自动产生针对医学成像设备的校正数据的体积模型的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于自动地产生针对基于X射线的医学成像设备(1)的校正数据(48)的体积模型的方法(30)，其中分别从不同的位置出发拍摄(S1)待检查的患者的身体区域(10)的多个X射线图像(32)，其中根据多个X射线图像产生(S2)身体区域的第一体积模型(34)，其中在第一体积模型中根据多个X射线图像校正图像伪影(40)，并且由此产生(S3)经校正的体积模型(36)，其中根据经校正的体积模型在第一体积模型中确定(S5)与图像伪影相关的伪影体积的轮廓(42)，并且伪影体积的轮廓被定义为校正数据的体积模型，并且其中校正数据的体积模型存储在数据载体(50)上和/或通过接口(52)输出(S9)。

A Method of Automatically Generating Volume Model for Correction Data of Medical Imaging Equipment

The invention relates to a method (30) for automatically generating a volume model of correction data (48) for an X-ray-based medical imaging device (1), in which multiple X-ray images (32) of the body area (10) of the patient to be examined (S1) are taken from different locations, respectively, and the body area (S2) is generated from multiple X-ray images. The first volume model (34) of the domain, in which image artifacts (40) are corrected from multiple X-ray images in the first volume model, and thus (S3) corrected volume model (36), in which the contour (42) of the artifact volume associated with image artifacts (S5) is determined from the corrected volume model in the first volume model, and artifacts are generated. Volume contours are defined as volumetric models of corrected data, where volumetric models of corrected data are stored on data carriers (50) and/or output through interfaces (52) (S9).

【技术实现步骤摘要】
自动产生针对医学成像设备的校正数据的体积模型的方法
本专利技术涉及一种用于自动地产生针对基于X射线的医学成像设备的校正数据的体积模型的方法，其中，分别从不同的位置出发，拍摄待检查的患者的身体区域的多个X射线图像，并且其中，根据多个X射线图像产生身体区域的第一体积模型。本专利技术此外还涉及一种用于自动地处理医学图像数据的体积模型以计算辐照的方法，其中，针对患者的身体区域产生第一体积模型，并且其中，在第一体积模型中分割分别相应于不同的组织结构的各个区域。
技术介绍
在如其例如用于消除肿瘤的放射治疗的规划中，通常基于大多通过计算机断层造影设备(CT)产生的医学图像数据确定辐照的物理特征参量，例如射入角度、辐射剂量和射束轮廓。在此，针对该规划，在图像数据中识别分别相应于不同的组织结构的各个区域，组织结构也包含肿瘤组织。通过不同的组织结构的空间分布的知识，在此应该计算出针对治疗的尽可能最佳的剂量分布，也就是说，在另外的组织结构中施加尽可能小的辐射剂量，而在肿瘤组织中辐照尽可能最大的剂量，其中，针对剂量分布此外可以根据当前的辐射敏感性进行特别的区分。针对符合提到的剂量分布的标准的规划，因此，提供的图像数据的再现质量是特别重要的。然而如果在针对放射治疗的规划通过CT成像的身体组织中存在异物(其具有相对周围的身体组织明显不同的X射线辐射的吸收)，那么由CT输出的图像数据可能具有伪影，其不相应于在成像的身体组织中的实际情况。这种异物例如可以通过医学植入物，例如骨头植入物、关节植入物或耳蜗植入物或牙齿填充物、心脏起搏器、动脉瘤线圈或动脉瘤夹等给出。这种异物通常具有比包围该异物的身体组织明显更高的密度，从而在拍摄单个X射线图像时关于从CT的X射线源被异物遮住的区域由于通过异物导致的明显更高的吸收而不再能够给出明智的结论。通过从多个这种X射线图像(在其中，更大的区域不再提供可供使用的吸收信息)重建待检查的身体区域的体积模型，在体积模型中不仅在异物本身的位置中形成相应于假定高的吸收的区域。基于有错误的吸收信息，也可以在异物周围，在体积模型中形成假定更高的或更低的吸收或假定不均匀的组织的区域。为了也可以基于这种有伪影的图像数据有效地规划放射治疗，现在存在用户环境，在其中不同的体积的边界可以手动或半自动地通过确认建议标出。因此标出的区域现在可以与应该能够实现具体的剂量计算的不同的特性相关联，例如在相应的体积元素(体素)上利用特定的HU值手动覆盖相应的CT图像数据。然而这是非常麻烦的。此外，在有伪影的图像数据中正确地识别各个边界和边界面需要很高程度的经验。人为的错误在此在最差情况下会导致没有正确地识别并且因此利用过高的剂量辐照由伪影覆盖的高敏感的组织。此外，现在也存在特别是针对金属异物尽量校正图像数据中的伪影的可能性。然而在使用该经校正的图像数据时，放射治疗的规划的质量完全依赖于校正的质量。此外存在在初始的图像数据中通过伪影覆盖关键的身体组织的剩余风险，然而这在校正伪影之后可能在经校正的图像数据中不再能够识别出这种风险。出于该原因，仅基于经伪影校正的图像数据的放射治疗的规划经常被拒绝。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于产生医学的、特别是三维的图像数据的校正数据的方法，其自身在存在图像伪影时允许放射治疗的尽可能最佳的规划。此外，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于处理三维图像数据以计算辐照的方法。开头提到的技术问题根据本专利技术通过用于自动地产生用于基于X射线的医学成像设备的校正数据的体积模型的方法来解决，其中，分别从不同的位置出发，从待检查的患者的身体区域拍摄多个X射线图像，其中，根据多个X射线图像产生身体区域的第一体积模型，并且其中，在第一体积模型中根据多个X射线图像校正图像伪影，并且由此产生经校正的体积模型。在此设置，根据经校正的体积模型在第一体积模型中确定与图像伪影相关的伪影体积的轮廓，伪影体积的轮廓被定义为校正数据的体积模型，并且校正数据的体积模型存储在数据载体上和/或通过接口输出。该方法的有利的、部分本身的根据本专利技术的设计方案是本专利技术和随后的描述的主题。自动地产生校正数据的体积模型特别是理解为，所有方法步骤都能够在计算机上和通过计算机实施。基于X射线的医学成像设备理解为如下设备：该设备为了其成像使用其物理基本原理形成X射线辐射和其吸收通过身体组织的模态。在此特别是包括CT或类似的模态，在其中，借助重建方法通过从多个单个拍摄反变换获得三维图像数据。体积模型在此特别是理解为依赖于三个位置自变量的函数，其中，在体积内的特定的点上的具体的函数值在第一体积模型中和在经校正的体积模型中通过代表X射线辐射在相关的点上的吸收度的刻度给出。该刻度的值的图形图示提供通过X射线图像成像的身体区域的三维图像数据。然而，用于校正数据的体积模型的函数值是二元性质，并且仅涉及区分三维的位置空间内的特定的点是否位于伪影体积的轮廓内。位置空间在此特别是可以在细微的划分中离散化，其中，分辨率的下边界可以通过X射线探测器的图像分辨率在拍摄各个X射线图像时给出。在该情况下特别是可以提到体积元素(体素)，其中，体积元素形成最小的、通过医学成像设备还可分辨的体积单元。身体区域的多个X射线图像特别是分别从X射线源相对于患者的不同的角度位置和/或轴向位置拍摄。根据多个X射线图像产生身体区域的第一体积模型优选通过断层造影的反变换实现，如其例如在反向的Radon变换中给出。在该情况下存在CT的常见的重建。第一体积模型中的图像伪影在此特别是理解为如下图像信息，其不相应于在身体区域中实际存在的组织结构，而是只有通过用于从多个X射线照片产生第一体积模型的重建来形成。在此特别地，针对各个X射线图像的图像伪影的图像信息是不一致的。第一体积模型的校正在此例如可以根据经验值和统计方法实现，其中特别地，针对各个体积元素的图像值可以被迭代地校正。这包括，首先确定针对一定数量的体积元素校正的图像值，检验并且必要时重新调整其兼容性和与尚未校正的另外的体积元素的图像值的一致性。经校正的体积模型理解为针对各个体积元素的图像信息的整体，其在相应的部位上具有经校正的图像值，并且针对(在其中未进行图像值的校正的)体积元素保留第一体积模型的初始的图像值。第一体积模型中的伪影体积在此特别是理解为其图像值具有伪影、即特别是没有反映在待成像的身体区域中实际存在的组织结构的体积元素的整体。伪影体积的轮廓在此特别是理解为在通过体积元素给出的分辨率边界的范围内简单连贯的面积在其内部存在有伪影的体积元素。特别是在此，多个分别简单连贯的面积也可以被定义为轮廓。随后，优选仅形成轮廓的各个体积元素的位置信息被定义为校正数据的体积模型，并且相应存储或输出校正数据的体积模型。此外，提到的方式允许在放射治疗的规划中使用初始的三维图像数据，如其在第一体积模型中表示的，然而其中，现在提供如下附加信息：在图像数据的哪些区域内会存在图像伪影，并且因此在解释图像数据时以及在以分割各个组织结构的形式等进一步处理时特别谨慎。相反地，校正数据的体积模型也允许推断出，在伪影体积的轮廓之外，在第一体积模型中提供的图像信息不具有值得提及的图像伪影，而是允许假定为相应的组织结构的足够准确的再现。这也明显简化了放射治疗的规划本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动地产生针对基于X射线的医学成像设备(1)的校正数据(48)的体积模型的方法(30)，其中，分别从不同的位置出发，拍摄(S1)待检查的患者的身体区域(10)的多个X射线图像(32)，其中，根据多个X射线图像(32)产生(S2)身体区域(10)的第一体积模型(34)，其中，在第一体积模型(34)中，根据多个X射线图像(32)校正图像伪影(40)，并且由此产生(S3)经校正的体积模型(36)，其中，根据经校正的体积模型(36)在第一体积模型(34)中确定(S5)与图像伪影(40)相关的伪影体积的轮廓(42)，并且伪影体积的轮廓(42)被定义(S8)为校正数据(48)的体积模型，并且其中，校正数据(48)的体积模型存储在数据载体(50)上和/或通过接口(52)输出(S9)。

【技术特征摘要】
2017.12.21 DE 102017223604.31.一种用于自动地产生针对基于X射线的医学成像设备(1)的校正数据(48)的体积模型的方法(30)，其中，分别从不同的位置出发，拍摄(S1)待检查的患者的身体区域(10)的多个X射线图像(32)，其中，根据多个X射线图像(32)产生(S2)身体区域(10)的第一体积模型(34)，其中，在第一体积模型(34)中，根据多个X射线图像(32)校正图像伪影(40)，并且由此产生(S3)经校正的体积模型(36)，其中，根据经校正的体积模型(36)在第一体积模型(34)中确定(S5)与图像伪影(40)相关的伪影体积的轮廓(42)，并且伪影体积的轮廓(42)被定义(S8)为校正数据(48)的体积模型，并且其中，校正数据(48)的体积模型存储在数据载体(50)上和/或通过接口(52)输出(S9)。2.根据权利要求1所述的方法(30)，其中，附加地根据多个X射线图像(32)确定伪影体积的轮廓(40)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法(30)，其中，为了产生经校正的体积模型(36)，在第一体积模型(34)中校正通过至少一个异物(18)导致的图像伪影(40)。4.根据权利要求3所述的方法(30)，其中，根据经校正的体积模型(36)在第一体积模型(34)中确定(S6)异物(18)的第一轮廓(44)，并且异物(18)的第一轮廓(44)被纳入校正数据(48)的体积模型中。5.根据权利要求4所述的方法(30)，其中，在异物(18)的第一轮廓(44)内确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：A里特，C霍夫曼，P迪班，JC乔吉，K舒伯特，D奥策尔，E汤多夫马蒂尼，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE