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DE102013200163B4 - Method, estimation unit and computer tomography system for computer tomography-based approximate determination of a vessel diameter - Google Patents

Method, estimation unit and computer tomography system for computer tomography-based approximate determination of a vessel diameter Download PDF

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DE102013200163B4
DE102013200163B4 DE102013200163.0A DE102013200163A DE102013200163B4 DE 102013200163 B4 DE102013200163 B4 DE 102013200163B4 DE 102013200163 A DE102013200163 A DE 102013200163A DE 102013200163 B4 DE102013200163 B4 DE 102013200163B4
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Abstract

Die Erfindung gibt ein Verfahren zur computertomografiebasierten näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers (s) eines ersten Blutgefäßes (1) eines Menschen oder Tieres an, wobei ein durch Blooming verfälschter zweiter Durchmesser (d) des ersten Blutgefäßes (1), ein durch ein Kontrastmittel (4) verursachter, durch Blooming verfälschter erster HU-Wert (C1) des ersten Blutgefäßes (1) und ein durch das Kontrastmittel (4) verursachter, durch Blooming unverfälschter zweiter HU-Wert (C2) eines zweiten Blutgefäßes (2) ermittelt werden. Des Weiteren umfasst das Verfahren eine Bestimmung eines Korrekturfaktors (k) aus dem ersten HU-Wert (C1), dem zweiten HU-Wert (C2) und dem zweiten Durchmesser (d) sowie eine Ermittlung des ersten Durchmessers (s) als Produkt des zweiten Durchmessers (d) und des Korrekturfaktors (k). Der Korrekturfaktor (k) wird durch eine zweidimensionale Funktion (f) bestimmt. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass das Problem des „Bloomings” und dessen Einfluss auf den HU-Wert in kleinen Gefäßen umgangen und ein genügend genauer Schätzwert von kleinen Gefäßdurchmessern bestimmt werden kann. Die Erfindung gibt auch eine Schätzeinheit (5), ein Computertomografiesystem und ein digitales Speichermedium zur computertomografiebasierten, näherungsweisen Ermittlung eines Gefäßdurchmessers an.The invention relates to a method for the computational tomography-based approximate determination of a first diameter (s) of a first blood vessel (1) of a human or animal, with a second diameter (d) of the first blood vessel (1) falsified by blooming, one by a contrast agent (4 ), the first HU value (C1) of the first blood vessel (1), which is adulterated by blooming, and a second HU value (C2) of a second blood vessel (2), which is adulterated by blooming, caused by the contrast agent (4) can be determined. Furthermore, the method comprises determining a correction factor (k) from the first HU value (C1), the second HU value (C2) and the second diameter (d) and determining the first diameter (s) as the product of the second Diameter (d) and the correction factor (k). The correction factor (k) is determined by a two-dimensional function (f). The invention offers the advantage that the problem of “blooming” and its influence on the HU value in small vessels can be avoided and a sufficiently precise estimate of small vessel diameters can be determined. The invention also provides an estimation unit (5), a computed tomography system and a digital storage medium for the computational tomography-based, approximate determination of a vessel diameter.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Schätzeinheit, ein CT-System, ein digitales Speichermedium und ein Computerprogramm zur computertomografiebasierten näherungsweisen Ermittlung eines Gefäßdurchmessers.The invention relates to a method, an estimation unit, a CT system, a digital storage medium and a computer program for computer tomography-based approximate determination of a vessel diameter.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei der computertomografischen Bildgebung werden kleine Strukturen, beispielsweise Herzkranzgefäße, auf Grund der beschränkten Auflösung und der angewendeten Bildrekonstruktionsverfahren nicht der Realität entsprechend dargestellt. Durch das sogenannte „Blooming” kommt es zu „Verschmierungen” der kleinen anatomischen Strukturen in den Bildern. Dadurch ist es schwierig, die tatsächliche Größe bzw. Kontur einer kleinen Struktur – also auch die eines Gefäßes – exakt zu bestimmen.In computed tomography imaging, small structures, such as coronary arteries, are not rendered realistically due to the limited resolution and image reconstruction techniques employed. The so-called "blooming" causes "smearing" of the small anatomical structures in the pictures. This makes it difficult to determine the actual size or contour of a small structure - including a vessel - exactly.

Mit der Hounsfield-Skala (HU-Skala) wird in der Computertomografie die Abschwächung von Röntgenstrahlung in Gewebe beschrieben und für die Darstellung in einem Graustufenbild benutzt. Die sogenannten HU-Werte können Gewebearten zugeordnet werden.The Hounsfield scale (HU scale) is used in computed tomography to describe the attenuation of X-ray radiation in tissue and used for representation in a grayscale image. The so-called HU values can be assigned to tissue types.

Ein wichtiger Parameter für die Bestimmung der exakten Kontur ist die korrekte Information über das durch ein Kontrastmittel verursachte Enhancement im Gefäß. Im Fall der Aorta, einem großen Gefäß, ist die Auflösung in der Regel ausreichend und die gemessenen HU-Werte im Zentrum des Gefäßes entsprechen auf Grund des dort angereicherten Kontrastmittels dem erwarteten Enhancement. Mit dieser Information ist es letztendlich möglich – trotz Blooming – die Grenze zwischen dem kontrastmittelgefüllten Gefäß und der Umgebung exakt zu bestimmen.An important parameter for the determination of the exact contour is the correct information about the enhancement in the vessel caused by a contrast agent. In the case of the aorta, a large vessel, the resolution is usually sufficient and the measured HU values in the center of the vessel correspond due to the there enriched contrast agent the expected enhancement. With this information, it is ultimately possible - despite blooming - to exactly determine the boundary between the contrast medium-filled vessel and the environment.

Im Fall von kleinen Strukturen bzw. Gefäßen entspricht – auf Grund der oben genannten Gründe – der gemessene HU-Wert im Zentrum des Gefäßes jedoch nicht dem auf Grund des angereicherten Kontrastmittels zu erwartenden HU-Wertes. Damit kann die Struktur des Gefäßes (Durchmesser, Lumen, etc.) nicht exakt bestimmt werden. Insbesondere neuartige Methoden zur Simulation des Blutflusses benötigen aber eine exakte Information über die Struktur der Gefäße. Ohne die entsprechende Information können die durchgeführten Flusssimulationen fehlerhaft sein.In the case of small structures or vessels, however, the measured HU value in the center of the vessel does not correspond to the HU value to be expected on the basis of the enriched contrast agent due to the reasons given above. Thus, the structure of the vessel (diameter, lumen, etc.) can not be determined exactly. In particular, novel methods for the simulation of blood flow but require accurate information about the structure of the vessels. Without the corresponding information, the conducted river simulations can be faulty.

Blooming in Form von Kalzium-Blooming bei der Verwendung von jodhaltigen Kontrastmitteln ist beispielweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2011 004 120 A1 bekannt. Grenzen nämlich Kalk und Jod unmittelbar aneinander, so werden die HU-Werte (HU = „Hounsfield Unit”) von Jodvoxeln nahe der Grenze zu einem Knochen durch das in der Nachbarschaft befindliche Kalzium aufgrund des Bloomings verfälscht. Es kommt dann typischerweise zu einem röntgenenergieabhängigen Anstieg der HU-Werte.Blooming in the form of calcium blooming when using iodine-containing contrast agents is for example from the published patent application DE 10 2011 004 120 A1 known. If lime and iodine are directly adjacent to each other, the HU (Hounsfield Unit) values of iodine voxels close to the border to a bone are adulterated by the neighboring calcium due to blooming. It then typically results in an X-ray energy-dependent increase in HU values.

In CENIC, A. [et al.]: Dynamic CT Measurement of Cerebral Blond Flow: A Validation Study. In: AJNR Am. J. Neuroradiol., Vol. 20, 1999, S. 63–73 wird offenbart, dass aus einer computertomografiebasierten Messung eines Durchmessers eines ersten Blutgefäßes der Durchmesser eines zweiten Blutgefäßes abgeschätzt wird.In CENIC, A. [et al.]: Dynamic CT Measurement of Cerebral Blond Flow: A Validation Study. In: AJNR Am. J. Neuroradiol., Vol. 20, 1999, pp 63-73 discloses that the diameter of a second blood vessel is estimated from a computer tomography-based measurement of a diameter of a first blood vessel.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur computertomografiebasierten, näherungsweisen Ermittlung eines Gefäßdurchmessers kleiner Gefäße anzugeben.It is an object of the invention to specify a method and a device for computer tomography-based, approximate determination of a vessel diameter of small vessels.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit dem Verfahren, der Schätzeinheit, dem CT-System und dem digitalen Speichermedium der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, the stated object is achieved with the method, the estimation unit, the CT system and the digital storage medium of the independent patent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Die grundlegende Idee der Erfindung besteht darin, von einem gemessenen Unterschied des Enhancements zwischen einem großen Gefäß und einem kleinen Gefäß auf den Durchmesser des kleinen Gefäßes zu schließen. Dabei wird angenommen, dass die Konzentration des Kontrastmittels in dem großen und dem kleinen Gefäß gleich groß ist, d. h. das gemessene Enhancement ohne Blooming in beiden Gefäßen gleich groß sein müsste.The basic idea of the invention is to deduce a measured difference in enhancement between a large vessel and a small vessel to the diameter of the small vessel. It is assumed that the concentration of the contrast agent in the large and the small vessel is the same, d. H. the measured enhancement without blooming would have to be the same size in both vessels.

Der entscheidende, fehlende Parameter im Fall von kleinen Gefäßen ist somit das zu erwartende Enhancement ohne „Blooming” auf Grund des dort angereicherten Kontrastmittels. Da eine direkte Bestimmung nicht möglich ist, ist die Idee, anstatt in dem kleinen Gefäß selbst zu messen, in einem Gefäßabschnitt die Messung durchzuführen, der einen deutlich größeren Durchmesser hat und somit nicht unter dem Effekt des „Blooming” leidet. Im Fall von Koronararterien kann dies beispielsweise die Aorta oder die linke Herzkammer sein. In der Regel hat man in diesen Bereichen die gleiche Mischung aus Blut und Kontrastmittel, sodass der dort ermittelte HU-Wert für das Enhancement als Eingangsgröße für die Bestimmung der Gefäßstruktur verwendet werden kann.The decisive, missing parameter in the case of small vessels is thus the expected enhancement without "blooming" due to the enriched there contrast agent. Since a direct determination is not possible, the idea, instead of measuring in the small vessel itself, is to carry out the measurement in a vessel section, which has a significantly larger diameter and thus does not suffer from the effect of "blooming". In the case of coronary arteries this may be, for example, the aorta or the left ventricle. As a rule, one has the same mixture of blood and contrast medium in these areas, so that the HU value determined there for the enhancement can be used as input for the determination of the vessel structure.

„Enhancement” bezeichnet im radiologischen Fachjargon die Erhöhung des HU-Wertes durch Anreicherung von Kontrastmittel in zu untersuchenden Strukturen."Enhancement" in the radiological jargon refers to the increase of the HU value by accumulation of contrast agent in structures to be examined.

Die Erfindung beansprucht ein Verfahren zur computertomografiebasierten, näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers eines ersten Blutgefäßes eines Menschen oder Tieres, wobei ein durch Blooming verfälschter zweiter Durchmesser des ersten Blutgefäßes, ein durch ein Kontrastmittel verursachter, durch Blooming verfälschter erster HU-Wert des ersten Blutgefäßes und ein durch das Kontrastmittel verursachter, durch Blooming unverfälschter zweiter HU-Wert eines zweiten Blutgefäßes ermittelt werden. Des Weiteren umfasst das Verfahren eine Bestimmung eines Korrekturfaktors aus dem ersten HU-Wert, dem zweiten HU-Wert und dem zweiten Durchmesser sowie eine Ermittlung des ersten Durchmessers als Produkt des zweiten Durchmessers und des Korrekturfaktors. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass das Problem des „Bloomings” und dessen Einfluss auf den HU-Wert im Gefäß umgangen werden kann und ein genügend genauer Schätzwert von kleinen Gefäßdurchmessern bestimmt werden kann. The invention claims a method for computer tomography-based, approximate determination of a first diameter of a first blood vessel of a human or animal, wherein a Blooming falsified second diameter of the first blood vessel, caused by a contrast agent, by blooming falsified first HU value of the first blood vessel and a be determined by the contrast agent, unadulterated by Blooming second HU value of a second blood vessel. Furthermore, the method comprises a determination of a correction factor from the first HU value, the second HU value and the second diameter and a determination of the first diameter as product of the second diameter and the correction factor. The invention offers the advantage that the problem of "blooming" and its influence on the HU value in the vessel can be circumvented and a sufficiently accurate estimated value of small vessel diameters can be determined.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist der Durchmesser des zweiten Blutgefäßes größer als der erste Durchmesser.In a development of the method, the diameter of the second blood vessel is greater than the first diameter.

In einer weiteren Ausführungsform kann das zweite Blutgefäß derart gewählt werden, dass der zweite HU-Wert im Zentrum des zweiten Blutgefäßes einem durch das Kontrastmittel verursachten tatsächlichen Enhancement entspricht.In a further embodiment, the second blood vessel can be chosen such that the second HU value in the center of the second blood vessel corresponds to an actual enhancement caused by the contrast agent.

Des Weiteren kann der Korrekturfaktor eine Funktion einer Kontrastunterschätzung und des zweiten Durchmessers sein, wobei die Kontrastunterschätzung gleich dem Quotienten aus der Differenz des zweiten und des ersten HU-Wertes und dem zweiten HU-Wert ist.Furthermore, the correction factor may be a function of a contrast underestimation and the second diameter, wherein the contrast underestimation is equal to the quotient of the difference between the second and the first HU value and the second HU value.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Funktion durch Computertomografie basierte Messungen vorab ermittelt werden.In another embodiment, the function can be determined beforehand by computer tomography-based measurements.

In einer Weiterbildung kann die Funktion durch Blutgefäß simulierende Phantome oder durch Mittel der Signalübertragungstheorie bestimmt werden.In a development, the function can be determined by blood vessel-simulating phantoms or by means of signal transmission theory.

Die Erfindung beansprucht auch eine Schätzeinheit zur computertomografiebasierten, näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers eines ersten Blutgefäßes eines Menschen oder Tieres. Die Schätzeinheit umfasst ein Messmodul, das ausgebildet ist, einen durch Blooming verfälschten zweiten Durchmesser des ersten Blutgefäßes, einen durch ein Kontrastmittel verursachten, durch Blooming verfälschten ersten HU-Wert des ersten Blutgefäßes und einen durch das Kontrastmittel verursachten, durch Blooming unverfälschten zweiten HU-Wert eines zweiten Blutgefäßes zu ermitteln. Des Weiteren umfasst die Schätzeinheit ein Rechenmodul, das ausgebildet ist, einen Korrekturfaktor aus dem ersten HU-Wert, dem zweiten HU-Wert und dem zweiten Durchmesser zu bestimmen und den ersten Durchmesser als Produkt des zweiten Durchmessers und des Korrekturfaktors zu ermitteln.The invention also claims an estimation unit for computer tomography-based, approximate determination of a first diameter of a first blood vessel of a human or animal. The estimation unit comprises a measurement module that is configured to have a second diameter of the first blood vessel adulterated by blooming, a first HU value of the first blood vessel caused by a contrast agent that has been adulterated by blooming, and a second HU value, which is unadulterated by the contrast agent, due to blooming to determine a second blood vessel. Furthermore, the estimation unit comprises a calculation module which is designed to determine a correction factor from the first HU value, the second HU value and the second diameter and to determine the first diameter as a product of the second diameter and the correction factor.

In einer weiteren Ausbildung kann die Schätzeinheit zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein.In a further embodiment, the estimation unit can be designed to carry out a method according to the invention.

Die Erfindung beansprucht außerdem ein Computertomografiesystem zur computertomografiebasierten näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers eines ersten Blutgefäßes eines Menschen oder Tieres mit einer Aufnahmeeinheit, umfassend einen Strahlungsemitter und einen Strahlungsdetektor, ausgebildet zur Aufnahme von medizinischen Bildern, und einer erfindungsgemäßen Schätzeinheit.The invention further claims a computed tomography system for computer tomography-based approximate determination of a first diameter of a human or animal blood vessel having a capture unit comprising a radiation emitter and a radiation detector adapted to receive medical images and an estimation unit according to the invention.

Die Erfindung beansprucht des Weiteren ein digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einer programmierbaren erfindungsgemäßen Schätzeinheit zusammenwirken, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird.The invention further claims a digital storage medium with electronically readable control signals which cooperate with a programmable estimation unit according to the invention such that the method according to the invention is carried out.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of an embodiment with reference to schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1: eine CT-Aufnahme einer Gefäßstruktur, 1 : a CT image of a vessel structure,

2: ein Schaubild einer Funktion zur Korrektur eines Gefäßdurchmessers, 2 FIG. 2 is a diagram of a function for correcting a vessel diameter. FIG.

3: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur näherungsweisen Ermittlung eines Gefäßdurchmessers und 3 FIG. 2: a flow diagram of a method for determining approximately a vessel diameter and

4: ein Blockschaltbild eines CT-Systems mit einer Schätzeinheit. 4 : A block diagram of a CT system with an estimator.

Detaillierte Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description of an embodiment

1 zeigt schematisch eine CT-Aufnahme einer Blutgefäßstruktur mit einem dünnen ersten Blutgefäß 1 und einem dickeren zweiten Blutgefäß 2. Ein Kontrastmittel 4 führt in den Blutgefäßen 1, 2 zu einem Enhancement, wodurch die computertomografisch messbaren HU-Werte steigen. Im ersten Blutgefäß 1 wird ein erster HU-Wert C1 gemessen, der infolge Bloomings kleiner als der in dem größeren zweiten Blutgefäß 2 gemessene zweite HU-Wert C2 ist. Es ergibt sich eine Kontrastunterschätzung ΔC wie folgt: ΔC = C2 – C1 / C2. (1) 1 schematically shows a CT image of a blood vessel structure with a thin first blood vessel 1 and a thicker second blood vessel 2 , A contrast agent 4 leads in the blood vessels 1 . 2 to an enhancement, which increases the computer tomographically measurable HU values. In the first blood vessel 1 a first HU value C1 is measured which, due to Blooming, is smaller than that in the larger second one blood vessel 2 measured second HU value is C2. The result is a contrast underestimation ΔC as follows: ΔC = C2 - C1 / C2. (1)

Es wird angenommen, was auch der Realität entspricht, dass der zweite HU-Wert C2 dem tatsächlichen Enhancement entspricht, da der zweite HU-Wert C2 im Zentrum 3 des großen zweiten Blutgefäßes 2 gemessen wird, wo es keine Verfälschung des Enhancements durch Blooming-Effekte gibt. Wegen der Verbindung der Blutgefäße 1, 2 untereinander wird angenommen, dass die Kontrastmittelkonzentration in beiden Blutgefäßen 1, 2 gleich groß sein muss, d. h. ohne Blooming die HU-Werte C1 und C2 gleich groß sein müssten.It is assumed, which also corresponds to the reality, that the second HU value C2 corresponds to the actual enhancement, since the second HU value C2 is in the center 3 of the large second blood vessel 2 is measured where there is no adulteration of the enhancement by blooming effects. Because of the connection of the blood vessels 1 . 2 with each other, it is assumed that the contrast agent concentration in both blood vessels 1 . 2 must be the same size, ie without Blooming the HU values C1 and C2 should be the same size.

Erfindungsgemäß ergibt sich nun der geschätzte erste Durchmesser s des ersten Blutgefäßes 1 wie folgt aus dem aus der CT-Aufnahme bestimmte zweiten Durchmesser d: s = d·k (2) wobei der Korrekturfaktor k wie folgt von der Kontrastmittelunterschätzung ΔC gemäß Gleichung (1) und dem durch Blooming verfälscht gemessenen zweiten Durchmesser d abhängt: k = f(ΔC, d). (3) According to the invention, the estimated first diameter s of the first blood vessel is obtained 1 as follows from the second diameter d determined from the CT scan: s = dk (2) the correction factor k being dependent on the contrast agent underestimation ΔC according to equation (1) and the second diameter d measured in a distorted manner by blooming, as follows: k = f (ΔC, d). (3)

Die Funktion f ist zweidimensional und von den beiden Variablen ΔC und d abhängig.The function f is two-dimensional and depends on the two variables ΔC and d.

2 zeigt das Schaubild einer Funktion f zu Ermittlung des dimensionslosen Korrekturfaktors k. Der Verlauf der Funktion f ist beispielhaft. In z-Richtung ist der Korrekturfaktor k, in x-Richtung die dimensionslose Kontrastunterschätzung ΔC und in y-Richtung der zweite Durchmesser d in Millimeter aufgetragen. 2 shows the diagram of a function f for determining the dimensionless correction factor k. The course of the function f is exemplary. The correction factor k is plotted in the z direction, the dimensionless contrast underestimation ΔC in the x direction and the second diameter d in the y direction in millimeters.

Die Funktion f ist für ΔC = 0 gleich 1, geht für große zweite Durchmesser d unabhängig von der Kontrastunterschätzung ΔC gegen 1 und ist im sonstigen Wertebereich kleiner 1. Die Funktion f wird experimentell mit Hilfe von Gefäßphantomen oder signaltheoretisch unter Berücksichtung der Rekonstruktionsalgorithmen bestimmt.The function f is equal to 1 for ΔC = 0, goes to 1 independent of the contrast underestimation ΔC and is smaller than 1. The function f is determined experimentally with the aid of vascular phantoms or signal theory with consideration of the reconstruction algorithms.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur computertomografiebasierten, näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers s eines ersten Blutgefäßes 1 eines Menschen oder Tieres. Im ersten Schritt 100 wird experimentell oder signalübertragungstheoretisch die Funktion f für den Korrekturfaktor k ermittelt. Es ergibt sich beispielsweise der in 2 dargestellte Zusammenhang. Die Funktion f ist zweidimensional und hängt von der Kontrastunterschätzung ΔC und dem aus einer CT-Aufnahme gemessenen zweiten Durchmesser d des ersten Blutgefäßes 1 ab. 3 shows a flowchart of a method for computed tomography-based, approximate determination of a first diameter s of a first blood vessel 1 of a human or animal. In the first step 100 the function f for the correction factor k is determined experimentally or signal transmission theory. It results, for example, in 2 illustrated context. The function f is two-dimensional and depends on the contrast underestimation ΔC and the second diameter d of the first blood vessel measured from a CT scan 1 from.

Im folgenden Schritt 101 wird ein Bild des ersten und zweiten Blutgefäßes 1, 2 unter Kontrastmittelgabe computertomografisch aufgenommen. Aus dem aufgenommenen Bild wird in dem Schritt 102 der durch Blooming verfälschte zweite Durchmesser d des ersten Blutgefäßes 1 ermittelt. Anschließend wird in dem Schritt 103 der durch das Kontrastmittel 4 verursachte, durch Blooming verfälschte erste HU-Wert C1 des ersten Blutgefäßes 1 ermittelt. Nachfolgend erfolgt im Schritt 104 die Ermittlung des durch das Kontrastmittel 4 verursachten, durch Blooming unverfälschten zweiten HU-Wertes C2 des zweiten Blutgefäßes 2.In the following step 101 becomes an image of the first and second blood vessel 1 . 2 recorded under contrast medium by computer tomography. From the captured image is in the step 102 the adulterated by blooming second diameter d of the first blood vessel 1 determined. Subsequently, in the step 103 by the contrast agent 4 caused by blooming falsified first HU value C1 of the first blood vessel 1 determined. The following will be done in the step 104 the determination of the through the contrast agent 4 caused, by Blooming unadulterated second HU value C2 of the second blood vessel 2 ,

In dem Schritt 105 wird nun der Korrekturfaktor k mit Hilfe der vorab ermittelten Funktion f gemäß der Gleichungen (1) und (2) aus dem ersten HU-Wert C1, dem zweiten HU-Wert C2 und dem zweiten Durchmesser d bestimmt. Abschließend wird im Schritt 106 gemäß Gleichung (2) der erste Durchmesser s als Produkt des zweiten Durchmessers d und des Korrekturfaktors k errechnet.In the step 105 The correction factor k is then determined with the help of the previously determined function f according to equations (1) and (2) from the first HU value C1, the second HU value C2 and the second diameter d. Finally, in step 106 according to equation (2), the first diameter s is calculated as the product of the second diameter d and the correction factor k.

4 zeigt ein Blockschaltbild eines Computertomografiesystems mit einem Strahlungsemitter 8 zur Abgabe von Röntgenstrahlung und einem Strahlungsdetektor 9 zur Aufnahme der Röntgenstrahlung nach Durchgang durch ein zu untersuchendes Objekt 10. Die Steuerung des Strahlungsemitters 8 und des Strahlungsdetektors 9 erfolgt mittels der Bildaufnahme- und Steuereinheit 11. Mit dieser verbunden oder Teil dieser ist eine Schätzeinheit 5, die ausgebildet ist, um den ersten Durchmesser s eines ersten Blutgefäßes 1 näherungsweise zu ermitteln. 4 shows a block diagram of a computed tomography system with a radiation emitter 8th for emitting X-radiation and a radiation detector 9 for recording the X-ray radiation after passing through an object to be examined 10 , The control of the radiation emitter 8th and the radiation detector 9 takes place by means of the image recording and control unit 11 , Connected to this or part of this is a treasure unit 5 formed to the first diameter s of a first blood vessel 1 approximate.

Die Schätzeinheit 5 umfasst ein Messmodul 6, das aus einer CT-Bildaufnahme einen durch Blooming verfälschten zweiten Durchmesser d des ersten Blutgefäßes 1, einen durch ein Kontrastmittel 4 verursachten, durch Blooming verfälschten ersten HU-Wert C1 des ersten Blutgefäßes 1 und einen durch das Kontrastmittel 4 verursachten, durch Blooming unverfälschten zweiten HU-Wert C2 eines zweiten Blutgefäßes 2, beispielsweise der Aorta, ermittelt. Vorzugsweise wird der zweite HU-Wert C2 im Zentrum 3 des zweiten Blutgefäßes 2 bestimmt.The treasure unit 5 includes a measuring module 6 , which from a CT image recording a distorted by blooming second diameter d of the first blood vessel 1 , one through a contrast agent 4 caused by Blooming first HU value C1 of the first blood vessel 1 and one through the contrast agent 4 caused by blooming unadulterated second HU value C2 of a second blood vessel 2 , for example, the aorta, determined. Preferably, the second HU value C2 becomes the center 3 of the second blood vessel 2 certainly.

Des Weiteren umfasst die Schätzeinheit 5 ein Rechenmodul 7, das einen Korrekturfaktor k aus dem ersten HU-Wert C1, dem zweiten HU-Wert C2 und dem zweiten Durchmesser d mittels der Funktion f nach den Gleichungen (1) und (3) bestimmt und den ersten Durchmesser s als Produkt des zweiten Durchmessers d und des Korrekturfaktors k gemäß Gleichung (2) ermittelt. Eine Funktion f ist beispielhaft in der 2 dargestellt.Furthermore, the estimation unit includes 5 a calculation module 7 which determines a correction factor k from the first HU value C1, the second HU value C2 and the second diameter d by means of the function f according to equations (1) and (3) and the first diameter s as product of the second diameter d and the correction factor k according to equation (2). A function f is exemplary in the 2 shown.

In einer Weiterbildung kann die so bestimmte Gefäßstruktur als Eingangsgröße für iterative Methoden verwendet werden, und so eine quasi „True Lumen” Rekonstruktion durchgeführt werden, bei der die dargestellte Gefäßstruktur der Realität entspricht. Die so gewonnenen CT-Bilder sollten sich deutlich besser zur Flusssimulationen an Herzkranzgefäßen eignen.In a further development, the vessel structure determined in this way can be used as an input variable for iterative methods, and thus a quasi "true lumen" reconstruction can be carried out, in which the illustrated vessel structure corresponds to reality. The CT images obtained in this way should be much better suited for flow simulation of coronary vessels.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erstes Blutgefäßfirst blood vessel
22
zweites Blutgefäßsecond blood vessel
33
Zentrum des zweiten Blutgefäßes 2 Center of the second blood vessel 2
44
Kontrastmittelcontrast agents
55
Schätzeinheitestimator
66
Messmodulmeasurement module
77
Rechenmodulcalculation module
88th
Strahlungsemitterradiation emitter
99
Strahlungsdetektorradiation detector
1010
Objektobject
1111
Bildaufnahme- und SteuereinheitImage recording and control unit
100100
Ermittlung der Korrekturfaktor-Funktion fDetermination of the correction factor function f
101101
Bildaufnahmeimage capture
102102
Ermittlung des zweiten Durchmessers dDetermination of the second diameter d
103103
Ermittlung des ersten HU-Werts C1Determination of the first HU value C1
104104
Ermittlung des zweiten HU-Werts C2Determination of the second HU value C2
105105
Bestimmung des Korrekturfaktors kDetermination of the correction factor k
106106
Ermittlung des ersten Durchmessers sDetermination of the first diameter s
C1C1
erster HU-Wert des ersten Blutgefäßes 1 first HU value of the first blood vessel 1
C2C2
zweiter HU-Wert des zweiten Blutgefäßes 2 second HU value of the second blood vessel 2
ΔC.DELTA.C
KontrastunterschätzungContrast underestimation
dd
zweiter Durchmesser des ersten Blutgefäßes 1 second diameter of the first blood vessel 1
ff
Funktion des Korrekturfaktors kFunction of the correction factor k
kk
Korrekturfaktorcorrection factor
55
erster Durchmesser des ersten Blutgefäßes 1 first diameter of the first blood vessel 1

Claims (11)

Verfahren zur computertomografiebasierten näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers (s) eines ersten Blutgefäßes (1) eines Menschen oder eines Tieres, durch: – eine Ermittlung (102) eines durch Blooming verfälschten zweiten Durchmessers (d) des ersten Blutgefäßes (1), – eine Ermittlung (103) eines durch ein Kontrastmittel (4) verursachten, durch Blooming verfälschten ersten HU-Wertes (C1) des ersten Blutgefäßes (1), und – eine Ermittlung (104) eines durch das Kontrastmittel (4) verursachten, durch Blooming unverfälschten zweiten HU-Wertes (C2) eines zweiten Blutgefäßes (2), gekennzeichnet durch: – eine Bestimmung (105) eines Korrekturfaktors (k) aus dem ersten HU-Wert (C1), dem zweiten HU-Wert (C2) und dem zweiten Durchmesser (d) und – eine Ermittlung (106) des ersten Durchmessers (s) als Produkt des zweiten Durchmessers (d) und des Korrekturfaktors (k).Method for computer tomography-based approximate determination of a first diameter (s) of a first blood vessel ( 1 ) of a human or an animal, by: - an investigation ( 102 ) of a second diameter (d) of the first blood vessel falsified by blooming ( 1 ), - an investigation ( 103 ) one through a contrast agent ( 4 ), caused by blooming first HU value (C1) of the first blood vessel ( 1 ), and - a determination ( 104 ) one through the contrast agent ( 4 ), by blooming unadulterated second HU value (C2) of a second blood vessel ( 2 ), characterized by: - a provision ( 105 ) of a correction factor (k) from the first HU value (C1), the second HU value (C2) and the second diameter (d), and - a determination ( 106 ) of the first diameter (s) as a product of the second diameter (d) and the correction factor (k). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des zweiten Blutgefäßes (2) größer als der erste Durchmesser (s) ist.A method according to claim 1, characterized in that the diameter of the second blood vessel ( 2 ) is greater than the first diameter (s). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Blutgefäß (2) derart gewählt wird, dass der zweite HU-Wert (C2) im Zentrum (3) des zweiten Blutgefäßes (2) einem durch das Kontrastmittel (4) verursachten Enhancement entspricht.Method according to claim 2, characterized in that the second blood vessel ( 2 ) is chosen such that the second HU value (C2) in the center ( 3 ) of the second blood vessel ( 2 ) one through the contrast agent ( 4 ) corresponds to enhancement. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor (k) eine Funktion (f) einer Kontrastunterschätzung (ΔC) und des zweiten Durchmessers (d) ist, wobei die Kontrastunterschätzung (ΔC) gleich dem Quotienten aus der Differenz des zweiten und des ersten HU-Wertes (C1, C2) und dem zweiten HU-Wert (C2) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the correction factor (k) is a function (f) of a contrast underestimation (ΔC) and the second diameter (d), the contrast underestimation (ΔC) being equal to the quotient of the difference between the second and the second of the first HU value (C1, C2) and the second HU value (C2). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (f) durch computertomografiebasierte Messungen vorab ermittelt wird.A method according to claim 4, characterized in that the function (f) is determined in advance by computer tomography-based measurements. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (f) durch blutgefäßsimulierende Phantome bestimmt wird.A method according to claim 5, characterized in that the function (f) is determined by blood vessel-simulating phantoms. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion (f) durch Mittel der Signalübertragungstheorie bestimmt wird.A method according to claim 4, characterized in that the function (f) is determined by means of signal transmission theory. Schätzeinheit (5) zur computertomografiebasierten näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers (s) eines ersten Blutgefäßes (1) eines Menschen oder eines Tieres, umfassend: – ein Messmodul (6), das ausgebildet ist, einen durch Blooming verfälschten zweiten Durchmesser (d) des ersten Blutgefäßes (1), einen durch ein Kontrastmittel (4) verursachten, durch Blooming verfälschten ersten HU-Wert (C1) des ersten Blutgefäßes (1) und einen durch das Kontrastmittel (4) verursachten, durch Blooming unverfälschten zweiten HU-Wert (C2) eines zweiten Blutgefäßes (2) zu ermitteln, gekennzeichnet durch: – ein Rechenmodul (7), das ausgebildet und programmiert ist, einen Korrekturfaktor (k) aus dem ersten HU-Wert (C1), dem zweiten HU-Wert (C2) und dem zweiten Durchmesser (d) zu bestimmen und den ersten Durchmesser (s) als Produkt des zweiten Durchmessers (d) und des Korrekturfaktors (k) zu ermitteln.Treasure unit ( 5 ) for computer tomography-based approximate determination of a first diameter (s) of a first blood vessel ( 1 ) of a human or an animal comprising: - a measurement module ( 6 ) formed to adulterate a second diameter (d) of the first blood vessel adulterated by blooming ( 1 ), one through a contrast agent ( 4 ) caused by blooming first HU value (C1) of the first blood vessel ( 1 ) and one through the contrast agent ( 4 ), by blooming unadulterated second HU value (C2) of a second blood vessel ( 2 ), characterized by: - a calculation module ( 7 ) configured and programmed to determine a correction factor (k) from the first HU value (C1), the second HU value (C2) and the second diameter (d), and the first diameter (s) as product of of the second diameter (d) and the correction factor (k). Schätzeinheit (5) nach Anspruch 8, ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 7.Treasure unit ( 5 ) according to claim 8, adapted for carrying out a method according to one of claims 2 to 7. Computertomografiesystem zur computertomografiebasierten näherungsweisen Ermittlung eines ersten Durchmessers (s) eines ersten Blutgefäßes (1) eines Menschen oder eines Tieres mit: – einem Strahlungsemitter (8) und – einem Strahlungsdetektor (9), ausgebildet zur Aufnahme von medizinischen Bildern, gekennzeichnet durch: – eine Schätzeinheit (5) nach Anspruch 8 oder 9. Computer tomography system for computer tomography-based approximate determination of a first diameter (s) of a first blood vessel ( 1 ) of a human or an animal comprising: - a radiation emitter ( 8th ) and - a radiation detector ( 9 ) adapted to receive medical images, characterized by: - an estimation unit ( 5 ) according to claim 8 or 9. Digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einer programmierbaren Schätzeinheit (5) nach Anspruch 8 oder 9 zusammenwirken, dass das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt wird.Digital storage medium with electronically readable control signals, which can be programmed with a programmable estimator ( 5 ) according to claim 8 or 9 cooperate, that the method is carried out according to one of claims 1 to 7.
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