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DE102019218770A1 - Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes - Google Patents

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DE102019218770A1
DE102019218770A1 DE102019218770.6A DE102019218770A DE102019218770A1 DE 102019218770 A1 DE102019218770 A1 DE 102019218770A1 DE 102019218770 A DE102019218770 A DE 102019218770A DE 102019218770 A1 DE102019218770 A1 DE 102019218770A1
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DE
Germany
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image data
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training
gbd
projection
Prior art date
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Pending
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DE102019218770.6A
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Christian KAETHNER
Julie DiNitto
Annette Birkhold
Michael Manhart
Markus Kowarschik
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Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
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Publication date
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Priority to CN202011399500.9A priority patent/CN112908449B/zh
Priority to US17/110,270 priority patent/US11823387B2/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, umfassend:a) Empfangen von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Projektionsröntgenbildern, wobei die mehreren Projektionsröntgenbilder zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts abbilden, wobei die mehreren Projektionsröntgenbilder eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden,b) Bestimmen eines Veränderungsbilddatensatzes basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion der mehreren Projektionsröntgenbilder, wobei die zumindest eine Interessensregion mehrere Bildpunkte umfasst, wobei der Veränderungsbilddatensatz zu jedem der Bildpunkte jeweils eine Zeitintensitätskurve aufweist,c) Erzeugen des Gefäßbilddatensatzes basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz,d) Bereitstellen des Gefäßbilddatensatzes. Die Erfindung betrifft weiterhin ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, eine Bereitstellungeinheit, eine Trainingseinheit, ein medizinisches Röntgengerät, ein Computerprogrammprodukt, sowie ein computerlesbares Speichermedium.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, eine Bereitstellungeinheit, eine Trainingseinheit, ein medizinisches Röntgengerät, ein Computerprogrammprodukt, sowie ein computerlesbares Speichermedium.
  • Zur Erfassung zeitlicher Veränderungen an einer Untersuchungsregion eines Untersuchungsobjekts, beispielsweise einem menschlichen und/oder tierischen Patienten, werden häufig röntgenbasierte Bildgebungsverfahren eingesetzt. Dabei kann die zeitliche Veränderung an der Untersuchungsregion des Untersuchungsobjekts beispielsweise eine Ausbreitungsbewegung und/oder Fließbewegung eines Kontrastmittels in einem Gefäßsystem und/oder eine Bewegung eines medizinischen Objekts umfassen, beispielsweise eines medizinischen Instruments, insbesondere eines Katheters und/oder Führungsdrahtes, und/oder eines diagnostischen Instruments, insbesondere eines Endoskops.
  • Häufig umfassen die röntgenbasierten Bildgebungsverfahren eine digitale Subtraktionsangiographie (DSA), wobei zumindest zwei in zeitlicher Abfolge aufgenommene Röntgenbilder, welche zumindest teilweise den gemeinsamen Untersuchungsbereich abbilden, voneinander subtrahiert werden. Dabei ist eines der zumindest zwei Röntgenbilder häufig ein Maskenbild, welches in einer Maskenphase der DSA aufgenommen wurde. Ferner kann das zumindest eine weitere Röntgenbild häufig in einer Füllphase der DSA aufgenommen sein. Als Ergebnis der DSA wird häufig ein Differenzbild bereitgestellt. Hierdurch können häufig die für eine Behandlung und/oder Diagnostik irrelevanten und/oder störenden Bestandteile in dem Differenzbild, welche insbesondere zeitlich unveränderlich sind, reduziert und/oder entfernt werden.
  • Nachteilig ist dabei häufig, dass zur Abbildung eines Gefäßabschnitts in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts zwei verschiedene Phasen der Aufnahme der Röntgenbilder, die Maskenphase und die Füllphase, notwendig sind. Hierdurch kommt es, insbesondere bei einer 3D DSA, häufig zu einem erhöhten Zeitaufwand und einer erhöhten Röntgendosis für das Untersuchungsobjekt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein besonders zeit- und röntgendosiseffizientes Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Nachstehend wird die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowohl in Bezug auf Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes als auch in Bezug auf Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen einer trainierten Funktion beschrieben. Hierbei können Merkmale, Vorteile und alternative Ausführungsformen von Datenstrukturen und/ oder Funktionen bei Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes auf analoge Datenstrukturen und/oder Funktionen bei Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen einer trainierten Funktion übertragen werden. Analoge Datenstrukturen können hierbei insbesondere durch die Verwendung der Vorsilbe „Trainings“ gekennzeichnet sein. Weiterhin können die in Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes verwendeten trainierten Funktionen insbesondere durch Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen einer trainierten Funktion angepasst und/oder bereitgestellt worden sein.
  • Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes. Dabei werden in einem ersten Schritt a) mehrere in zeitlicher Abfolge aufgenommene Projektionsröntgenbilder empfangen. Hierbei bilden die mehreren Projektionsröntgenbilder zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts ab. Ferner bilden die mehreren Projektionsröntgenbilder eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts ab. In einem zweiten Schritt b) wird ein Veränderungsbilddatensatz basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion der mehreren Projektionsröntgenbilder bestimmt. Dabei umfasst die zumindest eine Interessensregion mehrere Bildpunkte. Des Weiteren weist der Veränderungsbilddatensatz zu jedem der Bildpunkte jeweils eine Zeitintensitätskurve auf. In einem dritten Schritt c) wird der Gefäßbilddatensatz basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz erzeugt. In einem vierten Schritt d) wird der Gefäßbilddatensatz bereitgestellt.
  • Das Empfangen der mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Projektionsröntgenbilder kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Ferner können mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Projektionsröntgenbilder von einer Bereitstellungseinheit eines medizinischen Röntgengeräts bereitgestellt werden.
  • Ferner können die mehreren Projektionsröntgenbilder mehrere Bildpunkte, insbesondere Pixel und/oder Voxel, aufweisen. Vorteilhafterweise bilden die mehreren Projektionsröntgenbilder zumindest teilweise den gemeinsamen Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts ab. Dabei kann jedes der mehreren Projektionsröntgenbilder vorteilhafterweise jeweils eine zweidimensionale Projektionsabbildung des gemeinsamen Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts umfassen. Vorteilhafterweise können die mehreren Projektionsröntgenbilder aus verschiedenen Projektionsrichtungen, insbesondere Angulationen, bezüglich des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts aufgenommen sein.
  • Zudem können die mehreren Projektionsröntgenbilder eine zeitliche Veränderung, insbesondere eine Ausbreitungsbewegung und/oder Fließbewegung eines Kontrastmittels in einem Gefäßsystem des Untersuchungsobjekts und/oder eine Bewegung eines medizinischen Objekts, beispielsweise eines Führungsdrahts und/oder eines Katheters und/oder eines Endoskops und/oder eines Laparoskops, in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden.
  • Des Weiteren kann der Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts vorteilhafterweise einen abzubildenden Gefäßabschnitt und/oder Abschnitt eines Gefäßbaums umfassen. Vorteilhafterweise kann der abzubildende Gefäßabschnitt und/oder Abschnitt des Gefäßbaums in der zumindest einen Interessensregion der mehreren Projektionsröntgenbilder abgebildet sein. Ferner können die mehreren Projektionsröntgenbilder die zeitliche Veränderung innerhalb des abzubildenden Gefäßabschnitts und/ oder innerhalb des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums, insbesondere vollständig, abbilden. Beispielsweise kann eine Ausbreitungsbewegung und/oder Fließbewegung eines Kontrastmittels bis zur Füllung und/oder bis zum Durchqueren des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums als die zeitliche Veränderung in den mehreren Projektionsröntgenbildern abgebildet sein. Ferner kann eine Bewegung eines medizinischen Objekts vorteilhafterweise von einer Anfangsposition hin bis zu einer Zielposition in den mehreren Projektionsröntgenbildern abgebildet sein.
  • In Schritt b) kann der Veränderungsbilddatensatz basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion (engl. regionof-interest, ROI) der mehreren Projektionsröntgenbilder bestimmt werden. Dabei kann die zumindest eine Interessensregion vorteilhafterweise anhand eines anatomischen Merkmals, beispielsweise dem abzubildenden Gefäßabschnitt und/oder dem abzubildenden Abschnitt des Gefäßbaums, vorgegeben sein. Ferner kann die zumindest eine Interessensregion jeweils mehrere Bildpunkte in den mehreren Projektionsröntgenbildern umfassen. Dabei kann ein Umfang und/oder eine Ausdehnung der zumindest einen Interessensregion in den mehreren Projektionsröntgenbildern abhängig von der darin enthaltenen Abbildung des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums sein.
  • Insbesondere kann die zumindest eine Interessensregion in den mehreren Projektionsröntgenbildern jeweils unterschiedliche Bildpunkte umfassen, die mit demselben abzubildenen Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts korrespondieren. Vorteilhafterweise kann die Bestimmung des Veränderungsbilddatensatzes auf den miteinander korrespondierenden Bildpunkten der zumindest einen Interessensregion der mehreren Projektionsröntgenbildern basieren. Dabei können die miteinander korrespondierenden Bildpunkte vorteilhafterweise jeweils denselben Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts in den mehreren Projektionsröntgenbildern abbilden.
  • Ferner können die mehreren Projektionsröntgenbilder derart aufgenommen sein, dass diese den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts aus Projektionsrichtungen mehrerer, insbesondere vollständiger, Rotationen, um das Untersuchungsobjekt herum, abbilden. Dabei kann der Veränderungsbilddatensatz vorteilhafterweise basierend auf der zumindest einen Interessensregion der Projektionsröntgenbilder mit zueinander korrespondierenden Projektionsrichtungen aus den verschiedenen Rotationen, insbesondere Rotationsläufen, bestimmt werden.
  • Vorteilhafterweise kann der Veränderungsbilddatensatz zu jedem der Bildpunkte der zumindest einen Interessensregion jeweils eine Zeitintensitätskurve aufweisen. Dabei kann jeder der Bildpunkte jeweils einen Intensitätswert, beispielsweise einen Grauwert und/oder RGB-Wert, aufweisen, wobei die Zeitintensitätskurve die Intensitätswerte des jeweiligen Bildpunkts über die Aufnahmezeitpunkte der mehreren Projektionsröntgenbilder umfasst. Dabei kann die Bestimmung des Veränderungsbilddatensatzes, insbesondere der Zeitintensitätskurven zu jedem der Bildpunkte, eine Interpolation und/oder Extrapolation umfassen. Der Veränderungsbilddatensatz kann vorteilhafterweise dreidimensional und/oder vierdimensional sein. Dabei kann der Veränderungsbilddatensatz die Bildpunkte der zumindest einen Interessensregion beispielsweise dreidimensional abbilden und die zeitliche Änderung der Intensitätswerte der Bildpunkte in der vierten Dimension umfassen.
  • Im Schritt c) kann der Gefäßbilddatensatz vorteilhafterweise basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz erzeugt werden. Dabei kann der Gefäßbilddatensatz beispielsweise eine zweidimensionale und/oder dreidimensionale Abbildung des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums aus dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts umfassen. Ferner kann der Gefäßbilddatensatz vorteilhafterweise eine zusätzliche Dimension zur Abbildung eines Flusses in dem darin abgebildeten Gefäßabschnitt und/ oder Abschnitt des Gefäßbaums aufweisen.
  • Ferner kann der Gefäßbilddatensatz ein zweidimensionales und/ oder dreidimensionales Gefäßmodell aufweisen. Dabei kann das Gefäßmodell vorteilhafterweise eine Zentrallinie und/oder eine geometrische und/oder physiologische Information, bei spielsweise einen Durchmesser und/oder einen Flussparameter, zu dem abgebildeten Gefäßabschnitt und/oder dem Abschnitt des Gefäßbaums aufweisen.
  • Dabei kann die Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes beispielsweise eine Segmentierung und/oder Maskierung der Bildpunkte der zumindest einen Interessensregion basierend auf den Zeitintensitätskurven des Veränderungsbilddatensatzes umfassen. Dabei können die Bildpunkte, die den Gefäßabschnitt und/oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbilden, klassifiziert werden. Ferner kann das Gefäßmodell, insbesondere die physiologische Information, basierend auf den Zeitintensitätskurven der Bildpunkte die den Gefäßabschnitt und/oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbilden, bestimmt werden.
  • Des Weiteren kann das Bereitstellen des Gefäßbilddatensatzes beispielsweise ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder ein Anzeigen auf einer Darstellungseinheit und/oder ein Übertragen an eine Bereitstellungseinheit umfassen.
  • Dabei kann gegenüber den bekannten DSA-Verfahren eine Maskenphase entfallen, wobei der Gefäßbilddatensatz basierend auf der in den mehreren Projektionsröntgenbildern der Füllphase enthaltenen Information erzeugt werden kann. Hierdurch kann vorteilhafterweise sowohl eine Zeitersparnis als auch eine Verringerung der Röntgendosis des Untersuchungsobjekts erreicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, kann der Gefäßbilddatensatz basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven des Veränderungsbilddatensatzes erzeugt werden.
  • Dabei kann der Schwellwert beispielsweise einen minimalen Intensitätswert umfassen, wobei der minimale Intensitätswert mit einem Bildkontrast korrespondiert, der einer Abbildung des Gefäßabschnitts und/oder des Abschnitts des Gefäßbaums entspricht. Dabei kann der Schwellwert vorteilhafterweise in Abhängigkeit eines Aufnahmeparameters und/oder eines Betriebsparameters des medizinischen Röntgengeräts zur Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder vorgegeben werden. Ferner kann der Schwellwert in Abhängigkeit einer Kontrastmitteldosis und/oder einer Injektionsrate eines Kontrastmittels und/oder eines physiologischen Parameters des Untersuchungsobjekts und/oder eines Betriebsparameter eines in dem Untersuchungsbereich angeordneten medizinischen Objekts vorgegeben werden. Zudem kann der Schwellwert basierend auf der in der zumindest einen Interessensregion abgebildeten anatomischen Region des Untersuchungsobjekts vorgegeben werden.
  • Dabei kann die Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes vorzugsweise basierend auf einem Vergleich der Zeitintensitätskurven des Verängerungsbilddatensatzes mit dem Schwellwert erfolgen. Insbesondere können die Bildpunkte des Veränderungsbilddatensatzes die eine Zeitintensitätskurve aufweisen, welche zumindest einen Intensitätswert oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts aufweist, zur Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes klassifiziert werden.
  • Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Bildpunkte des Veränderungsdatensatzes, deren Zeitintensitätskurve einen Intensitätswert oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts aufweist, derart klassifiziert werden, dass diese bei der Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes als Abbildung des Gefäßabschnitts und/oder des Abschnitts des Gefäßbaums berücksichtigt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, kann zu jeder Zeitintensitätskurve des Veränderungsbilddatensatzes jeweils eine zeitliche Varianz bestimmt werden. Ferner kann die Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes in Schritt c) eine Segmentierung der Bildpunkte basierend auf einem Vergleich der Varianz mit dem Schwellwert umfassen.
  • Dabei kann der Schwellwert eine minimale zeitliche Veränderung, insbesondere eine minimale zeitliche Varianz, bezüglich der Zeitintensitätskurven der Bildpunkte des Veränderungsbilddatensatzes vorgeben. Insbesondere kann der Schwellwert eine über einen bestimmten Zeitabschnitt gemittelte zeitliche Varianz bezüglich der Zeitintensitätskurven der Bildpunkte des Veränderungsbilddatensatzes vorgeben. Dabei kann der bestimmte Zeitabschnitt vorteilhafterweise in Abhängigkeit eines Betriebsparameters und/oder Aufnahmeparameters des Röntgengeräts und/oder in Abhängigkeit einer Injektionsrate des Kontrastmittels und/oder in Abhängigkeit eines physiologischen Parameters des Untersuchungsobjekts und/oder in Abhängigkeit eines Betriebsparameters eines in dem Untersuchungsbereich angeordneten medizinischen Objekts vorgegeben werden.
  • Ferner kann zu jeder der Zeitintensitätskurven eine, insbesondere über den bestimmten Zeitabschnitt gemittelte, zeitliche Varianz bestimmt werden, wobei der zugehörige Bildpunkt basierend auf einem Vergleich dieser zeitlichen Varianz mit dem Schwellwert klassifiziert wird. Dabei kann die zeitliche Varianz beispielsweise eine Information zu einer Verteilung der Intensitätswerte in dem bestimmten Zeitabschnitt umfassen. Ferner kann die Varianz ein Intervall von einem minimalen und einem maximalen Intensitätswert der Zeitintensitätskurve des jeweiligen Bildpunktes innerhalb des bestimmten Zeitabschnitts umfassen. Hierdurch kann eine besonders gegenüber Bildartefakten und/oder Bewegungsartefakten robuste Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes ermöglicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, kann eine zeitliche Maximumintensitätsprojektion (engl. temporal maximum intensity projection, TMIP) basierend auf den mehreren Projektionsröntgenbildern erzeugt werden. Dabei kann der Gefäßbilddatensatz zusätzlich basierend auf der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion erzeugt werden.
  • Dabei kann vorteilhafterweise vierdimensionaler Zwischenbilddatensatz und/oder zumindest zwei dreidimensionale Zwischenbilddatensätze basierend auf den mehreren Projektionsröntgenbildern rekonstruiert werden. Insbesondere kann jeweils ein dreidimensionaler Zwischenbilddatensatz zu den Projektionsröntgenbildern einer Rotation, insbesondere eines Rotationslaufs, der Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder rekonstriert werden. Hiernach können die dreidimensionalen Zwischenbilddatensätze gemäß der Aufnahmezeitpunkte der jeweiligen Projektionsröntgenbilder zu dem vierdimensionalen Zwischenbilddatensatz zusammengesetzt werden.
  • Dabei kann die zeitliche Maximumintensitätsprojektion insbesondere eine Projektion zumindest eines dreidimensionalen Zwischenbilddatensatzes entlang jeweils einer vorbestimmten Projektionsrichtung umfassen. Bei der Erzeugung der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion kann vorteilhafterweise entlang der vorbestimmten Projektionsrichtung jeweils ein Bildpunkt der zumindest zwei dreidimensionalen Zwischenbilddatensätze und/oder des vierdimensionalen Zwischenbilddatensatzes bestimmt werden, der mit einem Bildpunkt der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion korrespondiert. Dabei kann der bestimmte Bildpunkt vorteilhafterweise einen maximalen Intensitätswert, insbesondere eine maximale Summe von Intensitätswerten, entlang der zeitlichen Dimension der den zumindest zwei Zwischenbilddatensätzen zugeordneten Aufnahmezeitpunkte und/oder entlang der vierten Dimension des vierdimensionalen Zwischenbilddatensatzes aufweisen.
  • Durch die zusätzliche Berücksichtigung der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion bei der Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes in Schritt c) kann eine Robustheit der Segmentierung und/oder Maskierung des abzubildenden Gefäßabschnitts und/ oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums vorteilhaft verbessert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, kann das Erzeugen des Gefäßbilddatensatzes durch Anwenden einer trainierten Funktion auf Eingabedaten erfolgen. Dabei können die Eingabedaten auf dem Veränderungsbilddatensatz basieren. Ferner kann zumindest ein Parameter der trainierten Funktion auf einem Vergleich zwischen einem Trainingsgefäßbilddatensatz une einem Vergleichsbilddatensatz basieren.
  • Die trainierte Funktion kann vorteilhafterweise durch ein Verfahren des Maschinenlernens trainiert sein. Insbesondere kann die trainierte Funktion ein neuronales Netzwerk, insbesondere ein faltendes neuronales Netzwerk (engl. convolutional neural network, CNN) bzw. ein Netzwerk umfassend eine Faltungsschicht (engl. convolutional layer) sein.
  • Die trainierte Funktion bildet Eingabedaten auf Ausgabedaten ab. Hierbei können die Ausgabedaten insbesondere weiterhin von einem oder mehreren Parametern der trainierten Funktion abhängen. Der eine oder die mehreren Parameter der trainierten Funktion können durch ein Training bestimmt und/oder angepasst werden. Das Bestimmen und/oder das Anpassen des einen oder der mehreren Parameter der trainierten Funktion kann insbesondere auf einem Paar aus Trainingseingabedaten und zugehörigen Trainingsausgabedaten basieren, wobei die trainierte Funktion zur Erzeugung von Trainingsabbildungsdaten auf die Trainingseingabedaten angewendet wird. Insbesondere können das Bestimmen und/oder das Anpassen auf einem Vergleich der Trainingsabbildungsdaten und der Trainingsausgabedaten basieren. Im Allgemeinen wird auch eine trainierbare Funktion, das heißt eine Funktion mit noch nicht angepassten einen oder mehreren Parametern, als trainierte Funktion bezeichnet.
  • Andere Begriffe für trainierte Funktion sind trainierte Abbildungsvorschrift, Abbildungsvorschrift mit trainierten Parametern, Funktion mit trainierten Parametern, Algorithmus basierend auf künstlicher Intelligenz, Algorithmus des maschinellen Lernens. Ein Beispiel für eine trainierte Funktion ist ein künstliches neuronales Netzwerk, wobei die Kantengewichte des künstlichen neuronalen Netzwerks den Parametern der trainierten Funktion entsprechen. Anstatt des Begriffs „neuronales Netzwerk“ kann auch der Begriff „neuronales Netz“ verwendet werden. Insbesondere kann eine trainierte Funktion auch ein tiefes künstliches neuronales Netzwerk sein (engl. deep neural network, deep artificial neural network). Ein weiteres Beispiel für eine trainierte Funktion ist eine „Support Vector Machine“, weiterhin sind auch insbesondere andere Algorithmen des maschinellen Lernens als trainierte Funktion einsetzbar.
  • Die trainierte Funktion kann insbesondere mittels einer Rückpropagation trainiert sein. Zunächst können Trainingsabbildungsdaten durch Anwendung der trainierten Funktion auf Trainingseingabedaten bestimmt werden. Hiernach kann eine Abweichung zwischen den Trainingsabbildungsdaten und den Trainingsausgabedaten durch Anwendung einer Fehlerfunktion auf die Trainingsabbildungsdaten und die Trainingsausgabedaten ermittelt werden. Ferner kann zumindest ein Parameter, insbesondere eine Gewichtung, der trainierten Funktion, insbesondere des neuronalen Netzwerks, basierend auf einem Gradienten der Fehlerfunktion bezüglich des zumindest einen Parameters der trainierten Funktion iterativ angepasst werden. Hierdurch kann die Abweichung zwischen den Trainingsabbildungsdaten und den Trainingsausgabedaten während des Trainings der trainierten Funktion vorteilhafterweise minimiert werden.
  • Vorteilhafterweise weist die trainierte Funktion, insbesondere das neuronale Netzwerk, eine Eingabeschicht und eine Ausgabeschicht auf. Dabei kann die Eingabeschicht zum Empfangen von Eingabedaten ausgebildet sein. Ferner kann die Ausgabeschicht zum Bereitstellen von Abbildungsdaten ausgebildet sein. Dabei kann die Eingabeschicht und/oder die Ausgabeschicht jeweils mehrere Kanäle, insbesondere Neuronen, umfassen.
  • Vorzugsweise kann zumindest ein Parameter der trainierten Funktion auf einem Vergleich von einem Trainingsgefäßbilddatensatz mit einem Vergleichsgefäßbilddatensatz basieren. Dabei kann der Trainingsgefäßbilddatensatz und/oder der Vergleichsgefäßbilddatensatz vorteilhafterweise als Teil eines vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, welches im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert wird, bestimmt werden. Insbesondere kann die trainierte Funktion durch eine Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion bereitgestellt werden.
  • Hierdurch können vorteilhafterweise sämtliche in den Zeitintensitätskurven des Veränderungsbilddatensatzes enthaltene, insbesondere zur Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes relevante, Informationen durch die trainierte Funktion verarbeitet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, können die Eingabedaten der trainierten Funktion weiterhin auf der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion basieren.
  • Hierdurch kann eine Robustheit der Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes durch die Anwendung der trainierten Funktion auf die Eingabedaten vorteilhaft verbessert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, können die mehreren Projektionsröntgenbilder verschiedene zeitlich aufeinanderfolgende Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden. Dabei kann Schritt b) ein Bestimmen von jeweis einem Phasenveränderungsbilddatensatz zu jeder der Phasen der zeitlichen Veränderung umfassen. Des Weiteren kann der Gefäßbilddatensatz in Schritt c) basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen erzeugt werden.
  • Dabei können die verschiedenen zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts basierend auf einem physiologischen Parameter des Untersuchungsobjekts und/oder basierend auf einem Betriebsparameter und/oder Aufnahmeparameter des medizinischen Röntgengeräts zur Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder und/oder basierend auf einer Injektionsrate eines Kontrastmittels und/oder basierend auf einem Betriebsparameter eines in dem Untersuchungsbereich angeordneten medizinischen Objekts vorgegeben werden.
  • Dabei können die Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts beispielsweise jeweils eine zeitlich und räumlich begrenzte Anordnung eines Kontrastmittels in dem abzubildenden Gefäßabschnitt und/oder dem abzubildenden Abschnitt des Gefäßbaums umfassen. Beispielsweise können die Phasen der zeitlichen Veränderung derart anhand der Injektionsrate des Kontrastmittels und/oder anhand des Betriebsparameters und/oder des Aufnahmeparameters des medizinischen Röntgengeräts vorgegeben werden, dass in jeder Phase das Kontrastmittel in jeweils einem anderen, insbesondere benachbartem, Teilabschnitt des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums angeordnet ist. Hierdurch kann vorteilhafterweise auf eine vollständige Füllung des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums mit dem Kontrastmittel verzichtet werden. Es kann somit genügen, wenn ein zeitlich und räumlich begrenzter Kontrastmittelbolus den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts während der Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder durchfließt. Dabei kann die zeitliche Veränderung derart in die zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen unterteilt werden, dass jede der Phasen einer gegenüber der vorigen Phase geänderte Anordnung des Kontrastmittelbolus in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts entspricht.
  • Ferner können die Phasen der zeitlichen Veränderung derart vorgegebenen werden, dass jede der zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen einer gegenüber der vorigen Phase geänderten Anordnung des medizinischen Objekts in dem abzubildenden Gefäßabschnitt und/oder in dem abzubildenden Abschnitt des Gefäßbaums entspricht.
  • Insbesondere können die mehreren Projektionsröntgenbilder derart aufgenommen sein, dass die Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts durch jeweils eine Teilmenge der mehreren Projektionsröntgenbilder, die einer Rotation, insbesondere einem Rotationslauf, entsprechen, abgebildet werden.
  • Zu jeder der zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen der zeitlichen Veränderung kann in Schritt b) vorteilhafterweise ein Phasenveränderungsbilddatensatz bestimmt werden. Dabei können die Phasenveränderungsbilddatensätze, insbesondere analog zum Veränderungsbilddatensatz, basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion der Projektionsröntgenbilder die mit der jeweiligen Phase korrespondieren, bestimmt werden. Insbesondere kann jeweils einer der Phasenveärnderungsbilddatensätze basierend auf der zumindest einen Interessensregion der mit der jeweiligen Phase korrespondierenden Teilmenge der mehreren Projektionsröntgenbilder bestimmt werden. Dabei kann die zumindest eine Interessensregion mehrere Bildpunkte der jeweiligen Teilmenge der mehreren Projektionsröntgenbilder umfassen. Ferner kann jeder der Phasenveränderungsbilddatensätze die Bildpunkte der zumindest einen Interessensregion aufweisen. Zudem kann jeder der Phasenveränderungsbilddatensätze zu jedem der Bildpunkte jeweils eine Zeitintensitätskurve aufweisen. Die Zeitintensitätskurven können die Intensitätswerte des jeweiligen Bildpunkts über die Aufnahmezeitpunkte der jeweiligen Teilmenge der mehreren Projektionsröntgenbilder umfassen. Insbesondere kann jeder Phasenveränderungsbilddatensatz die Zeitintensitätskurven zu dem mit der zeitlichen Phase korrespondierenden Zeitabschnitt der Aufnahmezeitpunkte der mehreren Projektionsröntgenbilder umfassen.
  • In Schritt c) kann der Gefäßbilddatensatz vorteilhafterweise basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen erzeugt werden. Hierfür kann jeweils ein Teilabschnitt des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums in den Phasenveränderungsbilddatensätzen basierend auf den Zeitintensitätskurven segmentiert und/oder maskiert werden. Durch, insbesondere gewichtete, Überlagerung und/oder Addition und/oder Multiplikation kann der Gefäßbilddatensatz basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen, insbesondere den daraus segmentierten und/oder maskierten Teilabschnitten des abzubildenden Gefäßabschnitts und/ oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums, erzeugt werden.
  • Hierdurch kann eine besonders genaue und recheneffiziente Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes ermöglicht werden. Ferner können der Zeitaufwand, die Röntgendosis und die Kontrastmitteldosis zur Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder durch die Vorgabe der zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich vorteilhaft verringert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, können die Phasenveränderungsbilddatensätze zu jedem der Bildpunkte jeweils eine Zeitintensitätskurve aufweisen. Dabei kann der Gefäßbilddatensatz basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven der Phasenveränderungsbilddatensätze vervollständigt werden.
  • Dabei kann der Schwellwert beispielsweise einen minimalen Intensitätswert umfassen, wobei der minimale Intensitätswert mit einem Bildkontrast korrespondiert, der einer Abbildung des Gefäßabschnitts und/oder des Abschnitts des Gefäßbaums entspricht. Ferner kann der Schwellwert eine minimale zeitliche Veränderung, insbesondere eine minimale zeitliche Varianz, bezüglich der Zeitintensitätskurven der Bildpunkte des jeweiligen Veränderungsbilddatensatzes vorgeben. Insbesondere kann der Schwellwert eine über einen bestimmten Zeitabschnitt gemittelte zeitliche Varianz bezüglich der Zeitintensitätskurven der Bildpunkte des jeweiligen Veränderungsbilddatensatzes vorgeben. Dabei kann der bestimmte Zeitabschnitt vorteilhafterweise in Abhängigkeit eines Betriebsparameters und/oder Aufnahmeparameters des Röntgengeräts und/oder in Abhängigkeit einer Injektionsrate des Kontrastmittels und/oder in Abhängigkeit eines physiologischen Parameters des Untersuchungsobjekts und/oder in Abhängigkeit eines Betriebsparameters eines in dem Untersuchungsbereich angeordneten medizinischen Objekts vorgegeben werden.
  • Dabei kann die Vervollständigung des Gefäßbilddatensatzes vorteilhafterweise schrittweise erfolgen. Dabei können in einem ersten Schritt die Bildpunkte eines ersten Phasenveränderungsbilddatensatzes basierend auf dem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven des ersten Phasenveränderungsbilddatensatzes klassifiziert werden.
  • Die Klassifizierung der Bildpunkte des ersten Phasenveränderungsbilddatensatzes kann beispielsweise auf einem Vergleich der Zeitintensitätskurven des Verängerungsbilddatensatzes mit dem Schwellwert basieren. Insbesondere können die Bildpunkte des ersten Veränderungsbilddatensatzes die eine Zeitintensitätskurve aufweisen, welche zumindest einen Intensitätswert oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts aufweist, zur als den Gefäßabschnitt und/oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbildende Bildpunkte klassifiziert werden.
  • Ferner kann zu jeder der Zeitintensitätskurven eine, insbesondere über den bestimmten Zeitabschnitt gemittelte, zeitliche Varianz bestimmt werden, wobei der zugehörige Bildpunkt basierend auf einem Vergleich dieser zeitlichen Varianz mit dem Schwellwert klassifiziert wird. Dabei kann die zeitliche Varianz beispielsweise eine Information zu einer Verteilung der Intensitätswerte in dem bestimmten Zeitabschnitt umfassen. Ferner kann die Varianz ein Intervall von einem minimalen und einem maximalen Intensitätswert der Zeitintensitätskurve des jeweiligen Bildpunktes innerhalb des bestimmten Zeitabschnitts umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann die Klassifizierung der Bildpunkte der weiteren Phasenveränderungsbilddatensätze in den weiteren Schritten der Vervollständigung des Gefäßbilddatensatzes vorzugsweise analog zur Klassifizierung der Bildpunkte des ersten Phasenveränderungsbilddatensatzes basierend auf dem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven des jeweiligen Phasenveränderungsbilddatensatzes erfolgen. Dabei können die in dem ersten Schritt als den Gefäßabschnitt und/ oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbildend klassifizierte Bildpunkte in den weiteren Schritten der Vervollständigung des Gefäßbilddatensatzes berücksichtigt und/oder von der weiteren Klassifizierung ausgenommen werden. Dabei kann der Gefäßbilddatensatz vorteilhafterweise alle in den Schritten der Vervollständigung als den Gefäßabschnitt und/oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbildend klassifizierte Bildpunkte umfassen. Hierdurch kann eine besonders recheneffiziente Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes ermöglicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, kann die Vervollständigung der Gefäßbilddatensätze schrittweise basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen erfolgen. Dabei können in jedem Schritt der Vervollständigung des Gefäßbilddatensatzes Bildpunkte anhand des Schwellwerts bezüglich der Zeitintensitätskurven des jeweiligen Phasenveränderungsbilddatensatzes klassifiziert werden. Hierbei kann die Klassifizierung der Bildpunkte ausgehend von den zuvor bereits klassifizierten Bildpunkten erfolgen.
  • Dabei kann die Klassifizierung der Bildpunkte vorteilhafterweise in einer Umgebung, insbesondere in benachbarten Bildpunkten, zu als den Gefäßabschnitt und/oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbildend klassifizierten Bildpunkten beginnen. Dabei kann insbesondere zusätzlich eine anatomische und/oder geometrische Information, insbesondere eine Wahrscheinlichkeitsinformation, bezüglich eines Verlaufs des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums bei der schrittweisen Klassifizierung der Bildpunkte ausgehend von den bereits klassifizierten Bildpunkten berücksichtigt werden. Insbesondere kann eine Richtung und/ oder ein Bereich von Bildpunkten für die besonders recheneffiziente Klassifizierung der Bildpunkte in den weiteren Phasenveränderungsbilddatensätzen basierend auf der anatomischen und/oder geometrischen Information vorgegeben werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, kann die zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts durch einen Kontrastmittelbolus hervorgerufen werden.
  • Dabei kann der Kontrastmittelbolus einen zeitlich und räumlich begrenzten Kontrastmittelfluss in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts beschreiben. Insbesondere kann der Kontrastmittelbolus den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts während der Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder durchfließen.
  • Insbesondere können die mehreren Projektionsröntgenbilder derart aufgenommen sein, dass ein Kontrastmittelbolus, der in jeweils einem der mehreren Projektionsröntgenbilder nur einen räumlichen Teilbereich des abzubildenden Gefäßabschnitts und/oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums durchfließt, in den mehreren Projektionsröntgenbildern im zeitlichen Verlauf vollständig abgebildet ist.
  • Dabei kann gegenüber den bekannten DSA-Verfahren eine Maskenphase entfallen, wobei der Gefäßbilddatensatz basierend auf dem, in den mehreren Projektionsröntgenbildern im zeitlichen Verlauf des Durchflusses abgebildeten, Kontrastmittelbolus erzeugt werden kann. Hierdurch kann vorteilhafterweise sowohl eine Zeitersparnis als auch eine Verringerung der Röntgendosis des Untersuchungsobjekts erreicht werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion. Dabei werden in einem ersten Schritt mehrere in zeitlicher Abfolge aufgenommene Trainingsprojektionsröntgenbilder empfangen. Hierbei bilden die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts ab. Ferner bilden die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts ab. In einem zweiten Schritt wird ein Trainingsveränderungsbilddatensatz basierend auf jeweils zumindest einer Trainingsinteressensregion der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder bestimmt. Dabei umfasst die zumindest eine Trainingsinteressensregion mehrere Trainingsbildpunkte. Zudem weist der Trainingsveränderungsbilddatensatz zu jedem der Trainingsbildpunkte jeweils eine Trainingszeitintensitätskurve auf. In einem vierten Schritt wird ein Vergleichsgefäßbilddatensatz basierend auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz erzeugt. In einem fünften Schritt wird ein Trainingsgefäßbilddatensatz durch Anwenden der trainierten Funktion auf Eingabedaten erzeugt. Dabei basieren die Eingabedaten auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz. In einem sechsten Schritt wird zumindest ein Parameter der trainierten Funktion basierend auf einem Vergleich zwischen dem Vergleichsgefäßbilddatensatz und dem Trainingsgefäßbilddatensatz angepasst. Hiernach wird die trainierte Funktion bereitgestellt.
  • Das Empfangen der mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Trainingsprojektionsröntgenbilder kann insbesondere ein Erfassen und/oder Auslesen eines computerlesbaren Datenspeichers und/oder ein Empfangen aus einer Datenspeichereinheit, beispielsweise einer Datenbank, umfassen. Ferner können mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Trainingsprojektionsröntgenbilder von einer Bereitstellungseinheit eines medizinischen Röntgengeräts bereitgestellt werden.
  • Die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder können insbesondere alle Eigenschaften der mehreren Projektionsröntgenbilder aufweisen, die in Bezug zum computerimplementierten Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes beschrieben wurden und umgekehrt. Insbesondere können die Trainingsprojektionsröntgenbilder Projektionsröntgenbilder sein.
  • Ferner können die Trainingsprojektionsröntgenbilder simuliert werden.
  • Ferner können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder mehrere Bildpunkte, insbesondere Pixel und/oder Voxel, aufweisen. Vorteilhafterweise bilden die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder zumindest teilweise den gemeinsamen Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts ab. Dabei kann jedes der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder vorteilhafterweise jeweils eine zweidimensionale Projektionsabbildung des gemeinsamen Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts umfassen. Vorteilhafterweise können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder aus verschiedenen Projektionsrichtungen, insbesondere Angulationen, bezüglich des Untersuchungsbereichs des Untersuchungsobjekts aufgenommen sein.
  • Zudem können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder eine zeitliche Veränderung, insbesondere eine Ausbreitungsbewegung und/oder Fließbewegung eines Kontrastmittels in einem Gefäßsystem des Untersuchungsobjekts und/oder eine Bewegung eines medizinischen Objekts, beispielsweise eines Führungsdrahts und/oder eines Katheters und/oder eines Endoskops und/oder eines Laparoskops, in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden.
  • Der Trainingsveränderungsbilddatensatz kann basierend auf der jeweils zumindest einen Interessensregion der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder bestimmt werden. Dabei kann die zumindest eine Trainingsinteressensregion vorteilhafterweise anhand eines anatomischen Merkmals, beispielsweise dem abzubildenden Gefäßabschnitt und/oder dem abzubildenden Abschnitt des Gefäßbaums, vorgegeben sein. Ferner kann die zumindest eine Trainingsinteressensregion jeweils mehrere Trainingsbildpunkte in den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern umfassen. Dabei kann ein Umfang und/oder eine Ausdehnung der zumindest einen Trainingsinteressensregion in den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern abhängig von der darin enthaltenen Abbildung des abzubildenden Gefäßabschnitts und/ oder des abzubildenden Abschnitts des Gefäßbaums sein.
  • Insbesondere kann die zumindest eine Trainingsinteressensregion in den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern jeweils unterschiedliche Trainingsbildpunkte umfassen, die mit demselben abzubildenen Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts korrespondieren. Vorteilhafterweise kann die Bestimmung des Trainingsveränderungsbilddatensatzes auf den miteinander korrespondierenden Trainingsbildpunkten der zumindest einen Trainingsinteressensregion der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern basieren. Dabei können die miteinander korrespondierenden Trainingsbildpunkte vorteilhafterweise jeweils denselben Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts in den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern abbilden.
  • Ferner können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder derart aufgenommen sein, dass diese den Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts aus Projektionsrichtungen mehrerer, insbesondere vollständiger, Rotationen, um das Untersuchungsobjekt herum, abbilden. Dabei kann der Trainingsveränderungsbilddatensatz vorteilhafterweise basierend auf der zumindest einen Interessensregion der Trainingsprojektionsröntgenbilder mit zueinander korrespondierenden Projektionsrichtungen aus den verschiedenen Rotationen, insbesondere Rotationsläufen, bestimmt werden.
  • Vorteilhafterweise kann der Trainingsveränderungsbilddatensatz zu jedem der Trainingsbildpunkte der zumindest einen Trainingsinteressensregion jeweils eine Trainingszeitintensitätskurve aufweisen. Dabei kann jeder der Trainingsbildpunkte jeweils einen Intensitätswert, beispielsweise einen Grauwert und/oder RGB-Wert, aufweisen, wobei die Trainingszeitintensitätskurve die Intensitätswerte des jeweiligen Trainingsbildpunkts über die Aufnahmezeitpunkte der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder umfasst. Dabei kann die Bestimmung des Trainingsveränderungsbilddatensatzes, insbesondere der Trainingszeitintensitätskurven zu jedem der Trainingsbildpunkte, eine Interpolation und/oder Extrapolation umfassen. Der Trainingsveränderungsbilddatensatz kann vorteilhafterweise dreidimensional und/oder vierdimensional sein. Dabei kann der Trainingsveränderungsbilddatensatz die Trainingsbildpunkte der zumindest einen Trainingsinteressensregion beispielsweise dreidimensional abbilden und die zeitliche Änderung der Intensitätswerte der Trainingsbildpunkte in der vierten Dimension umfassen.
  • Der Vergleichsgefäßbilddatensatz kann vorteilhafterweise gemäß einer Ausführungsform des vorgeschlagenenen Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes, wobei der Vergleichsgefäßbilddatensatz basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Trainingszeitintensitätskurven des Trainingsveränderungsbilddatensatzes erzeugt wird. Dabei können der Trainingsveränderungsbilddatensatz umfassend die Trainingszeitintensitätskurven als Veränderungsbilddatensatz umfassend die Zeitintensitätskurven bereitgestellt werden. Ferner kann der Vergleichsgefäßbilddatensatz durch manuelle und/oder halbautomatische Annotation des Veränderungsbilddatensatzes erzeugt werden.
  • Des Weiterne können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder basierend auf einem Gefäßmodell simuliert sein. Dabei kann der Vergleichsgefäßbilddatensatz vorteilhafterweise zusätzlich basierend auf dem der Simulation zugrundeliegenden Gefäßmodell erzeugt werden.
  • Durch Anwenden der trainierten Funktion auf die Eingabedaten, welche auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz basieren, kann vorteilhafterweise der Trainingsgefäßbilddatensatz erzeugt werden.
  • Des Weiteren kann zumindest ein Parameter der trainierten Funktion basierend auf dem Vergleich zwischen dem Trainingsgefäßbilddatensatz und dem Vergleichsbilddatensatz angepasst werden. Dabei kann der Vergleich beispielsweise eine Differenz und/oder ein Skalarprodukt und/oder basierend auf geometrischen und/oder anatomischen Merkmalen erfolgen.
  • Hierdurch kann die Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes durch Anwenden der trainierten Funktion auf die Eingabedaten vorteilhafterweise verbessert werden. Insbesondere können Bildpunkte des Veränderungsdatensatzes, die nicht direkt anhand des Veränderungsbilddatensatzes, insbesondere anhand der Zeitintensitätskurven, als den Gefäßabschnitt und/oder den Abschnitt des Gefäßbaums abbildende Bildpunkte klassifiziert werden können, durch Anwendung der trainierten Funktion zuverlässig klassifiziert werden. Dabei kann die trainierte Funktion beispielsweise Lücken und/oder Artefakte in dem Veränderungsbilddatensatz zwischen anatomisch zusammenhängenden Strukturen bei der Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes vervollständigen und/oder korrigieren.
  • Das Bereitstellen der trainierten Funktion kann insbesondere ein Speichern auf einem computerlesbaren Speichermedium und/ oder ein Übertragen an eine Bereitstellungseinheit umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine trainierte Funktion bereitgestellt werden, die in einer Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes verwendet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, kann in einem weiteren Schritt eine zeitliche Trainingsmaximumintensitätsprojektion basierend auf den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern bestimmt werden. Ferner können die Eingabedaten der trainierten Funktion zusätzlich auf der zeitlichen Trainingsmaximumintensitätsprojektion basieren.
  • Dabei kann die zeitliche Trainingsmaximumintensitätsprojektion vorteilhafterweise analog zur vorstehend beschriebenen Bestimmung der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion bestimmt werden. Die zeitliche Trainingsmaximumsintensitätsprojektion kann insbesondere alle Eigenschaften der zeitlichen Maximumsintensitätsprojektion aufweisen, die in Bezug zum computerimplementierten Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes beschrieben wurden und umgekehrt. Insbesondere kann die zeitliche Trainingsmaximumsintensitätsprojektion eine zeitliche Maximumintensitätsprojektion sein.
  • Dadurch, dass die Eingabedaten der trainierten Funktion zusätzlich auf der zeitlichen Trainingsmaximumsintensitätsprojektion basieren, kann eine Robustheit der Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes vorteilhaft verbessert werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt eine Bereitstellungseinheit umfassend eine Recheneinheit und eine Schnittstelle. Dabei kann die Schnittstelle zum Empfangen von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Projektionsröntgenbildern ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Recheneinheit dazu ausgebildet sein, einen Veränderungsbilddatensatz basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion der mehreren Projektionsröntgenbilder zu bestimmen. Zudem kann die Recheneinheit zur Erzeugung eines Gefäßbilddatensatzes basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz ausgebildet sein. Die Schnittstelle kann ferner zum Bereitstellen des Gefäßbilddatensatzes ausgebildet sein.
  • Eine solche Bereitstellungseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes und ihre Aspekte auszuführen. Die Bereitstellungseinheit ist dazu ausgebildet, diese Verfahren und ihre Aspekte auszuführen, indem die Schnittstelle und die Recheneinheit ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen.
  • Die Vorteile der vorgeschlagenen Bereitstellungseinheit entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
  • Die Erfindung betrifft in einem vierten Aspekt eine Trainingseinheit, die dazu ausgebildet ist, die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion und ihre Aspekte auszuführen. Die Trainingseinheit umfasst vorteilhafterweise eine Trainingsschnittstelle und eine Trainingsrecheneinheit. Die Trainingseinheit ist dazu ausgebildet, diese Verfahren und ihre Aspekte auszuführen, indem die Trainingsschnittstelle und die Trainingsrecheneinheit ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen.
  • Dabei kann die Trainingsschnittstelle zum Empfangen von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Trainingsprojektionsröntgenbildern ausgebildet sein. Ferner kann die Trainingsrecheneinheit zum Bestimmen eines Trainingsveränderungsbilddatensatzes basierend auf jeweils zumindest einer Trainingsinteressensregion der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder ausgebildet sein. Zudem kann die Trainingsrecheneinheit zum Erzeugen eines Vergleichsgefäßbilddatensatzes basierend auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Trainingsrecheneinheit zum Erzeugen eines Trainingsgefäßbilddatensatzes durch Anwenden der trainierten Funktion auf Eingabedaten, die auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz basieren, ausgebildet sein. Ferner kann die Trainingsrecheneinheit zum Anpassen zumindest eines Parameters der trainierten Funktion basierend auf einem Vergleich zwischen dem Vergleichsgefäßbilddatensatz und dem Trainingsgefäßbilddatensatz ausgebildet sein. Zudem kann die Trainingsschnittstelle zum Bereitstellen der trainierten Funktion ausgebildet sein.
  • Die Vorteile der vorgeschlagenen Trainingseinheit entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
  • Die Erfindung betrifft in einem fünften Aspekt ein medizinisches Röntgengerät umfassend eine vorgeschlagene Bereitstellungeinheit. Dabei ist das medizinische Röntgengerät, insbesondere die Bereitstellungseinheit, zur Ausführung eines vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes ausgebildet. Insbesondere kann das medizinische Röntgengerät als medizinisches C-Bogen-Röntgengerät und/oder als Computertomographieanlage ausgebildet sein. Dabei kann das medizinische Röntgengerät ferner zur Aufnahme und/oder zum Empfangen und/oder zum Bereitstellen der mehreren Projektionsröntgenbilder ausgebildet sein.
  • Die Vorteile des vorgeschlagenen medizinischen Röntgengeräts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
  • Die Erfindung betrifft in einem sechsten Aspekt ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Bereitstellungseinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden; und/oder welches direkt in einen Trainingsspeicher einer Trainingseinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion und/oder eines seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Trainingseinheit ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem siebten Aspekt ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einer Bereitstellungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit ausgeführt werden; und/oder auf welchem von einer Trainingseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion und/oder eines seiner Aspekte auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Trainingseinheit ausgeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft in einem achten Aspekt ein Computerprogramm oder computerlesbares Speichermedium, umfassend eine trainierte Funktion bereitgestellt durch ein vorgeschlagenes computerimplementiertes Verfahren oder eines seiner Aspekte.
  • Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Bereitstellungseinheiten und/oder Trainingseinheiten auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, sowie Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen
    • 1 bis 5 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes,
    • 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion,
    • 7 bis 10 eine schematische Darstellung einer zeitlichen Veränderung in einem Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts,
    • 11 eine schematische Darstellung einer vorgeschlagenen Bereitstellungseinheit,
    • 12 eine schematische Darstellung einer vorgeschlagenen Trainingseinheit,
    • 13 eine schematische Darstellung eines medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts beispielhaft für ein vorgeschlagenes medizinisches Bildgebungsgerät.
  • In 1 ist eine Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes schematisch dargestellt. Dabei können in einem ersten Schritt a) mehrere in zeitlicher Abfolge aufgenommene Projektionsröntgenbilder BD empfangen werden REC-BD. Dabei können die mehreren Projektionsröntgenbilder BD zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts ab. Ferner können die mehreren Projektionsröntgenbilder BD eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden. In einem zweiten Schritt b) kann ein Veränderungsbilddatensatz VBD basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion ROI der mehreren Projektionsröntgenbilder BD bestimmt werden DET-VBD. Dabei kann die zumindest eine Interessensregion ROI mehrere Bildpunkte BP umfassen. Ferner kann der Veränderungsbilddatensatz VBD zu jedem der Bildpunkte BP jeweils eine Zeitintensitätskurve TIC aufweisen. In einem dritten Schritt c) kann der Gefäßbilddatensatz GBD basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz VBD erzeugt werden DET-GBD. In einem vierten Schritt d) kann der Gefäßbilddatensatz GBD bereitgestellt werden PROV-GBD.
  • Zudem kann der Gefäßbilddatensatz GBD basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven TIC des Veränderungsbilddatensatzes VBD erzeugt werden DET-GBD.
  • 2 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD. Dabei kann zu jeder Zeitintensitätskurve TIC des Veränderungsbilddatensatzes VBD jeweils eine zeitliche Varianz bestimmt werden DET-TIC-VAR. Ferner kann die Erzeugung des Gefäßbilddatensatzes DET-GBD in Schritt c) eine Segmentierung der Bildpunkte BP des Veränderungsbilddatensatzes VBD basierend auf einem Vergleich der Varianz mit dem Schwellwert umfassen.
  • In 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD schematisch dargestellt. Dabei kann eine zeitliche Maximumintensitätsprojektion TMIP basierend auf den mehreren Projektionsröntgenbildern BD erzeugt werden DET-TMIP. Ferner kann der Gefäßbilddatensatz GBD vorteilhafterweise zusätzlich basierend auf der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion TMIP erzeugt werden DET-GBD.
  • 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD. Dabei kann das Erzeugen des Gefäßbilddatensatzes DET-GBD durch Anwenden einer trainierten Funktion TF-GBD auf Eingabedaten erfolgen. Hierbei können die Eingabedaten auf dem Veränderungsbilddatensatz VBD basieren. Ferner kann zumindest ein Parameter der trainierten Funktion TF-GBD auf einem Vergleich zwischen einem Trainingsgefäßbilddatensatz und einem Vergleichsgefäßbilddatensatz basieren.
  • Zudem können die Eingabedaten weiterhin auf der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion TMIP basieren.
  • In der in 5 schematisch dargestellten Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD, können die mehreren Projektionsröntgenbilder BD verschiedene zeitlich aufeinanderfolgende Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden. Dabei kann Schritt b) ferner ein Bestimmen von jeweils einem Phasenveränderungsbilddatensatz VBD.1, VBD.2 bis VBD.n zu jeder der Phasen der zeitlichen Veränderung umfassen. Ferner können die Phasenveränderungsbilddatensätze VBD.1, VBD.2 bis VBD.n zu jedem der Bildpunkte BP jeweils eine Zeitintensitätskurve TIC aufweisen. Dabei kann der Gefäßbilddatensatz GBD basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven TIC der Phasenveränderungsbilddatensätze VBD.1, VBD.2 bis VBD.n vervollständigt werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Vervollständigung des Gefäßbilddatensatzes GBD schrittweise basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen VBD.1, VBD.2 bis VBD.n erfolgen. Dabei können in jedem Schritt der Vervollständigung des Gefäßbilddatensatzes Bildpunkte anhand des Schwellwerts bezüglich der Zeitintensitätskurven TIC des jeweiligen Phasenveränderungsbilddatensatzes VBD.1, VBD.2 bis VBD.n klassifiziert werden. Vorteilhafterweise kann die Klassifizierung der Bildpunkte BP ausgehend von den zuvor bereits klassifizierten Bildpunkten BP erfolgen.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen einer trainierten Funktion TF-GBD. Dabei können in einem ersten Schritt mehrere in zeitlicher Abfolge aufgenommene Trainingsprojektionsröntgenbilder TBD empfangen werden REC-TBD. Dabei können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder TBD zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden. Ferner können die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder TBD eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts abbilden. In einem zweiten Schritt kann ein Trainingsveränderungsbilddatensatz TVBD basierend auf jeweils zumindest einer Trainingsinteressensregion TROI der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder TBD bestimmt werden DET-TVBD. Dabei kann die zumindest eine Trainingsinteressensregion TROI mehrere Trainingsbildpunkte TBP umfassen. Ferner kann der Trainingsveränderungsbilddatensatz TVBD zu jedem der Trainingsbildpunkte TBP jeweils eine Trainingszeitintensitätskurve TTIC aufwiesen. In einem dritten Schritt kann ein Vergleichsgefäßbilddatensatz VGBD basierend auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz TVBD erzeugt werden DET-GBD. Ferner kann eine zeitliche Trainingsmaximumintensitätsprojektion TTMIP basierend auf den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern TBD bestimmt werden DET-TTMIP. Dabei kann der Vergleichsgefäßbilddatensatz VGBD vorteilhafterweise zusätzlich basierend auf der zeitlichen Trainingsmaximumintensitätsprojektion TTMIP erzeugt werden DET-GBD.
  • In einem vierten Schritt kann ein Trainingsgefäßbilddatensatz TGBD durch Anwenden der trainierten Funktion TF-GBD auf die Eingabedaten, die auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz TVBD basieren, erzeugt werden. Dabei können die Eingabedaten der trainierten Funktion TF-GBD vorteilhafterweise zusätzlich auf der zeitlichen Trainingsmaximumintensitätsprojektion TTMIP basieren. Hiernach kann zumindest ein Parameter der trainierten Funktion TF-GBD basierend auf einem Vergleich zwischen dem Vergleichsgefäßbilddatensatz VGBD und dem Trainingsgefäßbilddatensatz TGBD angepasst werden ADJ-TF-GBD. In einem weiteren Schritt kann die trainierte Funktion TF-GBD bereitgestellt werden PROV-TF-GBD.
  • In den 7 bis 10 ist schematisch jeweils eine Projektionsabbildung, insbesondere ein Projektionsröntgenbild, eines Untersuchungsbereichs mit einem Gefäßabschnitt 101 abgebildet, wobei der Gefäßabschnitt 101 eine Bifurkation aufweist. Dabei bilden die in den 7 bis 10 abgebildeten Projektionsabbildungen jeweils einen Zeitpunkt und/oder Zeitabschnitt der zeitlichen Veränderung in dem Gefäßabschnitt 101 ab. Dabei kann die zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts, insbesondere in dem Gefäßabschnitt 101, durch einen Kontrastmittelbolus 102 hervorgerufen werden. Dabei kann jede der Projektionsabbildungen jeweils eine Phase der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich abbilden. Vorteilhafterweise kann zu jeder der Phasen der zeitlichen Veränderung jeweils ein Phasenveränderungsbilddatensatz VBD.1 bis VBD.n bestimmt werden. Ferner kann der Gefäßbilddatensatz GBD vorteilhafterweise basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen VBD.1 bis VBD.n vervollständigt DET-GBD werden.
  • 11 zeigt schematisch eine vorgeschlagene Bereitstellungseinheit PRVS umfassend eine Schnittstelle IF, eine Recheneinheit CU und eine Speichereinheit MU. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann dazu ausgebildet sein, ein vorgeschlagenes computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD und seine Aspekte auszuführen, indem die Schnittstelle IF und die Recheneinheit CU ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen. Dabei kann die Schnittstelle IF zum Empfangen REC-BD von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Projektionsröntgenbildern BD ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Recheneinheit CU dazu ausgebildet sein, einen Veränderungsbilddatensatz VBD basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion ROI der mehreren Projektionsröntgenbilder BD zu bestimmen DET-VBD. Zudem kann die Recheneinheit CU zur Erzeugung DET-GBD eines Gefäßbilddatensatzes GBD basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz VBD ausgebildet sein. Die Schnittstelle IF kann ferner zum Bereitstellen PROV-GBD des Gefäßbilddatensatzes GBD ausgebildet sein.
  • 12 zeigt schematisch eine vorgeschlagene Trainingseinheit TRS umfassend eine Trainingsschnittstelle TIF, eine Trainingsrecheneinheit TCU und eine Trainingsspeichereinheit TMU. Die Trainingseinheit TRS kann dazu ausgebildet sein, ein vorgeschlagenes computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion PROV-TF-GBD und seine Aspekte auszuführen, indem die Trainingsschnittstelle TIF und die Trainingsrecheneinheit TCU ausgebildet sind, die entsprechenden Verfahrensschritte auszuführen. Dabei kann die Trainingsschnittstelle TIF zum Empfangen REC-TBD von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Trainingsprojektionsröntgenbildern TBD ausgebildet sein. Ferner kann die Trainingsrecheneinheit TCU zum Bestimmen DET-TVBD eines Trainingsveränderungsbilddatensatzes TVBD basierend auf jeweils zumindest einer Trainingsinteressensregion TROI der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder TBD ausgebildet sein. Zudem kann die Trainingsrecheneinheit TCU zum Erzeugen DET-GBD eines Vergleichsgefäßbilddatensatzes VGBD ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Trainingsrecheneinheit TCU zum Erzeugen eines Trainingsgefäßbilddatensatzes TGBD durch Anwenden der trainierten Funktion TF-GBD auf Eingabedaten, die auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz TVBD basieren, ausgebildet sein. Ferner kann die Trainingsrecheneinheit TCU zum Anpassen ADJ-TF-GBD zumindest eines Parameters der trainierten Funktion TF-GBD basierend auf einem Vergleich zwischen dem Vergleichsgefäßbilddatensatz VGBD und dem Trainingsgefäßbilddatensatz TGBD ausgebildet sein. Zudem kann die Trainingsschnittstelle TIF zum Bereitstellen der trainierten Funktion PROV-TF-GBD ausgebildet sein.
  • Bei der Bereitstellungseinheit PRVS und/oder bei der Trainingseinheit TRS kann es sich insbesondere um einen Computer, einen Mikrocontroller oder um einen integrierten Schaltkreis handeln. Alternativ kann es sich bei der Bereitstellungseinheit PRVS und/oder bei der Trainingseinheit TRS um einen realen oder virtuellen Verbund von Computern handeln (ein englischer Fachbegriff für einen realen Verbund ist „Cluster“, ein englischer Fachbegriff für einen virtuellen Verbund ist „Cloud“). Die Bereitstellungseinheit PRVS und/oder die Trainingseinheit TRS kann auch als virtuelles System ausgebildet sein, das auf einem realen Computer oder einem realen oder virtuellen Verbund von Computern ausgeführt wird (engl. virtualization) .
  • Bei einer Schnittstelle IF und/oder einer Trainingsschnittstelle TIF kann es sich um eine Hardware- oder Softwareschnittstelle handeln (beispielsweise PCI-Bus, USB oder Firewire). Eine Recheneinheit CU und/oder eine Trainingsrecheneinheit TCU kann Hardware-Elemente oder Software-Elemente aufweisen, beispielsweise einen Mikroprozessor oder ein sogenanntes FPGA (englisches Akronym für „Field Programmable Gate Array“). Eine Speichereinheit MU und/oder eine Trainingsspeichereinheit TMU kann als nicht dauerhafte Arbeitsspeicher (Random Access Memory, kurz RAM) oder als dauerhafter Massenspeicher (Festplatte, USB-Stick, SD-Karte, Solid State Disk) realisiert sein.
  • Die Schnittstelle IF und/oder die Trainingsschnittstelle TIF können insbesondere mehrere Unterschnittstellen umfassen, die unterschiedliche Schritte der jeweiligen Verfahren ausführen. Mit anderen Worten kann die Schnittstelle IF und/oder die Trainingsschnittstelle TIF auch als Vielzahl von Schnittstellen IF bzw. Vielzahl von Trainingsschnittstellen TIF aufgefasst werden. Die Recheneinheit CU und/oder die Trainingsrecheneinheit TCU können insbesondere mehrere Unterrecheneinheiten umfassen, die unterschiedliche Schritte der jeweiligen Verfahren ausführen. Mit anderen Worten kann die Recheneinheit CU und/oder die Trainingsrecheneinheit TCU auch als Vielzahl von Recheneinheiten CU bzw. Vielzahl von Trainingsrecheneinheiten TCU aufgefasst werden.
  • In 13 ist ein beispielhaft für ein vorgeschlagenes medizinisches Bildgebungsgerät ein medizinisches C-Bogen-Röntgengerät 37 schematisch dargestellt. Dabei kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 vorteilhafterweise eine vorgeschlagene Bereitstellungeinheit PRVS zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD umfassen. Dabei ist das medizinische Bildgebungsgerät 37, insbesondere die vorgeschlagene Bereitstellungseinheit PRVS, zur Ausführung eines vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD ausgebildet.
  • Hierbei umfasst das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 zudem eine Detektoreinheit 34 und eine Röntgenquelle 33. Zur Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder BD in zeitlicher Abfolge, kann der Arm 38 des C-Bogen-Röntgengerätes 37 beweglich um ein oder mehrere Achsen herum gelagert sein. Ferner kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Bewegungsvorrichtung 39 umfassen, welche eine Bewegung des C-Bogen-Röntgengerätes 37 im Raum ermöglicht.
  • Zur Aufnahme der mehreren Projektionsröntgenbilder BD von einem abzubildenden Untersuchungsbereich eines, auf einer Patientenlagerungseinrichtung 32 angeordneten Untersuchungsobjekts 31, kann die Bereitstellungseinheit PRVS ein Signal 24 an die Röntgenquelle 33 senden. Daraufhin kann die Röntgenquelle 33 ein Röntgenstrahlenbündel, insbesondere einen Kegelstrahl und/oder Fächerstrahl und/oder Parallelstrahl, aussenden. Beim Auftreffen des Röntgenstrahlenbündels, nach einer Wechselwirkung mit dem abzubildenden Bereich des Untersuchungsobjekts 31, auf einer Oberfläche der Detektoreinheit 34, kann die Detektoreinheit 34 ein Signal 21 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden. Die Bereitstellungseinheit PRVS kann beispielsweise anhand des Signals 21 die mehreren Projektionsröntgenbilder BD empfangen REC-BD.
  • Des Weiteren kann das medizinische C-Bogen-Röntgengerät 37 eine Eingabeeinheit 42, beispielsweise eine Tastatur, und/ oder eine Darstellungseinheit 41, beispielsweise ein Monitor und/oder Display, umfassen. Die Eingabeeinheit 42 kann vorzugsweise in die Darstellungseinheit 41 integriert sein, beispielsweise bei einem kapazitiven Eingabedisplay. Dabei kann durch eine Eingabe eines Bedienpersonals an der Eingabeeinheit 42 eine Steuerung des medizinischen C-Bogen-Röntgengeräts 37, insbesondere des vorgeschlagenen computerimplementierten Verfahrens zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes PROV-GBD, ermöglicht werden. Hierfür kann die Eingabeeinheit 42 beispielsweise ein Signal 26 an die Bereitstellungseinheit PRVS senden.
  • Ferner kann die Darstellungseinheit 41 dazu ausgebildet sein, Informationen und/oder graphische Darstellungen von Informationen des medizinischen Bildgebungsgeräts 37 und/oder der Bereitstellungseinheit PRVS und/oder weiterer Komponenten anzuzeigen. Hierfür kann die Bereitstellungseinheit PRVS beispielsweise ein Signal 25 an die Darstellungseinheit 41 senden. Insbesondere kann die Darstellungseinheit 41 zur Anzeige einer graphischen Darstellung der mehreren Projektionsröntgenbilder BD und/oder des Veränderungsbilddatensatzes VBD und/oder des Gefäßbilddatensatzes GBD ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann eine graphische, insbesondere farbkodierte, Darstellung des Veränderungsbilddatensatzes VBD und/oder des Gefäßbilddatensatzes GBD auf der Darstellungseinheit 41 angezeigt werden. Des Weiteren kann die graphische Darstellung des Veränderungsbilddatensatzes VBD und/oder des Gefäßbilddatensatzes GBD eine, insbesondere gewichtete, Überlagerung mit den Projektionsröntgenbildern BD und/oder weiteren Projektionsröntgenbildern von dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts 31 umfassen.
  • Die in den beschriebenen Figuren enthaltenen schematischen Darstellungen bilden keinerlei Maßstab oder Größenverhältnis ab.
  • Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
  • Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Element“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims (17)

  1. Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen eines Gefäßbilddatensatzes (PROV-GBD), umfassend: a) Empfangen (REC-BD) von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Projektionsröntgenbildern (BD), wobei die mehreren Projektionsröntgenbilder (BD) zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts (31) abbilden, wobei die mehreren Projektionsröntgenbilder (BD) eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts (31) abbilden, b) Bestimmen eines Veränderungsbilddatensatzes (VBD) basierend auf jeweils zumindest einer Interessensregion (ROI) der mehreren Projektionsröntgenbilder (BD), wobei die zumindest eine Interessensregion (ROI) mehrere Bildpunkte (BP) umfasst, wobei der Veränderungsbilddatensatz (VBD) zu jedem der Bildpunkte (BP) jeweils eine Zeitintensitätskurve (TIC) aufweist, c) Erzeugen (DET-GBD) des Gefäßbilddatensatzes (GBD) basierend auf dem Veränderungsbilddatensatz (VBD), d) Bereitstellen (PROV-GBD) des Gefäßbilddatensatzes (GBD).
  2. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefäßbilddatensatz (GBD) basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven (TIC) des Veränderungsbilddatensatzes (VBD) erzeugt wird.
  3. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Zeitintensitätskurve (TIC) des Veränderungsbilddatensatzes (VBD) jeweils eine zeitliche Varianz bestimmt wird (DET-TIC-VAR), wobei die Erzeugung (DET-GBD) des Gefäßbilddatensatzes (GBD) in Schritt c) eine Segmentierung der Bildpunkte (BP) basierend auf einem Vergleich der Varianz mit dem Schwellwert umfasst.
  4. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Maximumintensitätsprojektion (TMIP) basierend auf den mehreren Projektionsröntgenbildern (BD) erzeugt wird (DET-TMIP), wobei der Gefäßbilddatensatz (GBD) zusätzlich basierend auf der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion (TMIP) erzeugt wird (DET-GBD).
  5. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen (DET-GBD) des Gefäßbilddatensatzes (GBD) durch Anwenden einer trainierten Funktion (TF-GBD) auf Eingabedaten erfolgt, wobei die Eingabedaten auf dem Veränderungsbilddatensatz (VBD) basieren, wobei zumindest ein Parameter der trainierten Funktion (TF-GBD) auf einem Vergleich zwischen einem Trainingsgefäßbilddatensatz (TGBD) und einem Vergleichsgefäßbilddatensatz (VGBD) basiert.
  6. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabedaten weiterhin auf der zeitlichen Maximumintensitätsprojektion (TMIP) basieren.
  7. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Projektionsröntgenbilder (BD) verschiedene zeitlich aufeinanderfolgende Phasen der zeitlichen Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts (31) abbilden, wobei Schritt b) ein Bestimmen (DET-PVBD) von jeweils einem Phasenveränderungsbilddatensatz (VBD.1, VBD.2, VBD.n) zu jeder der Phasen der zeitlichen Veränderung umfasst, wobei der Gefäßbilddatensatz (GBD) in Schritt c) basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen (VBD.1, VBD.2, VBD.n) erzeugt wird (DET-GBD).
  8. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Phasenveränderungsbilddatensätze (VBD.1, VBD.2, VBD.n) zu jedem der Bildpunkte (BP) jeweils eine Zeitintensitätskurve (TIC) aufweisen, wobei der Gefäßbilddatensatz (GBD) basierend auf einem Schwellwert bezüglich der Zeitintensitätskurven (TIC) der Phasenveränderungsbilddatensätze (VBD.1, VBD.2, VBD.n) vervollständigt wird (DET-GBD).
  9. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vervollständigung (DET-GBD) des Gefäßbilddatensatzes (GBD) schrittweise basierend auf den Phasenveränderungsbilddatensätzen (VBD.1, VBD.2, VBD.n) erfolgt, wobei in jedem Schritt der Vervollständigung (DET-GBD) des Gefäßbilddatensatzes (GBD) anhand des Schwellwerts bezüglich der Zeitintensitätskurven (TIC) des jeweiligen Phasenveränderungsbilddatensatzes (VBD.1, VBD.2, VBD.n) Bildpunkte (BP) klassifiziert werden, wobei die Klassifizierung der Bildpunkte (BP) ausgehend von den zuvor bereits klassifizierten Bildpunkten (BP) erfolgt.
  10. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts (31) durch einen Kontrastmittelbolus (102) hervorgerufen wird.
  11. Computerimplementiertes Verfahren zum Bereitstellen einer trainierten Funktion, umfassend: - Empfangen (REC-TBD) von mehreren in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Trainingsprojektionsröntgenbildern (TBD), wobei die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder (TBD) zumindest teilweise einen gemeinsamen Untersuchungsbereich eines Untersuchungsobjekts (31) abbilden, wobei die mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder (TBD) eine zeitliche Veränderung in dem Untersuchungsbereich des Untersuchungsobjekts (31) abbilden, - Bestimmen (DET-TVBD) eines Trainingsveränderungsbilddatensatzes (TVBD) basierend auf jeweils zumindest einer Trainingsinteressensregion (TROI) der mehreren Trainingsprojektionsröntgenbilder (TBD), wobei die zumindest eine Trainingsinteressensregion (TROI) mehrere Trainingsbildpunkte (TBP) umfasst, wobei der Trainingsveränderungsbilddatensatz (TVBD) zu jedem der Trainingsbildpunkte (TBP) jeweils eine Trainingszeitintensitätskurve (TTIC) aufweist, - Erzeugen (DET-VGBD) eines Vergleichsgefäßbilddatensatzes (VGBD) basierend auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz (TVBD), - Erzeugen eines Trainingsgefäßbilddatensatzes (TGBD) durch Anwenden der trainierten Funktion (TF-GBD) auf Eingabedaten, wobei die Eingabedaten auf dem Trainingsveränderungsbilddatensatz (TVBD) basieren, - Anpassen (ADJ-TF-GBD) zumindest eines Parameters der trainierten Funktion (TF-GBD) basierend auf einem Vergleich zwischen dem Vergleichsgefäßbilddatensatz (VGBD) und dem Trainingsgefäßbilddatensatz (TGBD), - Bereitstellen (PROV-TF-GBD) der trainierten Funktion (TF-GBD) .
  12. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: - Bestimmen (DET-TTMIP) einer zeitlichen Trainingsmaximumintensitätsprojektion (TTMIP) basierend auf den mehreren Trainingsprojektionsröntgenbildern (TBD), wobei die Eingabedaten zusätzlich auf der zeitlichen Trainingsmaximumintensitätsprojektion (TTMIP) basieren.
  13. Bereitstellungseinheit (PRVS), welche zur Ausführung eines computerimplementierten Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
  14. Trainingseinheit (TRS), welche zur Ausführung eines computerimplementierten Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12.
  15. Medizinisches Röntgengerät (37), umfassend eine Bereitstellungseinheit (PRVS) nach Anspruch 13, welche zur Ausführung eines computerimplementierten Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist, wobei das medizinische Röntgengerät (37) zur Aufnahme und/oder zum Empfangen und/oder zum Bereitstellen der mehreren Projektionsröntgenbilder (BD) ausgebildet ist.
  16. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher (MU) einer Bereitstellungseinheit (PRVS) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit (PRVS) ausgeführt werden; und/oder welches direkt in einen Trainingsspeicher (TMU) einer Trainingseinheit (TRS) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Trainingseinheit (TRS) ausgeführt werden.
  17. Computerlesbares Speichermedium, auf welchem von einer Bereitstellungseinheit lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Bereitstellungseinheit (PRVS) ausgeführt werden; und/oder auf welchem von einer Trainingseinheit (TRS) lesbare und ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des computerimplementierten Verfahrens nach Anspruch 11 oder 12 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Trainingseinheit (TRS) ausgeführt werden.
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