnittbilder ermöglichen dagegen nur eine Beurteilung der Lage und des Größenstadiums interessierender Metastasen in der jeweiligen Schichtebene des betreffenden Schnittbildes, also eine stark eingeschränkte räumliche Beurteilung.A non-invasive imaging procedure that has become established in recent years as the standard method of nuclear-medical imaging diagnostics for generating bone scans and is therefore often used for early diagnosis and determination of the extent of bone metastases is skeletal scintigraphy. With the aid of this imaging method, image data combined into a volume data set are obtained from sectional images of different layer planes of a bone tissue to be examined, which are then analyzed using an image rendering method (eg by means of multiplanar Reformatting or by volume rendering technique) to 2D projections or 3D views of different viewing angles can be reconstructed. By contrast, the 2D information of the sectional images generated with the aid of such a nuclear medicine imaging method only allows an assessment of the position and the size stage of metastases of interest in the respective layer plane of the relevant slice image, ie a highly limited spatial assessment.
Die Computertomografie (CT) gilt heute als Standard-Bildgebungsverfahren zur Beobachtung der Entwicklung Metastasen bildender maligner Tumorerkrankungen in verschiedensten Körperregionen. Im Laufe verschiedener Krebstherapieverfahren (z. B. im Rahmen einer Chemo- oder Strahlentherapie etc.) werden in der Regel im Abstand von einigen Wochen CT-gestützte Folgeuntersuchungen („Follow-ups”) durchgeführt, um Veränderungen in der Tumorlast (d. h. dem prozentualen Anteil des Tumorgewebes an der Gesamtmasse eines Patienten) zu beurteilen. Für den Fall, dass bei einem Tumorpatienten der Krebs erneut ausbricht oder ein neuer maligner Tumor sich aus Metastasen entwickelt, können diese so rechtzeitig erkannt und so rasch wie möglich über einen unter Lokalanästhesie durchgeführten minimal-invasiven Eingriff bzw. operativ behandelt werden. Im Gegensatz zur Szintigrafie liefert die Computertomografie volumetrische Bilddaten, die morphologische (nicht dagegen funktionale) Informationen beinhalten. In einer CT-Aufnahme werden osteolytische Knochenmetastasen als Gewebebereiche mit verhältnismäßig geringer Hounsfield-Dichte und damit als Regionen geringer Röntgenschwächung (also relativ dunkel) dargestellt, während osteoblastische Metastasen als Gewebebereiche mit verhältnismäßig hoher Hounsfield-Dichte und damit als Regionen höherer Röntgenschwächung (also relativ hell) dargestellt werden. Die Veränderungen im CT-Bild sind jedoch oft marginal und, vor allem was osteoblastische Metastasen anbelangt, schwer zu erkennen bzw. nur zu erahnen.Computed tomography (CT) is today regarded as a standard imaging method for monitoring the development of metastatic malignant tumors in various body regions. In the course of various cancer therapy procedures (eg in the context of chemotherapy or radiotherapy, etc.) CT-based follow-up examinations are usually performed at intervals of a few weeks in order to monitor changes in the tumor burden (ie the percentage of tumor) Proportion of tumor tissue to the total mass of a patient). In the event that the cancer breaks out again in a tumor patient or a new malignant tumor develops from metastases, they can be detected in good time and treated as quickly as possible via a minimally invasive procedure or surgical treatment under local anesthesia. Compared to scintigraphy, computed tomography provides volumetric image data that includes morphological (but not functional) information. In a CT scan, osteolytic bone metastases are presented as tissue areas with relatively low Hounsfield density and thus regions of low X-ray attenuation (ie relatively dark), while osteoblastic metastases are tissue areas with relatively high Hounsfield density and thus regions of higher X-ray attenuation (ie relatively bright ) being represented. However, the changes in the CT image are often marginal and, especially with regard to osteoblastic metastases, difficult to recognize or only to guess.
Eine routinemäßige Befundung von Knochenmetastasen auf den bloßen (unbearbeiteten) CT-Bildern ist aber immer noch mühselig und erfordert eine hohe Erfahrung des die Untersuchung durchführenden Radiologen. Die konventionelle Befundung, die routinemäßig bei einer Tumor Staging-Untersuchung durchgeführt wird, ist daher entsprechend zeitaufwändig und leidet unter einer geringen Sensitivität bei der Beurteilung von Veränderungen.However, routine assessment of bone metastases on the bare (unprocessed) CT images is still cumbersome and requires a high level of experience from the radiologist conducting the examination. Conventional diagnosis, routinely performed in a tumor staging study, therefore, is correspondingly time consuming and has a low sensitivity in assessing changes.
AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGOBJECT OF THE PRESENT INVENTION
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik, ist die vorliegende Erfindung der Aufgabe gewidmet, den Workflow eines Stagings oder Restagings zur Registrierung und Beurteilung von Veränderungen räumlich und/oder strukturell veränderlicher pathologischer Strukturen, die mittels nuklearmedizinischer bzw. radiologischer Bildgebung dargestellt wurden, zu verbessern. Eine derartige Verbesserung der Befundung könnte, insbesondere mit Hinblick auf eine Beurteilung der Entwicklung von osteolytischen Knochenmetastasen, osteoblastischen oder gemischt osteolytisch/osteoblastischen Metastasen, den Stellenwert der Magnetresonanz- und Computertomografie im Rahmen der Durchführung eines solchen Stagings oder Restagings deutlich erhöhen und die Notwendigkeit von Follow Up-Szintigrafien reduzieren.Based on the above-mentioned prior art, the present invention is directed to improving the workflow of a staging or restaging for the registration and evaluation of changes in spatially and / or structurally variable pathological structures that have been presented by means of nuclear medicine or radiological imaging , Such an improvement in the finding could significantly increase the importance of magnetic resonance and computed tomography in performing such staging or restaging, particularly with regard to an assessment of the development of osteolytic bone metastases, osteoblastic or mixed osteolytic / osteoblastic metastases, and the need for follow-up Reduce upscintigraphies.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, die den Gedanken der Erfindung weiterbilden, sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments which further develop the idea of the invention are defined in the dependent claims.
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGSUMMARY OF THE PRESENT INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß einem ersten Aspekt auf ein Verfahren zur Unterstützung eines unter nuklearmedizinischer oder radiologischer Bildgebung durchgeführten. Stagings zur Registrierung des Stadiums und Beurteilung der Entwicklung von räumlich und/oder strukturell veränderlichen pathologischen Strukturen im Körperinneren eines zu untersuchenden Patienten mit den Schritten:
- – Registrieren (S3a + b oder S2' + S3') zweier zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommener, denselben Gewebebereich darstellender digitaler Bilder, bei dem Bilddaten (
14 ,17 ) einander entsprechender Teilbereiche derselben, in beiden Bildern abgebildeten Gewebestrukturen miteinander verlinkt und mit Hilfe voneinander unabhängiger rigider Koordinatentransformationen mit regional unterschiedlichen Lageversatz-(Δx , Δyopt / j bzw. Δzopt / j ) und/oder Winkelversatzparametern (Δφopt / j , Δφopt / xj bzw. Δφopt / yj ) koregistriert werden, undopt / zj - – Umrechnen (S4) der Bilddaten dieser koregistrierten Teilbereiche zu zusammensetzbaren Teilen eines anzuzeigenden Differenzbildes der beiden Bilder.
- Registering (S3a + b or S2 '+ S3') two digital images recorded at different times and representing the same tissue area, in which image data (
14 .17 ) of corresponding subregions of the same tissue structures depicted in both images are linked to one another and with the aid of mutually independent rigid coordinate transformations with regionally different positional offset (Δx , Δyopt / j or Δzopt / j ) and / or angular offset parameters (Δφopt / j , Δφopt / xj or Δφopt / yy ), andopt / zj - - converting (S4) the image data of these coregistered subregions to composable parts of a difference image of the two images to be displayed.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die regional verschiedenen Lageversatz-(Δx
Bei den Teilbereichen der beiden Bilder (RB und VB) handelt es sich vorteilhafterweise um nicht überlappende Bildregionen, die durch Partitionierung dieser beiden Bilder (RB und VB) in Teilbereiche einer vorgegebenen Form und Größe entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist oder aber ebenso vorteilhaft um nicht überlappende Bildregionen, die durch Segmentierung dieser beiden Bilder in zusammenhängende Bildobjekte entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.The partial regions of the two images (RB and VB) are advantageously non-overlapping image regions which have been created by partitioning these two images (RB and VB) into subregions of a predetermined shape and size and have been delimited from each other, each subregion of the reference image is assigned to a partial area of the comparison image via a bijective mapping rule or equally advantageous to non-overlapping image regions, which were created by segmentation of these two images in coherent image objects and were delimited against each other, each subregion of the reference image over a bijective mapping rule exactly a portion of the comparison image assigned.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin gekennzeichnet durch einen Schritt der Auswertung von im Vorfeld der Koregistrierung (S3a + b oder S2' + S3') der einzelnen, einander zugeordneten Teilbereichen von Referenz- und Vergleichsbild berechneten regionalen Lageversatz-(Δx
Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch den Schritt der automatischen Extrahierung (S6a) von Merkmalen aus den Bilddaten des berechneten Differenzbildes zur quantitativen Beurteilung räumlicher und/oder struktureller Veränderungen der im Vergleichsbild abgebildeten Gewebestrukturen gegenüber den im Referenzbild abgebildeten Gewebestrukturen.Furthermore, the method according to the invention is characterized by the step of automatic extraction (S6a) of features from the image data of the calculated difference image for the quantitative assessment of spatial and / or structural changes of the tissue structures depicted in the comparison image with respect to the tissue structures depicted in the reference image.
Vorteilhaft ist, wenn es sich bei den aus den Bilddaten des berechneten Differenzbildes extrahierten Merkmalen um die mittlere regionale Änderung der Hounsfield-Dichtewerte und/oder um die Größenänderung sich verändernder Gewebestrukturen handelt.It is advantageous if the features extracted from the image data of the calculated difference image are the mean regional change of the Hounsfield density values and / or the size change of changing tissue structures.
Ebenso vorteilhaft ist, wenn bei der grafischen Visualisierung des Differenzbildes Bildpunkte mit positiven Differenzwerten in einer anderen Farbkodierung dargestellt werden als Bildpunkte mit negativen Differenzwerten und/oder bei der grafischen Visualisierung des Differenzbildes Bildpunkte mit unterschiedlichen Differenzbeträgen desselben Vorzeichens mit unterschiedlichen Farbsättigungswerten dargestellt werden.It is likewise advantageous if, in the graphic visualization of the difference image, pixels with positive difference values are displayed in a different color coding than pixels with negative difference values and / or in the graphic visualization of the difference image, pixels with different difference amounts of the same sign are represented with different color saturation values.
Eine ebenso vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wenn das Verfahren eine Rechenprozedur aufweist, bei der die Grauwerte der Bildpunkte von Referenz- und Vergleichsbild so aneinander angeglichen werden, dass der mittlere Grauwert und die Standardabweichung der Grauwerte des Vergleichsbilddatensatzes (
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Verwendung eines Bildakquisitions-, Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystems zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, welches gekennzeichnet ist durch ein Bildvisualisierungs-Tool (
Ferner ist es vorteilhaft, wenn es sich bei den Teilbereichen der beiden Bilder um nicht überlappende Bildregionen handelt, die durch Partitionierung dieser beiden Bilder in Teilbereiche einer vorgegebenen Form und Größe entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if the subareas of the two images are non-overlapping image regions which have been created by partitioning these two images into subregions of a predetermined shape and size and have been delimited from one another, each subarea of the reference image being precisely defined via a bijective mapping rule is assigned to a subarea of the comparison image.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn es sich bei den Teilbereichen der beiden Bilder um nicht überlappende Bildregionen handelt, die durch Segmentierung dieser beiden Bilder in zusammenhängende Bildobjekte entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.It is furthermore advantageous if the subareas of the two images are non-overlapping image regions which have been formed by segmentation of these two images into coherent image objects and have been delimited from one another, each subarea of the reference image via a bijective mapping specification being exactly one subregion of the comparison image assigned.
Die wesentlichsten Aspekte und Vorteile des Systems und Verfahren werden im Folgenden zusammengefasst:
Das System stellt ein Bildakquisitions-, Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystem dar zum Generieren, Speichern, Nachbearbeiten, Abrufen und grafischen Visualisieren medizinischer Bilddaten mit einem Bildvisualisierungs-Tool, welches über Mittel zur Durchführung einer Registrierung zweier zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommener, denselben Gewebebereich darstellender digitaler Bilder verfügt, bei der Bilddaten einander entsprechender Teilbereiche derselben, in beiden Bildern abgebildeten Gewebestrukturen miteinander verlinkt und mit Hilfe voneinander unabhängiger rigider Koordinatentransformationen mit regional unterschiedlichen Lage- und/oder Winkelversatzparametern koregistriert werden. Darüber hinaus umfasst das Bildvisualisierungs-Tool eine integrierte Recheneinheit, mit deren Hilfe die Bilddaten der koregistrierten Teilbereiche zu zusammensetzbaren Teilen eines anzuzeigenden Differenzbildes der beiden Bilder umgerechnet werden.The most essential aspects and advantages of the system and method are summarized below:
The system provides an image acquisition, image archiving and image visualization system for generating, storing, postprocessing, retrieving and graphically visualizing medical image data with an image visualization tool having means for performing registration of two digital images taken at different times and representing the same tissue region in which image data of mutually corresponding subregions of the same tissue structures depicted in both images are linked to one another and coregistered with the aid of mutually independent rigid coordinate transformations with regionally different positional and / or angular offset parameters. In addition, the image visualization tool includes an integrated arithmetic unit, with the aid of which the image data of the coregistered subareas are converted into composable parts of a differential image of the two images to be displayed.
Bei den Teilbereichen der beiden Bilder kann es sich z. B. um nicht überlappende Bildregionen handeln, die durch Partitionierung dieser beiden Bilder in Teilbereiche einer vorgegebenen Form und Größe entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.In the sub-areas of the two images may be z. B. are non-overlapping image regions that have been created by partitioning these two images in sub-areas of a given shape and size and were delimited from each other, each sub-area of the reference image is assigned via a bijective mapping rule exactly a portion of the comparison image.
Alternativ dazu kann es sich bei den Teilbereichen der beiden Bilder um nicht überlappende Bildregionen handeln, die durch Segmentierung dieser beiden Bilder in zusammenhängende Bildobjekte entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei wiederum jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.Alternatively, the partial regions of the two images may be non-overlapping image regions which have been formed by segmentation of these two images into contiguous image objects and demarcated from each other, each subarea of the reference image being assigned to a partial region of the comparison image via a bijective mapping rule ,
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Unterstützung eines unter nuklearmedizinischer oder radiologischer Bildgebung durchgeführten Stagings oder Restagings zur Registrierung des Stadiums und Beurteilung der Entwicklung von räumlich und/oder strukturell veränderlichen pathologischen Strukturen im Körperinneren eines zu untersuchenden Patienten. Zu diesem Zweck können z. B. Bilddaten einer MRT- oder CT-gestützt durchgeführten Referenzuntersuchung mit Bilddaten gematcht werden, die im Rahmen wenigstens einer magnetresonanz- oder computertomografischen Folgeuntersuchung akquiriert wurden. Bei den zu untersuchenden pathologischen Strukturen kann es sich dabei z. B. um osteoporotisch veränderte Knochenstrukturen, um maligne Tumoren, wie etwa metastasierenden Karzinome bzw. Sarkome, oder insbesondere um osteolytische, osteoblastische oder gemischt osteolytisch/osteoblastische Metastasen handeln, die z. B. mittels Skelett-Szintigrafie oder im Rahmen eines computertomografischen Bildgebungsprozesses detektiert wurden. Die Grundidee des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, sowohl strukturelle als auch räumliche Veränderungen der zu untersuchenden pathologischen Strukturen, d. h. Änderungen ihrer Zusammensetzung, Masse und Dichte sowie Änderungen ihrer Größenausdehnung und räumlichen Lage, durch Differenzbildung zweier während verschiedener radiologischer Untersuchungen und damit zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommener MRT- bzw. CT-Bilder (Referenz- und Vergleichsbild) deutlich herauszustellen.In a further aspect, the present invention relates to a method of supporting a staging or restaging performed under nuclear medical or radiological imaging to register the stage and to assess the development of spatially and / or structurally variable pathological structures in the interior of the body of a patient to be examined. For this purpose, z. B. image data of a MRI- or CT-based carried out reference examination with image data that were acquired in the context of at least one magnetic resonance or computed tomography follow-up examination. In the pathological structures to be examined, it may be z. B. osteoporotic altered bone structures to malignant tumors, such as metastatic carcinomas or sarcomas, or in particular to osteolytic, osteoblastic or mixed osteolytic / osteoblastic metastases, the z. B. were detected by skeletal scintigraphy or as part of a computed tomography imaging process. The basic idea of the method according to the invention consists of both structural and spatial changes of the pathological structures to be investigated, ie. H. Changes in their composition, mass and density as well as changes in their size and spatial location, by differentiation of two recorded during different radiological examinations and thus at different times recorded MRI and CT images (reference and comparative image) clearly.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei durch den Schritt der Registrierung zweier zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommener, denselben Gewebebereich darstellender digitaler Bilder gekennzeichnet, bei der Bilddaten einander entsprechender Teilbereiche derselben, in beiden Bildern abgebildeten Gewebestrukturen miteinander verlinkt und mit Hilfe voneinander unabhängiger rigider Koordinatentransformationen mit regional unterschiedlichen Lage- und/oder Winkelversatzparametern koregistriert werden, sowie durch einen Schritt, in dem die Bilddaten der koregistrierten Teilbereiche zu zusammensetzbaren Teilen eines anzuzeigenden Differenzbildes der beiden Bilder umgerechnet werden. In this case, the method according to the invention is characterized by the step of registering two digital images taken at different times in the same tissue region, linking the image data of mutually corresponding partial regions of the same tissue structures depicted in both images and using independent rigid coordinate transformations with regionally different positional characteristics. and / or angular offset parameters are coregistered, and by a step in which the image data of the coregistered partial areas are converted into composable parts of a differential image of the two images to be displayed.
Bei den Teilbereichen der beiden Bilder kann es sich, wie bereits unter Bezugnahme auf das Bildakquisitions-, Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben, z. B. um nicht überlappende Bildregionen handeln, die durch Partitionierung dieser beiden Bilder in Teilbereiche einer vorgegebenen Form und Größe entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.As has already been described with reference to the image acquisition, image archiving and image visualization system according to the first exemplary embodiment of the present invention, the subareas of the two images may be described, for example, as shown in FIG. B. are non-overlapping image regions that have been created by partitioning these two images in sub-areas of a given shape and size and were delimited from each other, each sub-area of the reference image is assigned via a bijective mapping rule exactly a portion of the comparison image.
Alternativ dazu kann es sich bei den Teilbereichen der beiden Bilder, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Bildakquisitions-, Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung erwähnt, um nicht überlappende Bildregionen handeln, die durch Segmentierung dieser beiden Bilder in zusammenhängende Bildobjekte entstanden sind und gegeneinander abgegrenzt wurden, wobei wiederum jeder Teilbereich des Referenzbildes über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet ist.Alternatively, as already mentioned above in connection with the image acquisition, image archiving and image visualization system according to the first exemplary embodiment of the present invention, the subareas of the two images may be non-overlapping image regions which have been formed by segmenting these two images into coherent image objects are and were delimited from one another, wherein in turn each subregion of the reference image is assigned to a partial region of the comparison image via a bijective mapping rule.
Was die Ermittlung der regional verschiedenen Lage- und/oder Winkelversatzparameter anbelangt, die benötigt werden, um die in den einzelnen Teilbereichen dargestellten Gewebestrukturen bei Durchführung der Koregistrierung zumindest näherungsweise (d. h. mit einem tolerierbaren Registrierungsfehler) miteinander zur Deckung zur bringen, wird erfindungsgemäß z. B. ein nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate arbeitendes Optimierungskriterium verwendet, wonach für jeden Teilbereich eines einen bestimmten Gewebebereich darstellenden Referenzbildes die Summe der quadratischen Abstände zwischen den Punkten einer auf dem jeweiligen Teilbereich vorgegebenen Punktmenge und den mit Hilfe der einzelnen, regional unterschiedlichen rigiden Koordinatentransformationen transformierten Punkten einer Punktmenge auf dem diesem Teilbereich zugeordneten Teilbereich des Vergleichsbildes berechnet wird. Dabei ist jeder Punkt der auf dem jeweiligen Teilbereich des Referenzbildes vorgegebenen Punktmenge über eine bijektive Abbildungsvorschrift genau einem dieselbe Stelle des betreffenden Gewebebereiches bezeichnenden Punkt der Punktmenge auf dem diesem Teilbereich zugeordneten Teilbereich des Vergleichsbildes zugeordnet.As regards the determination of the regionally different positional and / or angular offset parameters, which are required in order to bring the tissue structures illustrated in the individual subregions at least approximately (that is to say with a tolerable registration error) into registry when the co-registration is carried out, it is possible according to the invention, for example. For example, an optimization criterion working according to the method of least squares is used, according to which the sum of the quadratic distances between the points of a given point range and the point transformed by means of the individual, regionally different rigid coordinate transformations for each subregion of a particular tissue area Points of a set of points is calculated on the portion of the comparison image associated with this subarea. In this case, each point of the point set predetermined on the respective subregion of the reference image is assigned, via a bijective mapping rule, to exactly one point of the point set on the subregion of the comparison image assigned to the same subarea of the relevant tissue region.
Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein zusätzlicher Schritt vorgesehen, bei dem im Vorfeld der Koregistrierung der einzelnen, einander zugeordneten Teilbereiche von Referenz- und Vergleichsbild berechnete regionale Lage- und/oder Winkelversatzparameter hinsichtlich ihrer Abweichungen in Vorzeichen und Betrag ausgewertet werden. Dabei werden nicht zusammenhängende, einander entsprechende Gewebestrukturen, die in Teilbereichen beider Bilder dargestellt sind, bei Erfassung einer Schwellwertüberschreitung einer dieser Parameterabweichungen als nicht zusammengehörig erkannt und können dann, wie nach Durchführung einer Segmentierung, als voneinander unabhängige, individuelle Bildobjekte getrennt weiterbehandelt werden.Moreover, in the method according to the invention, an additional step is provided in which regional positional and / or angular offset parameters calculated with respect to their deviations in sign and magnitude are evaluated in advance of the coregistration of the individual, mutually associated subregions of the reference and comparative image. In this case, non-contiguous, mutually corresponding tissue structures, which are shown in partial areas of both images detected upon detection of a threshold exceeding one of these parameter deviations as not belonging together and then, as after performing a segmentation, be treated separately as independent, individual image objects.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäß auch ein Schritt vorgesehen sein, wonach Merkmale, die zur quantitativen Beurteilung räumlicher und/oder struktureller Veränderungen der im Vergleichsbild abgebildeten Gewebestrukturen gegenüber den im Referenzbild abgebildeten Gewebestrukturen erforderlich sind, aus den Bilddaten des berechneten Differenzbildes automatisch extrahiert werden. Bei den extrahierten Merkmalen kann es sich dabei z. B. um die mittlere regionale Änderung der Hounsfield-Dichtewerte und/oder um die Größenänderung sich verändernder Gewebestrukturen handeln.In addition, according to the invention, a step may also be provided according to which features which are required for the quantitative assessment of spatial and / or structural changes of the tissue structures depicted in the comparison image with respect to the tissue structures depicted in the reference image are automatically extracted from the image data of the calculated difference image. The extracted features may be z. These may be, for example, the average regional change in Hounsfield density values and / or the resizing of changing tissue structures.
Bei der grafischen Visualisierung des Differenzbildes können Bildpunkte mit positiven Differenzwerten z. B. in einer anderen Farbkodierung dargestellt werden als Bildpunkte mit negativen Differenzwerten. Bildpunkte mit unterschiedlichen Differenzbeträgen desselben Vorzeichens können erfindungsgemäß z. B. mit unterschiedlichen Farbsättigungswerten dargestellt werden.In the graphical visualization of the difference image pixels with positive difference values z. B. are displayed in a different color coding than pixels with negative difference values. Pixels with different difference amounts of the same sign can according to the invention z. B. are displayed with different color saturation values.
Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Verfahren eine Rechenprozedur, bei der die Grauwerte der Bildpunkte von Referenz- und Vergleichsbild so aneinander angeglichen werden, dass der mittlere Grauwert und die Standardabweichung der Grauwerte des Vergleichsbilddatensatzes an den mittleren Grauwert bzw. die Standardabweichung der Grauwerte des Referenzbilddatensatzes angepasst werden.Moreover, the method according to the invention comprises a calculation procedure in which the gray values of the reference and comparison image pixels are matched to one another in such a way that the mean gray value and the standard deviation of the gray values of the comparison image data set are adapted to the mean gray value or the standard deviation of the gray values of the reference image data set ,
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Programm in einem vorstehend beschriebenen Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystem ausgeführt wird. According to a further aspect, the present invention relates to a computer program with program code for carrying out all method steps according to one of
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentahsprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche anhand der folgenden Zeichnungen veranschaulicht werden:Further features of the present invention will become apparent from the dependent patent claims and from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated by the following drawings:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In den folgenden Abschnitten werden die Systemkomponenten des Bildakquisitions-, Bildarchivierungs- und Bildvisualisierungssystems und die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.In the following sections, the system components of the image acquisition, image archiving and image visualization system and the steps of the method according to the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In
Wie in
Abgesehen von der vorstehend erwähnten Filterprozedur führt das Vorverarbeitungsmodul
Immer dann, wenn von dem Bildgebungsgerät BGS Bilddaten generiert und dem Bildverarbeitungssystem BVS über dessen Eingabeschnittstelle
Wie in
Zur Durchführung der Koregistrierung von Referenz- und Vergleichsbild VB verfügt das Bildvisualisierungs-Tool
In
In
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass anstelle des durch
Anstelle einer partiellen Registrierung von Referenz- und Vergleichsbild VB nach erfolgter Einteilung dieser beiden Bilder in Teilbereiche vorgegebener Form und Größe kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass nach Durchführung einer Segmentierung und Clusterung von Knochenstrukturen eines Patienten, die in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden CT-Aufnahmen (Referenz- und Vergleichsbild) dargestellt sind, unterschiedliche Längen- und Winkelversatzparameter voneinander unabhängiger, regional unterschiedlicher rigider Koordinatentransformationen, die zur Koregistrierung der beiden CT-Aufnahmen erforderlich sind, für bereits segmentierte und damit als nicht zusammengehörig erkannte Knochenstrukturen berechnet werden. Diese Parameter werden dann im Rahmen einer Registrierungsprozedur verwendet, in der die einzelnen regional unterschiedlichen rigiden Koordinatentransformationen für die segmentierten Teilbereiche separat durchgeführt werden.Instead of a partial registration of reference and comparison image VB after the division of these two images into subregions of predetermined shape and size, it can also be provided according to the invention that after performing a segmentation and clustering of bone structures of a patient, which is recorded in two successive CT images (reference and comparison image), different length and angle offset parameters of mutually independent, regionally different rigid coordinate transformations, which are required for coregistration of the two CT images, are calculated for already segmented bone structures and thus recognized as not belonging together. These parameters are then used as part of a registration procedure in which the individual regionally different rigid coordinate transformations are carried out separately for the segmented subareas.
Gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Registrierung, wie in dem Ablaufdiagramm in
Nach erfolgter Koregistrierung von Referenz- und Vergleichsbild, d. h. nachdem die einander entsprechenden Knochenstrukturen in diesen beiden CT-Aufnahmen mit Hilfe der einzelnen rigiden Koordinatentransformationen möglichst deckungsgleich überlagert wurden, werden die Grauwerte aller im Überlappungsbereich beider Bilder liegenden Bildpunkte des Referenzbildes von den Grauwerten aller im Überlappungsbereich liegenden Bildpunkte des überlagernden Vergleichsbildes pixelweise voneinander subtrahiert (S4). Das resultierende Differenzbild beinhaltet dann innerhalb dieses Bereiches nur noch die Abweichungen zwischen den im Referenz- und Vergleichsbild VB abgebildeten, einander überlagerten Knochenstrukturen. Alle anderen Bereiche werden im Differenzbild nicht dargestellt.After co-registration of reference and comparison image, d. H. After the corresponding bone structures in these two CT images were superimposed as congruently as possible with the aid of the individual rigid coordinate transformations, the gray values of all pixels of the reference image lying in the overlapping region of both images are subtracted from the gray values of all the pixels of the overlapping comparison image lying in the overlap region (S4 ). Within this range, the resulting difference image then only contains the deviations between the superimposed bone structures imaged in the reference and comparison image VB. All other areas are not shown in the difference image.
Da eine Zunahme der Knochendichte (osteoblastischer Verlauf) zu positiven Differenzwerten führt und eine Abnahme der Knochendichte (osteolytischer Verlauf) sich im Differenzbild in Form negativer Differenzwerte an den entsprechenden Stellen des dargestellten Knochengewebes äußert, lassen sich die beiden unterschiedlichen Verlaufsformen mit Hilfe geeigneter Visualisierungstechniken auf dem Anzeigebildschirm eines Bildschirm-Terminals darstellen (S5). Als Visualisierungstechnik bietet sich hierbei z. B. die multiplanare Reformatierung (MPR) oder eine Volume Rendering-Technik (VRT oder VRT Thin) an. Indem positive und negative Differenzwerte beispielsweise durch unterschiedliche Farbgebung wiedergegeben werden, lassen sich unterschiedliche Verläufe im MPR oder VRT deutlich voneinander abgrenzen. Je nach Differenzbetrag kann die betreffende Farbe dabei z. B. in unterschiedlicher Farbsättigung dargestellt werden.Since an increase in bone density (osteoblastic course) leads to positive difference values and a decrease in bone density (osteolytic course) manifests itself in the difference image in the form of negative difference values at the corresponding sites of the bone tissue shown, the two different courses can be visualized using appropriate visualization techniques Display screen of a screen terminal (S5). As a visualization technique offers this z. For example, multipanary reformatting (MPR) or a volume rendering technique (VRT or VRT Thin). By reproducing positive and negative difference values, for example by different colors, different profiles in the MPR or VRT can be clearly distinguished from one another. Depending on the difference, the color in question can be z. B. are displayed in different color saturation.
Neben den zur Visualisierung benötigten Farb- und Farbsättigungswerten können aus dem Differenzbild auch andere, quantitative Merkmale, wie z. B. die mittlere regionale Änderung der Hounsfield-Dichtewerte und/oder die Änderung der Größe (Durchmesser oder Volumen) sich verändernder Gewebestrukturen, extrahiert werden. Diese Merkmale können über mehrere CT-gestützte radiologische Folgeuntersuchungen hinweg sukzessive aus den Differenzbildern zwischen dem Vergleichsbild VB der jeweiligen Folgeuntersuchung und dem z. B. in einer Erstuntersuchung generierten Referenzbild RB ermittelt werden (S6a). Dies ermöglicht eine quantitative Verlaufsdarstellung der betreffenden Parameter über der Zeit, die dann in Form von geeigneten Zeitdiagrammen dargestellt werden kann (S6b).In addition to the color and color saturation values required for the visualization, other, quantitative features, such as, for example, can be obtained from the difference image. For example, the average regional change in Hounsfield density values and / or the change in size (diameter or volume) of varying tissue structures can be extracted. These features can successively from several CT-based radiological follow-up examinations from the difference images between the comparison image VB of the respective follow-up examination and the z. B. generated in a first examination reference image RB are determined (S6a). This allows a quantitative progression representation of the relevant parameters over time, which can then be represented in the form of suitable time diagrams (S6b).
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine direkte Beurteilung von Knochendichteveränderungen anhand von CT-Aufnahmen, die bei Tumorpatienten in der klinischen Praxis für zwischenzeitliche Beurteilungen des Stadiums und Voranschreitens der jeweiligen Krebserkrankung (Staging und Restaging) sowie zur Erstellung einer Prognose des weiteren Krankheitsverlaufs generiert werden. Im Gegensatz zur konventionellen Befundung reiner CT-Bilddaten werden in einem Differenzbild zweier koregistrierter, zu verschiedenen Untersuchungszeitpunkten aufgenommener CT-Bilder direkt osteolytische und osteoblastische Veränderungen bestimmter Knochenstrukturen in Form von Veränderungen der Hounsfield-Dichte dieser Gewebebereiche dargestellt. Dies hat den Vorteil, dass die mühsame und zeitaufwändige Suche solcher Regionen in aufgenommenen CT-Bildern entfällt, was den Workflow des Radiologen bei der Durchführung eines Staging erheblich vereinfacht. Zudem können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch kleinere strukturelle Veränderungen des Knochengewebes erkannt werden, die im Original-CT mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren stärkt somit die Rolle der Computertomografie zur Verlaufsbeurteilung von Knochenmetastasen und macht zusätzliche Skelett-Szintigrafien überflüssig. Darüber hinaus ermöglicht die verbesserte Visualisierung auch eine vereinfachte und zuverlässigere Therapie-Planung, z. B. für eine Bestrahlung oder zur Durchführung chirurgischer Eingriffe.The method according to the invention allows a direct assessment of bone density changes based on CT images generated in tumor patients in clinical practice for interim assessments of the stage and progress of the respective cancer (staging and restaging) and for generating a prognosis of the further course of the disease. In contrast to the conventional examination of pure CT image data, in a differential image of two coregistered CT images taken at different examination times, direct osteolytic and osteoblastic changes of certain bone structures are shown in the form of changes in the Hounsfield density of these tissue areas. This has the advantage of eliminating the tedious and time-consuming search of such regions in acquired CT images, greatly simplifying the radiologist's workflow in performing staging. In addition, with the aid of the method according to the invention, it is also possible to detect smaller structural changes in the bone tissue which are not recognizable to the naked eye in the original CT. The method according to the invention thus strengthens the role of computed tomography for the assessment of the progress of bone metastases and makes additional skeletal scintigraphy superfluous. In addition, the improved visualization also allows for simplified and more reliable therapy planning, e.g. B. for irradiation or for performing surgical procedures.
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