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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Normierung von Bilddaten hinsichtlich
eines durch ein Kontrastmittel in den Bilddaten hervorgerufenen
Kontrastes. Die Erfindung betrifft außerdem ein Tomographiegerät, welches
zur Normierung von Bilddaten hinsichtlich eines durch ein Kontrastmittel
in den Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes entsprechend konfiguriert
ist.
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In
der Röntgendiagnostik
werden Kontraste in Bilddaten durch unterschiedliche Schwächungseigenschaften
der Substanzen gegenüber
der von einer Röntgeneinrichtung
erzeugten Röntgenstrahlung hervorgerufen.
Organe, Gefäße oder
Tumore besitzen im Vergleich zu den benachbarten Gewebestrukturen
eine ähnliche
Schwächungseigenschaft
und können
wegen des damit verbundenen geringen Kontrastes in den Bilddaten
ohne weitere Maßnahmen
nicht exakt untersucht werden. Zur Kontrasterhöhung wird in diesen Fällen daher
ein Kontrastmittel eingesetzt, welches zu dem Gewebe eine stark
unterschiedliche Schwächungseigenschaft
besitzt. Gewebestrukturen können
somit indirekt über
die Verteilung des Kontrastmittels in dem erfassten Bild sichtbar
gemacht werden.
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Dem
Patienten wird zu diesem Zweck vor Untersuchungsbeginn nach einem
vorgebbaren Injektionsprotokoll ein Kontrastmittel appliziert, welches
sich über
das Blutkreislaufsystem in dem Untersuchungsgebiet ausbreitet. Die
Ausbreitung des Kontrastmittels in dem Körper des Patienten ist dabei ein
hochdynamischer Prozess. Die in dem Untersuchungsgebiet vorhandene
Menge des Kontrastmittels und die durch das Kontrastmittel hervorgerufene Kontrastanhebung
in den Bilddaten sind von einer Vielzahl von patientenspezifischen
und untersuchungsspezifischen Parametern abhängig. Untersuchungsspezifische
Einfluss größen sind
beispielsweise die Konzentration der Substanz, durch welche die Schwächungseigenschaft
des Kontrastmittels bestimmt wird, der Absolutbetrag des injizierten
Volumens oder die Flussrate des Kontrastmittels bei der Injektion
selbst. Die Anflutung von Kontrastmittel in dem Untersuchungsgebiet
ist darüber
hinaus auch von der gewählten
Zeitspanne zwischen Injektion und Abtastung zur Gewinnung der Bilddaten,
sowie von der Position am Körper
des Patienten abhängig, an
der das Kontrastmittel verabreicht wird. Patientenspezifische Parameter
sind beispielsweise die Herzfrequenz und/oder der Blutdruck des
Patienten zum Zeitpunkt der Untersuchung. Darüber hinaus kann es auch aufgrund
einer Einnahme von Medikamenten zu einer Änderung des Ausbreitungsverhaltens
des Kontrastmittels kommen.
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Die
Tumordiagnostik hat einen besonderen Stellenwert in der Humanmedizin,
da tumoröse
Erkrankungen nach den Erkrankungen des Kreislaufsystems die zweithäufigste
Todesursache in den Industrieländern
darstellen. Die entscheidende Grundlage zur Bekämpfung solcher Erkrankungen
ist dabei die exakte Diagnostik hinsichtlich Tumorgrading (Artdiagnostik)
und Tumorstaging (Ausbreitung). Beim Tumorstaging werden zur Analyse
der Ausbreitung des erkrankten Gewebes Bilddaten miteinander verglichen,
die zu unterschiedlichen Untersuchungszeitpunkten aufgenommen wurden.
Die Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden Untersuchungen können Wochen,
Monate oder sogar Jahre betragen.
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Aufgrund
der zuvor beschriebenen Einflussgrößen bei der Bildgebung mit
einem Röntgentomographiegerät unter
Einsatz eines Kontrastmittels ist es in der Regel schwierig, eine
Analyse der Tumorausbreitungsgeschwindigkeit auf der Grundlage eines
Vergleichs von Bilddaten zu stellen, da sich aufeinanderfolgende
Untersuchungen nicht unter exakt denselben Untersuchungsbedingungen
durchführen lassen.
Der Arzt, welcher die Diagnose vornimmt, kann häufig nicht unterscheiden, ob
die beobachteten Kontraständerungen
in den Bilddaten auf ein Zellwachstums oder auf veränderte patientenspezifische und/oder
untersuchungsspezifische Parameter bei der Folgeuntersuchung zurückzuführen sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. ein Tomographiegerät zur Normierung
von Bilddaten hinsichtlich eines durch ein Kontrastmittel in den
Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes anzugeben, mit welchem eine
Vergleichbarkeit des Kontrastes in den Bilddaten zwischen aufeinanderfolgenden
Untersuchungen mit einfachen Mitteln hergestellt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Normierung von Bilddaten hinsichtlich
eines durch ein Kontrastmittel in den Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes
gemäß den Verfahrensschritten
des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der
Unteransprüche
2 bis 13. Die Aufgabe wird außerdem durch
ein Tomographiegerät
gemäß den Merkmalen des
unabhängigen
Anspruchs 14 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden Bilddaten für
die Normierung hinsichtlich eines durch ein Kontrastmittel in den
Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes von einem Untersuchungsbereich mit
Hilfe eines bildgebenden diagnostischen medizinischen Gerätes bereitgestellt.
Die Bilddaten des Untersuchungsbereichs stellen eine zu untersuchende Gewebestruktur
und zumindest einen Teil eines mit der Gewebestruktur verbundenen
Blutgefäßsystems dar,
welche zumindest teilweise mit Kontrastmittel durchsetzt sind. Es
erfolgt eine Auswahl zumindest eines Abschnitts eines mit Kontrastmittel
durchsetzten Referenzgefäßes aus
dem in den Bilddaten dargestellten Blutgefäßsystem. Die Normierung der
Bilddaten wird anschließend
auf der Grundlage von Bilddaten aus dem Abschnitt des Referenzgefäßes durchgeführt.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass ein Vergleich des Kontrastmittelenhancements
in Bilddaten zwischen unterschiedlichen Untersuchungen genau dann
nahezu unabhängig
von den bei den Untersuchungen vorliegenden patientenspezifischen und/oder
untersuchungsspezifischen Parametern durchgeführt werden kann, wenn die Bilddaten
in Relation zu Bilddaten eines Referenzgefäßes angegeben werden, wobei
das Referenzgefäß aus dem
Blutgefäßsystem
ausgewählt
wird, welches mit der zu untersuchenden Gewebestruktur verbunden
ist.
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Üblicherweise
kann davon ausgegangen werden, dass sich das Blutgefäßsystem
bei Folgeuntersuchungen nicht wesentlich verändert. Geometrische Abmessungen
und Verbund der Gefäße mit der zu
untersuchenden Gewebestruktur sind zu jedem Untersuchungszeitpunkt
daher im Wesentlichen identisch. Eine zwischen den Untersuchungen
beobachtete Änderung
des Kontrastes eines mit Kontrastmittel durchsetzten Gefäßes in Relation
zur Umgebung ist aufgrund dieser Situation im Wesentlichen auf eine Änderung
von patientenspezifischen und/oder untersuchungsspezifischen Parametern
zurückzuführen. Da
das Kontrastmittel über
die Gefäße in die
zu untersuchende Gewebestruktur geflutet und wieder abgeführt wird,
korrelieren die in den Gefäßen beobachteten
Kontraste mit denen innerhalb der Gewebestruktur. Aufgrund dieser
bestehenden Korrelation ist es möglich,
die Bilddaten derart zu normieren, dass ein durch das Kontrastmittel
hervorgerufener Kontrast innerhalb des zu untersuchenden Gewebes nahezu
unabhängig
von Änderungen
bei patientenspezifischen und/oder untersuchungsspezifischen Parametern
darstellbar ist. Dies geschieht dadurch, dass die Bilddaten in Relation
zu den Bilddaten eines Referenzgefäßes angegeben werden.
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Die
erfindungsgemäße Normierung
bietet somit insbesondere den Vorteil, dass trotz unterschiedlicher
Injektionsprotokolle und/oder unterschiedlicher Herzraten des Patienten
die Bilddaten aus unterschiedlichen Untersuchungen vergleichbarer
werden, und dass Änderungen
der Vascularisation für
eine sichere Diagnose durch einen Arzt mit einer hohen Güte ermittelt
werden können.
Durch eine derartige Normierung werden geometrische als auch perfusionsspezifische Änderungen
der zu untersuchenden Gewebestruktur durch einen Vergleich von ver schiedenen
Untersuchungen sofort sichtbar. Die zu untersuchende Gewebestruktur
kann beispielsweise selbst ein Gefäß, ein Organ oder ein Tumor sein.
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Vorzugsweise
wird als Referenzgefäß eine der
Gewebestruktur zugeführte
Arterie ausgewählt, da
durch dieses Gefäß das Kontrastmittel
der Gewebestruktur zugeführt
wird und die Korrelation zwischen dem beobachteten Kontrast im Bereich
des Referenzgefäßes und
dem Kontrast im Bereich der Gewebestruktur am höchsten ist.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird zunächst ein für das Kontrastmittel in dem
Referenzgefäß repräsentativer
Referenzwert berechnet. Anschließend werden die Bilddaten bei
der Normierung durch den berechneten Referenzwert dividiert. Der Referenzwert
kann mit geringen Rechenressourcen durch Mittelung oder Medianfilterung
der Bilddaten berechnet werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt
die Normierung zusätzlich
in Bezug zu mindestens einem Geometrieparameter des Referenzgefäßes. Geometrieparameter
sind dann zu berücksichtigen,
wenn sich das Referenzgefäß zwischen
zwei Untersuchungen in seiner Geometrie verändert. Bei einer Verengung
oder Weitung des Referenzgefäßes kann
beispielsweise als Geometrieparameter die Querschnittsfläche des
Referenzgefäßes verwendet
werden, mit der zusätzlich
eine Normierung durchgeführt
wird. Zur Normierung können
die Bilddaten beispielsweise durch die Querschnittsfläche geteilt
werden. Ebenso wäre
eine Normierung durch eine Multiplikation der Bilddaten mit einem
Normierungsfaktor denkbar, welcher aus dem Verhältnis von zwei Querschnittsflächen oder
deren Mittelwerten entlang eines Abschnitts des Referenzgefäßes gebildet
wird.
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Zum
Auswählen
des Referenzgefäßes werden
vorzugsweise Methoden einer digitalen Bildverarbeitung eingesetzt,
so dass die Auswahl im Wesentlichen autonom erfolgt. Dabei kann
die Bildverarbeitung vorteilhaft eine Bildsegmentierung umfassen, bei der
wenigstens ein Teil des Blutgefäßsystems segmentiert
wird. Durch eine Registrierung des auf diese Weise segmentierten
Blutgefäßsystems
mit einem in dem diagnostischen medizinischen Gerät vorgehaltenen
Blutgefäßsystemmodell
wird weiterhin vorteilhaft eine genaue anatomische Zuordnung der Blutgefäße und eine
nach anatomischen Kriterien vorgenommene Auswahl des Referenzgefäßes möglich. Somit
sind die der Gewebestruktur zugeführten Arterien leicht identifizierbar.
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Alternativ
dazu kann das Referenzgefäß besonders
einfach interaktiv durch Benutzereingaben vorgegeben werden, indem
beispielsweise ein Benutzer mittels einer Maus ein Gefäß in dem
Gefäßbaum in
einem durch die Bilddaten dargestellten 2D- oder 3D-Bild auswählt. Von
dem Referenzgefäß werden
vorzugsweise die Bildkoordinaten ermittelt und für eine Normierung von Bilddaten
einer Folgeuntersuchung abgespeichert. Damit wird gewährleistet, dass
die Normierung zwischen verschiedenen Untersuchungen mit demselben
Referenzgefäßabschnitt durchgeführt wird.
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Die
Bilddaten werden in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus Projektionen
des Untersuchungsbereiches gewonnen, welche unter Einsatz unterschiedlicher
Energiespektren einer Röntgenstrahlung
erfasst werden. Jede Substanz weist eine für die Substanz charakteristische
Abhängigkeit
zwischen Energie der Röntgenstrahlung
und der Absorption auf. Durch Auswertung von Projektionen eines
Untersuchungsbereichs, welche zu unterschiedlichen Energien einer
Röntgenstrahlung
erfasst wurden, können
somit durch Ausnutzung dieser Abhängigkeit Bilddaten berechnet
werden, welche materialspezifische Eigenschaften widerspiegeln.
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So
kann beispielsweise ein Dual-Energy-Scan mit einem Computertomographiegerät zur Erfassung
von Hochenergiebilddaten bei 140 kV Röhrenspannung und von Niedrigenergiebilddaten bei
80 kV Röhrenspannung
durchgeführt
werden. Aus den Hochenergiebilddaten und den Niedrigenergiebilddaten
sind mittels eines Algorithmus Bilddaten berechenbar, die das reine
Kon trastmittelenhancement darstellen. Unter Kontrastmittelenhancement wird
hierbei die Anhebung des Kontrastes in den Bilddaten in Bezug zur
Bildumgebung verstanden, welche durch das Kontrastmittel hervorgerufen
wird.
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Der
für eine
Normierung zugrundeliegende Bilddatensatz kann aber auch aus einem
Differenzbild zwischen einem ersten Bilddatensatz ohne Einsatz von
Kontrastmittel und einem zweiten Bilddatensatz mit Einsatz von Kontrastmittel
gewonnen werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen sind
in den folgenden schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 in
perspektivischer Ansicht ein Computertomographiegerät, welches
zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
für eine
Normierung von Bilddaten hinsichtlich eines durch ein Kontrastmittel
in den Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes eingerichtet ist,
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2 ein
Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Normierung der Bilddaten hinsichtlich des durch das Kontrastmittel
in den Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes, und
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3 eine
2D-Bilddarstellung, welche aus den Bilddaten generiert wurde und
den Untersuchungsbereich mit ausgewähltem Abschnitt eines Referenzgefäßes zeigt.
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In 1 ist
ein Tomographiegerät,
hier ein Computertomographiegerät 2,
in perspektivischer Ansicht gezeigt, welches für eine Normierung von Bilddaten
hinsichtlich eines durch ein Kontrastmittel in den Bilddaten hervorgerufenen
Kontrastes eingerichtet ist.
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Im
Inneren des Computertomographiegerätes 2 befinden sich
zwei auf einer nicht dargestellten Gantry um eine Systemachse 21 drehbar
angeordnete Aufnahmesysteme 4, 5, mit denen von
einem Untersuchungsbereich 3 Projektionen aus einer Vielzahl von
unterschiedlichen Projektionsrichtungen erfassbar sind. Die beiden
Aufnahmesysteme 4, 5 können mit unterschiedlichen
Energien einer Röntgenstrahlung
betrieben werden, so dass durch Rotation der Gantry zeitgleich Projektionen
für die
Erzeugung eines Niedrigenergiebildes und eines Hochenergiebildes
für materialspezifische
Untersuchungen erfasst werden. Alternativ dazu sind die Aufnahmesysteme 4, 5 auch
mit dem gleichen Energiespektrum einer Röntgenstrahlung zur Erhöhung einer
Zeitauflösung in
den Bilddaten betreibbar. Die letztgenannte Betriebsart eignet sich
insbesondere zur Untersuchung von sich zyklisch bewegenden Organen,
wie beispielsweise das Herz oder die Lunge.
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Dem
Computertomographiegerät 2 ist
eine Lagerungsvorrichtung 22 mit einer beweglichen Tischplatte 20 zugeordnet,
auf der der Patient 1 gelagert ist. Die Tischplatte 20 ist
in Richtung der Systemachse 21 des Computertomographiegerätes 2 verstellbar
angeordnet, so dass der mit dem Patienten 1 verbundene
Untersuchungsbereich 3 durch eine Öffnung im Gehäuse der
Gantry in den Messbereich der beiden Aufnahmesysteme 4, 5 bewegbar
ist.
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Zur
Erfassung von Projektionen weist jedes Aufnahmesystem einen Strahler
in Form einer Röntgenröhre 23, 24 und
einen diesem gegenüberliegend angeordneten
Detektor 25, 26 auf, wobei der Detektor 25, 26 bogenförmig ausgebildet
ist und mehrere zu Detektorzeilen aufgereihte Detektorelemente umfasst.
Die Röntgenröhre 23, 24 erzeugt
eine Strahlung in Form eines fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels, welches
den Messbereich der Aufnahmesysteme 4, 5 durchdringt.
Die Röntgenstrahlung
trifft anschließend
auf die Detektorelemente des Detektors 25, 26 auf.
Die Detektorelemente erzeugen eine von der Schwächung der durch den Messbereich
des Aufnahmesystems 4, 5 tretenden Röntgenstrahlung abhängigen Schwächungswert.
Die Um wandlung der Röntgenstrahlung
in einen Schwächungswert
erfolgt beispielsweise jeweils mittels einer mit einem Szintillator
optisch gekoppelten Fotodiode oder mittels eines direkt konvertierenden
Halbleiters.
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Der
Detektor 25, 26 erzeugt auf diese Weise einen
Satz von Schwächungswerten
(CT-Werten), welcher für
die eingestellte Projektionsrichtung des Aufnahmesystems 4, 5 aufgenommen
wird. Bei spiralförmigem
Betrieb des Computertomographiegerätes 2 findet eine
Rotation der Gantry bei gleichzeitigem kontinuierlichem Vorschub
des Patienten 1 in Richtung der Systemachse 21 statt.
Auf diese Weise werden aus einer Vielzahl von unterschiedlichen
Projektionsrichtungen Projektionen an verschiedenen Positionen entlang
einer Spirale um den Untersuchungsbereich 3 erfasst.
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Die
durch eine spiralförmige
Abtastung gewonnenen Projektionen des Aufnahmesystems 4, 5 werden
an eine Recheneinheit 27 übermittelt und schritthaltend
oder in einem dem Abtastvorgang nachgeschalteten Verarbeitungsschritt
zu Bilddaten, welche ein Schichtbild 6 oder ein Volumenbild
darstellen, verrechnet.
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Die
bei einem Dual-Energy Betrieb des Computertomographiegerätes 2 gewonnen
Projektionen zu zwei unterschiedlichen Spektren einer Röntgenstrahlung,
welche beispielsweise bei 140 kV und 80 kV erzeugt werden, werden
zunächst
zu einem Hochenergiebild und zu einem Niedrigenergiebild verrechnet.
Aus den beiden Bildern ist ein Bild berechenbar, bei dem die Bilddaten
keine reinen CT-Werte, sondern materialspezifische Eigenschaften
repräsentieren.
Bei geeigneter Wahl der Verknüpfung
ist es somit möglich,
genau das Material mit einem hohen Kontrast in dem Bild abzubilden,
welches die Schwächungseigenschaft
des Kontrastmittels im Wesentlichen festlegt. In der Regel wird
dies Jod sein. Ein auf diese Weise erzeugtes Bild wird vorteilhaft
für die nachfolgend
beschriebene Normierung verwendet. Es wäre aber ebenso denkbar, dass
anstelle eines Dual-Energy-Bildes ein Differenzbild als Grundlage für eine Normierung
verwendet wird, welches aus einem nativen Scan des Untersuchungsbereichs
ohne Kontrastmittel und einem Scan mit Kontrastmittel berechnet
wird. In dem Differenzbild werden die Kontraste im Wesentlichen
dann nur durch das Kontrastmittel verursacht.
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Kontrastmittel
wird dem Patienten 1 immer dann appliziert, wenn der in
den Bilddaten sichtbare Kontrast durchbluteter Organe, Gefäße oder
andere Gewebestrukturen, beispielsweise Tumore, gegenüber dem
umliegenden Gewebe erhöht
werden muss. Das Kontrastmittel wird mittels eines Kontrastmittelgerätes 18 entsprechend
einem vorgebbaren Injektionsprotokoll zeitgesteuert aus einem Vorratsbehälter über einen
Kontrastmittelschlauch 19 in einer einstellbaren Menge
und mit einer einstellbaren Flussgeschwindigkeit, beispielsweise
in die Vene des Patienten 1, gepumpt. Dabei wird dass in
dem Kontrastmittelgerät 18 vorgehaltene
Injektionsprotokoll über eine
elektrische Verbindung 17 aus einem Speicher 16 der
Recheneinheit 27 geladen. Das Injektionsprotokoll wird
wahlweise aus einer Datenbank selektiert, in der für die unterschiedlichen
Untersuchungen vordefinierte untersuchungsspezifische Injektionsprotokolle
eingetragen sind. Es wäre
aber auch denkbar, dass die Parameter zur Kontrastmittelvergabe
durch eine Bedienperson über
eine Bedieneinheit der Recheneinheit 27 unmittelbar vor
Untersuchungsbeginn vorgegeben werden.
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Die
Ausbreitung des Kontrastmittels im Körperinneren des Patienten 1 ist
ein hochdynamischer Prozess, der von den bei Untersuchung vorliegenden untersuchungsspezifischen
und/oder patientenspezifischen Parametern abhängt. Untersuchungsspezifische
Parameter sind beispielsweise die vorgegebenen Parameter im Injektionsprotokoll,
wie beispielsweise Flussrate des Kontrastmittels, Startzeitpunkt der
Injektion sowie die Konzentration von Jod in dem verwendeten Kontrastmittel.
Patientenspezifische Parameter sind beispielsweise Herzrate und
Blutdruck des Patienten 1. Während sich untersuchungsspezifische
Parameter zwischen zwei aufeinanderfolgenden Untersuchungen bis
zu einem gewissen Grad auf denselben Wert ein stellen lassen, sind
patientenspezifische Parameter nur schlecht kontrollierbar. Bei
der Befundung beispielsweise im Rahmen eines Tumorstagings ist es
teilweise dadurch nicht möglich
zu entscheiden, ob eine beobachtete Kontraständerung in den Bilddaten aufgrund
von Parameteränderungen
oder aufgrund von Gewebeänderungen
hervorgerufen wird.
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Zur
Vermeidung dieser Schwierigkeit wird in dem Speicher 16 ein
Programm vorgehalten, welches eine Normierung von Bilddaten hinsichtlich
eines durch ein Kontrastmittel in den Bilddaten hervorgerufenen
Kontrastes ermöglicht,
so dass nach der Normierung der Bilddatensatz von den während der Untersuchung
vorliegenden untersuchungsspezifischen und/oder patientenspezifischen
Parametern weitgehend unabhängig
ist. Somit kann der Arzt bei einem Vergleich der Bilddaten bei einer
beobachteten Kontraständerung
davon ausgehen, dass diese von gewebespezifischen Änderungen,
wie beispielsweise einer Änderung
des Zellwachstums, hervorgerufen wird.
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In 2 ist
ein Ablaufdiagramm für
ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Normierung von Bilddaten gezeigt, deren Verfahrensschritte bei
Ablauf des Programms auf der Recheneinheit 27 ausgeführt werden.
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In
einem ersten Verarbeitungsschritt 13 werden die Bilddaten
von dem Untersuchungsbereich mit Hilfe eines bildgebenden diagnostischen
medizinischen Gerätes,
in diesem Ausführungsbeispiel
mit Hilfe eines Computertomographiegerätes, bereitgestellt.
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In
einem zweiten Verarbeitungsschritt 14 wird zumindest ein
Abschnitt eines mit Kontrastmittel durchsetzten Referenzgefäßes in den
Bilddaten ausgewählt.
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Bei
der Auswahl des Referenzgefäßes bietet es
sich an, eine dem zu untersuchenden Gewebe zugeführte Arterie auszuwählen, da
für ein
solches Gefäß die Korrelation
hinsichtlich des beobachteten Kontrasts durch das Kontrastmittel
in dem Bildbe reich des Referenzgefäßes und in dem Bildbereich des
zu untersuchenden Gewebes besonders hoch ist. Somit lassen sich
bei der Normierung, welche in Bezug zu dem Referenzgefäß erfolgt,
in der zu untersuchenden Gewebestruktur besonders gut diejenigen
Kontrasteffekte eliminieren, die nicht auf eine Veränderung
des Gewebes zurückzuführen sind. Das
Verfahren wäre
aber ebenso durch Auswahl anderer Gefäße ausführbar. Entscheidend ist, dass durch
das Gefäß das applizierte
Kontrastmittel tritt. Die Entscheidung darüber, welche Art des Gefäßes und
welcher Abschnitt des Gefäßes als
Referenz verwendet werden soll, könnte beispielsweise durch einen
Arzt in Abhängigkeit
des Untersuchungsbereichs getroffen werden.
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Die
Auswahl des Abschnitts des Referenzgefäßes aus den Bilddaten kann
anschließend
unter Einsatz einer digitalen Bildverarbeitungsmethode erfolgen.
Zum Auffinden des Abschnitts werden die Bilddaten entsprechend den
Merkmalen klassifiziert, mit denen das Referenzgefäß repräsentiert
werden kann. Charakteristische Merkmale können beispielsweise Kontur,
Konturverlauf, Grauwertverteilung oder topologischer Kontext sein.
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Die
digitalen Bildverarbeitungsmethode umfasst eine Segmentierung wenigstens
eines Teils des Blutgefäßsystems.
Zum Auffinden des Referenzgefäßes wird
dabei eine Registrierung des segmentierten Blutgefäßsystems
mit einem in dem diagnostischen medizinischen Gerät vorgehaltenen
Blutgefäßsystemmodell
vorgenommen, wobei das Modell auch die Information über eine
anatomische Zuordnung der Gefäße bzw.
der Gefäßabschnitte
umfasst.
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Die
Auswahl des Abschnitts des Referenzgefäßes kann aber auch auf andere
Weise, beispielsweise mittels einer Benutzereingabe, interaktiv
erfolgen. Bei dieser einfachen und sicheren Art der Auswahl kann
ein Arzt beispielsweise mittels einer Maus den Gefäßabschnitt
eines durch die Bilddaten dargestellten Bildes auf einer Anzeigeeinheit
festlegen.
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Damit
sich das Referenzgefäß bei einer
Folgeuntersuchung wieder auffinden lässt, werden die Bildkoordinaten
des Abschnitts und des Referenzgefäßes ermittelt und für die Folgeuntersuchung,
beispielsweise zusammen mit den Bilddaten und eventuell weiteren
untersuchungsspezifischen und patientenspezifischen Parametern,
abgespeichert.
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In
einem dritten Verfahrensschritt 15 erfolgt die Normierung
der Bilddaten auf der Grundlage von Bilddaten aus dem Abschnitt
des Referenzgefäßes. Eine
einfach zu realisierende Normierung kann darin bestehen, dass ein
für das
Kontrastmittel in dem Referenzgefäß repräsentativer Referenzwert berechnet wird,
durch den die Bilddaten dividiert werden. Der Referenzwert kann
beispielsweise einen Mittelwert oder einen Medianwert der Bilddaten
darstellen, die sich innerhalb des Gefäßes befinden. Die Gefäßbegrenzung
ist durch Gradientenverfahren bestimmbar, so dass sich ein Bildbereich
innerhalb des Gefäßes für die Auswertung
leicht definieren lässt.
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Im
Idealfall weist das Referenzgefäß zwischen
aufeinanderfolgenden Untersuchungen keine Veränderung auf, durch welche sich
die Perfusionseigenschaften ändern,
so dass durch eine Normierung lediglich Effekte eliminiert werden,
die untersuchungs- oder patientenspezifisch sind. Für den Fall, dass
das Gefäß bei einer
Folgeuntersuchung erweitert oder verengt ist, kann die Normierung
zusätzlich unter
Berücksichtigung
eines Geometrieparameters des Referenzgefäßes erfolgen, beispielsweise
einer Querschnittsfläche.
Die Bilddaten könnten
beispielsweise mit einem zur Querschnittsfläche proportionalen Kalibrierfaktor
zusätzlich
multipliziert werden.
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In 3 ist
eine 2D-Bilddarstellung zu sehen, welche aus den Bilddaten generiert
wurde und den Untersuchungsbereich 3 mit einem ausgewählten Abschnitt 10 eines
Referenzgefäßes 11 zeigt.
Der abgebildete Untersuchungsbereich 3 umfasst eine zu untersuchende
Gewebestruktur 12, hier einen Tumor, einen Teil eines mit
dem Tumor 12 verbundenen Gefäßsystems 7, wobei
ein Teil einer dem Tumor 12 zugeführten Arterie 8 und
einer von dem Tumor weggeführten
Vene 9 zu sehen ist. Darüber hinaus ist der Abschnitt 10 markiert,
welcher zur Normierung des Datensatzes ausgewählt wurde.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht nur auf die Normierung von Bilddaten beschränkt, welche
mittels eines Computertomographiegerätes bereitgestellt werden.
Es wäre
ebenso denkbar, dass das Verfahren auf Bilddaten angewendet wird,
welche beispielsweise von einem MR-, SPECT oder Ultraschallgerät erfasst
werden.
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Die
Erfindung lässt
sich wie folgt zusammenfassen:
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und ein entsprechend konfiguriertes Tomographiegerät 2 zur
Normierung von Bilddaten hinsichtlich eines durch ein Kontrastmittel
in den Bilddaten hervorgerufenen Kontrastes, wobei die Bilddaten
eine zu untersuchende Gewebestruktur 12 und zumindest einen Teil
eines mit der Gewebestruktur 12 verbundenen Blutgefäßsystems 7 eines
Untersuchungsbereichs 3 darstellen, welche zumindest teilweise
mit dem Kontrastmittel durchsetzt sind. Bei dem Verfahren werden
Bilddaten von dem Untersuchungsbereich 3 mit dem Tomographiegerät 2 bereitgestellt.
In den Bilddaten wird zumindest ein Abschnitt 10 eines
mit Kontrastmittel durchsetzten Referenzgefäßes 11 ausgewählt. Es
erfolgt eine Normierung der Bilddaten auf der Grundlage von Bilddaten
aus dem Abschnitt 10 des Referenzgefäßes 11, so dass der
in den Bilddaten vorhandene Kontrast durch das Kontrastmittel nahezu
unabhängig
von patientenspezifischen und untersuchungsspezifischen Parametern
ist, um eine Vergleichbarkeit von Bilddaten zu unterschiedlichen Zeitpunkten
zu gewährleisten.