计算机实现的用于运行医学成像设备的方法和成像设备与流程

1.本发明涉及一种计算机实现的用于运行医学成像设备的方法，其中将评估利用成像设备特别是通过多能计算机断层扫描所记录的特别是计算机断层扫描的图像数据集，从中通过图像处理能够确定反映不同的图像数据内容的处理数据集。此外，本发明涉及一种特别是计算机断层扫描设备的成像设备、一种计算机程序和一种电子可读数据载体。


背景技术：

2.医学成像是现代医学诊断的基础。通过越来越先进的成像方法和成像技术可以获得大量关于人体内部的信息，然而这些信息并不总是通过观察对于一种显示形式从图像数据集导出的处理数据集而直接可见。因此，软件手段、特别是评估数据集的评估算法在日常临床实践中发挥着越来越大的作用。除了常规编程的评估算法或相应的计算机程序之外，越来越多地提出人工智能的使用，从而使得评估算法已为人所知，其包括训练功能，例如神经网络。评估算法、特别是那些使用人工智能的算法用于解决临床问题，例如跟踪人体血管，为此针对输入数据来训练评估算法或对于特别是足够明确显示待评估的图像内容的输入数据来开发评估算法，以便之后可提供可靠的结果信息(输出数据)。这意味着，许多评估算法取决于已用于评估算法的训练或开发的数据池，并且仅基于相似的输入数据提供可靠的结果。在临床实践中，对于传统成像经常也为以下情况，即用于训练或开发评估算法的图像数据与应用领域的图像数据足够相似，从而已在数据池上训练的评估算法可用于应用领域的任何图像。这是因为以下事实，即记录模式将最终图像特性设置在一定限制范围内，该最终图像特性之后无法再更改。
3.然而，先进的成像技术可实现多种处理变型方案，以便强调或特别是显示多样化的图像内容。除了使用不同的过滤器、特别是不同的滤芯可在计算机断层扫描数据集中产生显著不同的图像印象之外，在所谓的光谱x射线成像(也称为多能x射线成像或多能成像)中也有特别大的多样性。例如，在多能计算机断层扫描、双能ct的特殊情况下，在记录装置的辐射源侧将产生两个不同的x射线谱，以便获得两个不同的部分数据集。所谓的光子计数x射线探测器(“光子计数ct”)在现代计算机断层扫描设备中也越来越受到认可。在此可以说，可以对x射线量子在x射线探测器上的单个入射事件进行计数，并且在其能量方面对其进行评估，从而将事件例如分类到能量直方图中，使得对于不同的能量和/或能量区间同样产生部分数据集。在多能计算机断层扫描中有如下可能性，即图像特性在图像数据集的记录完成之后也可能从根本上改变，从而所生产的处理数据不再有可比较性/足够的相似性。这例如适用于单能图像的计算、基础材料分解(即两种弱化材料的等效密度的计算)和材料区分，其中不同材料在图像中被不同地突出或抑制。因此，在多能计算机断层扫描的情况下，无法通过广义数据池在合理的成本范畴内充分训练评估算法。
4.这又会导致如下结果，即如果图像数据集的记录用于特定的检查目的，则被设计为计算机断层扫描设备的成像设备的用户在显示形式的选择上受到严格限制。不同于用户最希望看到的显示形式，其在显示形式上受到如下限制，即其适用为评估算法的输入数据。
这又会导致用户要么无法使用光谱x射线成像的可能性的全部方面，要么不得不放弃评估算法的支持。无论如何，用户例如为了能够进行诊断都必须做出妥协，并且无法利用成像和诊断工具的全部潜能。
5.由此，在一个示例中，展开的脊柱的计算在计算出的单能图像为40kev的情况下不太成功，而是在更高能量、特别是在大于70kev的情况下才有足够的可靠性，即使用户在这两种情况下都可清楚地识别出脊柱。在另一示例中，即使对于某些问题(例如钙化程度)所谓的vnc图像(虚拟非对比图像)对用户是有帮助的，但在vnc图像上例如也无法计算血管显示。
6.在此，在现有技术中已经提出针对不同的显示形式单独且重复地训练评估算法，以便为尽可能多的显示形式提供评估算法的使用。然而，这仅可非常受限地进行，因为一方面这意味着对于每种显示形式都要有单独的开发，然而另一方面，特别是在多能计算机断层扫描的情况下，存在多种对评估算法无法进行有意义的处理但具有临床益处的显示形式，例如上述没有造影剂的血管显示，然而这会导致算法将不再找到血管。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的在于，提出一种相较而言有所改进并且特别是允许协同效应的评估方法。
8.该目的通过根据本发明的方法、成像设备、计算机程序和电子可读数据载体来实现。
9.根据本发明，提出一种计算机实现的用于运行医学成像设备的方法，为评估利用成像设备特别是通过多能计算机断层扫描(特别是计算机断层扫描)记录的图像数据集，从图像数据集中通过图像处理可确定反映不同图像数据内容的处理数据集，该方法包括以下步骤：
10.–
接收至少一个用户信息，该用户信息描述图像数据集的所期望的显示形式，
11.–
提供至少一个请求信息，该请求信息描述待使用的评估算法特别是根据用户信息而请求的至少一个输入数据，
12.–
根据用户信息确定与显示形式对应的至少一个第一处理数据集，并且根据请求信息确定可用作相应评估算法的输入数据的至少一个第二处理数据集，
13.–
将至少一个评估算法应用于相应的第二处理数据集以确定评估信息，并且
14.–
将第一处理数据集和评估信息输出到显示设备。
15.在此，在实施例中，图像数据集本身的记录也可构成方法的一部分，因为例如已知的是，在进行检查、即图像数据记录之前就已经不仅在成像设备的输入设备处指定所期望的显示形式，而且已经根据检查目的提供评估算法或所需的评估信息。这特别是适用于在现有技术中预先已知设计方案之后，其中首先选择待使用的评估算法或所期望的评估信息，然后其限制可用的显示形式，如上文所述。本发明现在可特别有利地允许从显示形式和评估算法的整个可用的池中进行选择，因为独立于所选择的显示形式在后台确定另外的第二处理数据集，其使得可使用相应的评估算法。用户信息可特别是例如通过用于执行该方法的控制设备的接口从成像设备的输入设备被接收，从而特别有利地除了关于所期望的显示形式(必要时以及第一处理数据集的其他处理参数)的信息之外也已经包含关于待使用
的评估算法的信息和/或使得可确定和提供合适的请求信息的所期望的评估信息。例如，可在相应的数据库和/或查找表中提供待使用的不同评估算法的请求信息。
16.用户信息和请求信息都可以包括描述如何从图像数据集中导出相应处理数据集的处理参数。因此，例如可以规定，用户信息包括至少一个准备输出的处理参数，特别是层厚度和/或旋转增量。此外，用户信息可以包括描述期望图像内容、特别是对比度信息的图像内容参数，特别是也作为处理参数。如上所述，可以考虑的是，从成像设备的用户接口、特别是输入设备接收用户信息。
17.成像设备特别有利地为计算机断层扫描设备，因为特别是在计算机断层扫描领域中存在多种记录技术，其中可以从所产生的图像数据集中导出一种显示形式的处理数据集，其突出或显示不同的图像内容。然而原则上，在本发明的范畴内也可考虑将在此所述的方法应用于其他类型的成像设备，例如二维成像x射线设备或磁共振设备。在磁共振设备的情况下，例如可考量如下图像数据集，即其例如在部分数据集中显示不同的对比度和/或从中可导出例如与不同对比度相关的处理数据集。磁共振成像领域中的一个示例是所谓的dixon技术，其中在不同的回波时间记录部分数据集，以便能够区分其间存在化学位移的自旋类型，例如结合在脂肪中的质子的自旋和结合在水中的质子的自旋。
18.借助于根据本发明的方法，用户可以直接在成像设备处优选地通过在该处进行的输入来准备获得其所需要的所有信息，其中随着图像数据集的可用，用户也将相应地获得所输出的这些信息(无需进一步的必要交互)例如在紧邻记录组件的显示设备处。原则上，除了原本的具有记录组件的图像记录设备之外，成像设备还可以具有带有用于诊断的运算设备的评估工作站和/或带有运算设备的存档系统，其中评估步骤也可在该处进行。当然，根据本发明的评估方法原则上也可用于其中存在图像数据集的其他运算设备，然而其在成像设备本身的范畴中具有特别的优势。
19.最后，本发明提出了一种组合评估系统，其中向用户显示的所记录图像数据集的显示形式与用于计算至少一个评估算法的处理数据集解耦。各个子步骤的结果，即第一处理数据集的确定和至少一个评估算法的结果信息最终被汇总，从而申请人除了其所期望的显示形式作为输出之外还将获得特别是呈评估信息形式的评估算法结果。
20.在该方法中，通过用户输入所获得的关于期望显示形式的用户信息被用于确定具有这种显示形式的第一处理数据集，其也可被称为第一辅助体。此外，为每个待使用的评估算法确定、例如查询适用于相应评估算法的显示形式的处理参数、即请求信息，其中利用该请求信息确定至少一个第二处理数据集，特别是作为第二辅助体，其作为输入数据被提供给相应评估算法，以便获得评估算法的结果信息，然后可将其用作或用于确定评估信息。
21.因此，算法独立的基础设施有利地用于最优评估和信息提供的问题的一般化解决，而不是分别调整每个评估算法和分别调整每个显示形式。用户输入与第一处理数据集、即用户图像的算法计算解耦，这特别是使得可将至少一个评估算法的结果应用于不适合于评估算法的处理数据集，即第一处理数据集，这将在下文中更详细地探讨。
22.与例如评估算法的扩展训练相比，根据本发明的方法使得可改进结果质量。相较于评估算法的调整，工作量显著减少。此外，通过本发明，对于初始诊断和进度检查均可获得一致的评估算法结果来评估不同的显示形式，从而换言之也可实现标准化。在此说明的解决方案可扩展到任意数量的评估算法。这不同于先前已知的现有技术解决方案，其中当
使用多个评估算法时显示形式的交集变得越来越小，这在极端情况下会导致不再有实施的可能性，因为没有一种显示形式适合作为所有评估算法的输入数据。
23.此外，在本发明的应用中，用户不再需要了解评估算法的内部结构来选择合适的显示形式，因为这至少对于评估算法的应用来说与其所期望的显示形式完全解耦，并且各个结果之后在下游才被合并。在此，在这一点上还应注意的是，原则上还允许提供特定的评估信息而无需为此进行选择或者不必由用户选择特定的显示形式。用户对显示形式(即可视化)的决定并不意味着对所使用的诊断工具的任何限制或约束。
24.因此，总而言之，本发明为成像设备提供了简化的、限制较少的操作、更高的灵活性以及在质量和数量方面有所改进的评估和显示结果。
25.在此，本发明的一个基本方面为如下事实，即第一处理数据集不适用于通过至少一个评估算法从中获得有意义的结果。换言之，第一处理数据集特别是不满足请求信息的要求。则通过评估算法获得合适的评估结果所必需的图像内容至少没有达到足够可用的程度。然而，根据本发明可确定评估信息并将其置于第一处理数据集、特别是其显示形式的范畴中。
26.尽管不使用人工智能的评估算法基本上是针对特定的图像内容开发的，从而可能需要特定的输入数据，但本发明可特别有利地适用于以下情况，即至少一个评估算法中的至少一个评估算法包括训练函数，训练函数已经或将要通过使用相应的第二处理数据集被训练。训练函数也可以被称为人工智能算法，一般而言，其映射与人类大脑相关联的认知功能。通过基于训练数据的训练，训练函数能够适配于新的环境，因此必须进行检测和外推。
27.因此，一般而言，训练函数的参数可通过训练(机器学习)进行适配。特别是可使用监督学习、半监督学习、无监督学习、强化学习和/或自适应学习。此外，还可使用表征学习(另一表达为“特征学习”)。训练函数的参数特别是可通过各种训练步骤迭代地进行适配。
28.训练函数例如可包括神经网络、支持向量机(svm)、决策树和/或贝叶斯网络。训练函数可基于k均值聚类、q学习、遗传算法和/或分配规则。神经网络特别是可为深度神经网络、卷积神经网络(cnn)或深度cnn。此外，神经网络可为对抗网络、深度对抗网络和/或生成对抗网络(gan)。
29.通过使用本发明，将特定类型的处理数据集用作训练数据就足以训练相应的评估算法，之前正是该训练数据根据请求信息也在实践中又被提供作为第二处理数据集。以这种方式可创建极其鲁棒、可靠的评估算法，因为不必补偿显示形式中的差异。
30.原则上可以不同的方式处理图像数据集。因此，例如可以是应用具有不同滤芯的过滤器的计算机断层扫描数据集。例如，此类过滤器用于从图像数据集的二维投影图像重建三维处理数据集的范畴并且可以有助于改进特定解剖结构的突出和/或特别适用于特定的身体部位。在此，利用不同的滤芯可实现完全不同的图像结果，从而实现完全不同的显示形式。例如，所产生的专门用于突出躯干内血管的滤芯的图像内容明显不同于躯干的与其余解剖结构相关的滤芯的图像内容。因此，在该层面上就已经存在明显的差异，这表明使用本发明是合理的。
31.然而，在本发明的范畴中特别优选的是，图像数据集是多能数据集，即多能计算机断层扫描的图像数据集，并且包括分配给不同能量和/或能量区间的不同子数据集，其中在处理的范畴中特别是通过子数据集的逐像素式计算来确定组合数据集作为处理数据集。如
开头所述，多能断层扫描是一种能量分辨的计算机断层扫描成像，其主要用于医学领域，并且也被称为光谱成像。在该成像技术中，x射线衰减的能量相关性用于获得附加信息，这些信息可以在评估的范畴中以多种方式被使用。评估多能数据集的一个众所周知且经常使用的示例为所谓的材料分解，其中可确定图像数据集内单个材料或材料类别的比例，以便可生成例如材料图像或不同的组合图像。在利用多能计算机断层扫描进行检查的范畴中也可使用造影剂，其可以包括一种物质，该物质显示出与至少大部分解剖结构完全不同的能量相关的衰减特性，从而可以通过多能数据集的评估加以区分和提取。经常用于血管系统检查的造影剂是碘。
32.就此而言，存在大量可使用本发明的可能的具体实施例。
33.例如，如果用户想要评估肝脏中肿瘤的存活情况，其会对肝脏内造影剂(特别是碘)的摄取感兴趣，但同时也很重要的是可定位肝脏。然而，分割肝脏的评估算法无法对用户在这方面所期望的碘图像(作为第一处理数据集)起作用。因此可行的是，根据该评估算法的请求信息确定第二处理数据集并将其提供给评估算法，其清楚地显示出解剖结构并且例如也突出显示器官、特别是肝脏，其中可特别有利地将关于肝脏的定位信息或分割信息作为评估信息直接与第一处理数据集一起显示。
34.在另一示例中，为了能够识别钙化，用户可请求vnc图像(虚拟非对比图像)作为显示形式，从而使得确定相应的第一处理数据集。然而，这并不显示造影剂、例如碘，从而旨在推导出血管树特性的评估算法无法合理地在其上工作，从而在此也可基于相应的请求信息在背景中产生适当的第二处理数据集、例如碘图像，并可以将所产生的评估信息与第一处理数据集合并成待显示的结果。在使用碘造影剂时的另一重要问题是有时更难区分充满碘造影剂的血管和骨骼，从而评估算法也可涉及骨骼材料的检测和定位，然后可以将其例如从显示中移除和/或可通过另一评估算法从评估中抽出。
35.因此，更一般性而言，如果作为多能数据集所记录的图像数据集利用碘造影剂显示了患者的至少一个具有血管的解剖区域，则可以规定至少一个评估算法涉及骨骼材料的检测和定位和/或至少一个评估算法涉及解剖结构、特别是至少一个血管和/或肿瘤和/或器官的分割和/或定位。
36.通过使用不同的x射线光谱和/或通过使用光子计数x射线探测器可以记录多能数据集。在使用x射线管的情况下，例如可以通过使用不同的管电压产生不同的x射线谱，其中相应的x射线谱在不同的x射线能量下具有最大值。然而，在本发明的范畴中，优选使用光子计数x射线探测器。光子计数是一种通过使用相应的x射线探测器对单个光子进行计数的技术，x射线探测器也可以被称为“单光子探测器”(spd)。还可以为每个探测到的光子确定能量，从而例如可以将事件输入到包括由能量区间定义的“槽”的能量直方图中。然后可以从中导出特定能量和/或特定能量区间的子数据集。
37.在本发明的一个特别有利的改进方案中可规定，如果通过使用图像数据集不能完全满足请求信息的要求，则确定处理数据集作为第二处理数据集，该处理数据集可以从图像数据集中确定并且与根据请求信息所需的数据集相似，特别是尽可能多地包含由请求信息所定义的至少一个图像内容。根据用于记录图像数据集的记录参数，例如在光子计数的情况下根据所使用的x射线光谱或在以多个x射线光谱测量的情况下根据其选择，可以考虑到的是，因为缺乏信息(例如在相关的能量范围内无法被测量)，所以可能无法从图像数据
集中导出特定的处理数据集。就此而言，本发明的该改进方案规定，首先检验根据请求信息的显示形式、即目标输入数据究竟是否可从所记录的图像数据集中计算出来。如果情况并非如此，则可以确定最相似的处理数据集，其可利用图像数据集来计算。例如，如果需要70kev下的单能图像作为评估算法的输入数据，然而其无法从图像数据集中被确定，则可以将50kev下的单能图像用作最相似的可确定的第二处理数据集。在此可具体地规定，替代性地提供描述可确定的处理数据集的请求信息，从而已获得如下必要提示，即可替代性地使用哪些输入数据，同时评估算法的结果信息具有足够的可靠性。然而，附加地或替代地，还可以考虑的是，借助于描述相似率的分配规则来确定用于确定相似处理数据集的处理参数。这种分配规则例如可以是数据库和/或查找表，其中处理数据集和/或请求信息分配有相似的处理数据集、特别是其处理参数，和/或其中处理参数可以分配有允许的偏差，以用于确定例如可以是请求信息的一部分的处理数据集。
38.当评估信息和第一处理数据集一起被评估和/或输出时，特别是当从评估信息和第一处理数据集中确定待输出的显示结果作为显示数据集时，将得到本发明的一个特别有利的设计方案。在该实施方式中，各个步骤的结果、即特别是第一处理数据集和评估信息在处理技术上也被合并，其中例如可利用如下事实，即两者都涉及相同的图像数据集并且特别是甚至都存在于相同的坐标系中，而不需要注册。因此，特别是可以将评估信息与第一处理数据集以及本该完全不适用于确定该评估信息的显示形式相关联。通过这种方式，将在图像数据集中所显示的解剖区域的信息和知识方面产生显著的收益，从而换言之将提高评估结果的质量以及数量。此外有可能以用户期望的显示形式、即第一处理数据集直观地易于理解地将评估信息可视化。另一方面，第一处理数据集的质量也可以通过使用评估信息来优化，特别是在检查目标和改善的用户评估方面。
39.具体而言，例如可以规定，评估信息的至少一个与位置相关的部分特别是通过叠加以与位置完全相符的方式在第一处理数据集中被输出。在此背景下例如可以规定，如果评估信息包括分割结果和/或其他定位结果，则分割和/或定位的解剖结构或其他结构可以在第一处理数据集中以位置完全相符的方式可视化，即使结构在该处不可见。由此，例如可在vnc图像中显示血管分布和/或可在纯造影剂图像中显示其他解剖组成部分，例如器官。然而，除了分割和定位之外还可与位置完全相符地显示信息，例如在特定点所测量的解剖结构或其他结构的尺寸，例如血管直径、肿瘤尺寸等。在这种情况下，例如可以显示其附近可看到相应值的部段。显然存在许多不同的可能性。
40.然而，在本发明的一个特别有利的实施方案中还可考虑的是，评估信息的至少一部分被用于在输出之前修改第一处理数据集。这意味着在用户预设之外或之内可借助于评估信息通过进一步的处理步骤来优化显示形式。例如，在该背景下的具体设计方案规定，用于修改的评估信息涉及在第一处理数据集中待去除的图像部分，特别是待去除的材料类别。然后相应地去除该图像部分以进行修改。就此而言，一个示例是骨骼材料，其例如在血管系统的检查中可能会被用户混淆为钙化和/或造影剂，因此已经提出了相应的评估算法以将单个像素标记为包含骨骼，该标记基于相同的基础图像数据集当然也可转移到第一处理数据集上。换言之也可行的是，确实去除待去除的图像部分、例如骨骼材料，以进行修改，为此可使用已知的方法，特别是内插法和/或外推法和/或计算待去除的信息的其他方式。通过这种方式，第一处理数据集将消除不想要的图像内容，从而可明显更好地被解读并专
注于相关的所期望的信息。当然原则上也可考虑其他可能性来使用评估信息以改进第一处理数据集。例如，如果涉及到位置已知的特定器官的可视化或识别，则可局部地进行边缘锐化等。
41.然而，也可以将不同评估算法的结果进行合并，以产生共同的评估信息。由此，例如可以具体地规定，在使用多个评估算法的情况下，关于至少一个评估信息中的至少一个评估信息的至少两个评估算法的结果信息一起被评估。另一方面，在本发明的范畴内也可行的是，通过使用第一处理数据集的处理数据并且从至少一个评估算法中的至少一个评估算法的结果信息中确定至少一个评估信息。这意味着，在确定评估信息时也可以考虑第一个处理数据集，如果其有意义的话。因此，除了已经说明的评估信息对第一处理数据集或最终待输出的显示结果的影响之外，还可使特别是那些使用不同的第二处理数据集作为输入数据的多个评估算法一起工作以确定评估信息，和/或将第一处理数据纳入评估信息中，这清楚地呈现了多种可能的在质量和数量上改进评估的协同可能性。例如，如果将取决于第一处理数据集中的强度的变量确定为评估信息，则可以将由评估算法确定的位置信息、特别是分割信息和/或定位信息用于找到相应的位置并确定该变量。如果通过不同的评估算法来处理不同的解剖结构或其他结构，则可以通过评估算法的概览来产生关于这些结构的相对变量。
42.尽管在本说明书的范畴中主要讨论多能计算机断层扫描的特别合适的应用示例，但本发明的一个优点正是在于可任意扩展到非常大的应用领域，因为各种评估算法和显示形式可用于各种图像数据集。例如，如果应添加评估算法作为另外的可能性，则无需修改或重新编程即可毫无问题地进行。
43.特别是在所期望的显示形式方面对于第一处理数据集或显示结果也存在大量其他的具体的可能性。由此，例如可能期望允许通过中空器官等的一种穿行的显示形式，从而例如在垂直于中空器官或一般结构的局部定向方向的平面中创建截面图像。例如，就此而言已知的是，“展开”血管、例如主动脉的分布，其中在这种显示中也可集成特别有利的评估信息，例如半径、流动信息等。
44.除了该方法之外，本发明还涉及一种成像设备，在本文中为计算机断层扫描设备，其具有被设计用于执行根据本发明的方法的控制设备。与根据本发明的方法相关的所有陈述可类似地适用于根据本发明的成像设备，从而由此也可获得已经提到的优点。
45.成像设备包括至少一个记录组件，记录组件例如可以由x射线发射器和x射线探测器、特别是光子计数x射线探测器构成，其中在计算机断层扫描设备中记录组件可例如在机架中围绕患者可旋转地被支承。一般而言，控制设备包括至少一个处理器和至少一个存储装置，其中通过处理器可实现用于执行根据本发明的方法的功能单元。
46.在控制设备的存储装置中例如可以存储有评估算法、图像数据集和/或分配给评估算法的请求信息。控制装置可有利地包括用于接收用户信息的接口，该用户信息也可以描述待使用的评估算法。控制设备例如可以具体地包括：
47.–
用于提供请求信息的提供单元，
48.–
用于确定第一处理数据集的第一确定单元，
49.–
用于确定第二处理数据集的第二确定单元，
50.–
用于将至少一个评估算法应用于相应的第二处理数据集的评估单元，
51.–
用于将第一处理数据集和评估信息合并为显示结果(显示数据集)的合并单元，以及
52.–
用于在显示设备上输出显示结果的输出单元。
53.当然，对于本发明的其他设计方案还可考虑其他的功能单元，控制设备特别是还可具有用于记录控制图像数据集的记录单元。
54.根据本发明的计算机程序例如可以直接加载到成像设备的运算设备、特别是控制设备的存储器中，并且具有程序装置，以便当计算机程序在运算设备上运行时执行根据本发明的方法的步骤。计算机程序可存储在根据本发明的电子可读数据载体上，因此其包括存储在其上的控制信息，该控制信息包括至少一个根据本发明的计算机程序并且以如下方式被设计：当在成像设备的运算设备、特别是控制设备中使用数据载体时，使得运算设备执行根据本发明的方法的步骤。电子可读数据载体可为非瞬时数据载体，例如cd-rom。
附图说明
55.本发明的其他优点和细节从下文说明的实施例中以及借助于附图得出。其中：
56.图1示出了根据本发明的方法的一般性流程图，
57.图2示出了根据本发明的方法的具体实施例的图示，
58.图3示出了根据本发明的成像设备，并且
59.图4示出了成像设备的控制设备的功能结构。
具体实施方式
60.图1示出了根据本发明的方法的实施例的一般性流程图。在此，该方法侧重于对计算机断层扫描(在此为多能计算机断层扫描)的图像数据集的评估，但也可包括其记录以及由此在成像设备(在此为计算机断层扫描设备)处整个检查过程的控制。
61.在本实施例中，在成像设备处的检查过程开始时，在步骤s1中准备检查。该准备还包括：用户在成像设备的也包括输入设备的用户接口处进行关于图像数据集的记录以及随后的评估的设置。在此，这些用户预设还包括在此说明的方法中所使用的用户信息，其在步骤s1中由用户接口接收。用户信息描述了用户对于待记录的图像数据集所期望的显示形式，例如用户是否想要查看在特定x射线能量下的单能图像，用户是否想要查看vnc图像或特定的材料图像。在此，可以设置关于显示形式的各种处理参数，例如层厚度、可旋转图像中的角度步长、待使用的过滤器等。还可考虑更复杂的显示形式，例如中空器官的视图，其中计算垂直于延伸走向的截面图像。
62.除了用户期望的显示形式之外，用户信息还可以例如在特定评估包的范畴中直接或间接地描述哪个评估信息是所期望的。所期望的或有意义的评估信息也可以从检查目标得到，有时也可以直接来自所选择的显现形式。由此，不同的检查目标例如可以分配有特定的显示形式和特定的有用评估信息。例如，如果用户对使用在血液中传输的造影剂(例如碘造影剂)的病变组织中的血流感兴趣，则显示形式可涉及造影剂，然而其中病变组织或至少相关器官的位置代表有用的评估信息，以便一方面使显示更易于理解，另一方面进行进一步的评估步骤，例如还将量化感兴趣区域中的血流等。例如，如果涉及到血管的钙化，则血管的显示以及必要时关于血管的其他评估信息(例如其半径或流量)是有用的。
63.上述两个示例的显著之处在于，在此虽然显示形式对检查目标非常有用，但并不适于从中确定所述有意义的评估信息。在此，所示方法提供了补救措施，如将在后续过程中所示，其中在当前情况下仅基于用户信息通过成像设备完全自动地确定所期望的显示形式和评估信息，并将其组合在协同的显示结果中。在当前情况下，这一切都在成像设备处并通过成像设备紧凑地进行，评估所基于的图像数据集最初在步骤s2中被记录，如上所述，其可能但不一定形成方法的一部分。
64.在步骤s2中所记录的图像数据集是多能数据集，从而多能数据集具有用于x射线辐射的不同能量或能量区间的子数据集。在此，不仅可使用x射线发射器侧的不同x射线光谱，例如对于x射线管使用不同的管电压，而且可以使用光子计数x射线探测器，其中后者是优选的，因为特别是可以使用固定的x射线光谱，并且必要时可以对能量进行更精细的分辨。
65.在不需要进一步的用户交互的情况下，在步骤s3至s8中通过成像设备的控制设备进行图像数据集的自动评估。作为基础，在步骤s3中，除了旨在用于确定评估信息的每个评估算法的已经存在的用户信息之外，还将提供请求信息。请求信息描述了相应的评估算法需要哪些输入数据，并且还可以包括关于处理图像数据集的合适的处理参数，以便获得这些输入数据。请求信息例如可以被分配给每个评估算法并且已经存在于成像设备的控制设备的存储装置中，然而附加地或替代地也可以以某种其他方式被调用。这同样适用于评估算法本身。在此无论如何优选的是，待使用的评估算法也可以至少部分地从用户信息中导出，其中例如可以使用有意义的评估信息与检查目标的上述分配。显示形式也可以分配有有用的评估信息。可以使用其他的信息，例如所记录的身体区域。也可以考虑的是，为特定的检查协议、例如“胸部-血管系统的多能断层扫描”分配原则上有利的评估算法和评估信息。
66.然后在步骤s4和s5中彼此独立且分开地确定处理数据集，一方面在步骤s4中根据用户信息确定反映所期望的显示形式的第一处理数据集，并且另一方面在步骤s5中确定至少一个第二处理数据集，其适于作为至少一个评估算法中的至少一个评估算法的输入数据。在此在这一点上应注意的是，在成像设备处可用的评估算法的至少一部分可以包括训练函数，即人工智能。这些评估算法，更确切地说是评估算法的训练函数，也利用相应的输入数据、即从训练图像数据集导出的第二处理数据集进行训练。由此，在提供有合适的输入数据的情况下将以稳健且可靠的方式为评估信息提供所期望的结果信息。
67.然后，在步骤s6中，分别确定的第二处理数据集本身可以对应于特定的显示形式，即显示评估算法所需的图像内容，该第二处理数据集被提供给相应的评估算法作为输入数据，该评估算法确定相应的结果信息，然后从中导出评估信息。
68.在此，在这一点上还应注意，可以考虑到的是，由于记录参数，图像数据集不适用于完全满足至少一个评估算法中的至少一个的请求信息。然后可以有利地替代地产生至少提供相同图像内容的类似处理数据集，并且将其提供为输入数据。请求信息本身可以已经包含相应的替代解决方案。然而也可以考虑使用分配规则，例如数据库或查找表，其中请求信息或满足该请求信息的第二处理数据集分配有替代解决方案，例如通过提供相应的处理参数。处理参数也可以直接分配有间隔或允许的偏差。尽管如此，以这种方式仍然可以使用相应的评估算法。
69.在步骤s6中，如果结果信息不直接代表评估信息，也可将结果信息部分地进一步关联到所期望的评估信息。这意味着可考虑使用具有不同结果信息的多个评估算法，以便从中确定实际想要的评估信息。
70.然后，在步骤s7中将步骤s4和s6的结果合并，以获得显示数据集作为显示结果。就此而言，一方面可考虑的是，通过例如以评估方式合并步骤s4的第一处理数据集的至少一个结果信息和处理数据来补充扩展信息，例如在使用第一处理数据集的处理数据中的局部图像信息的意义上。
71.然而，在本文中在任何情况下都规定，在步骤s7中将评估信息和第一处理数据集一起评估。为此，评估信息的至少一部分被用于在输出之前修改第一处理数据集，例如用于去除不想要的图像组成部分等。然而，同时在步骤s7中通过该联合评估还产生显示结果，其中在第一处理数据集内至少部分地将评估信息可视化。
72.为此，特别有利地在第一处理数据集中以与位置完全相符的方式输出评估信息的与位置相关的部分，其中例如可进行叠加。例如可考虑的是，以与位置完全相符的方式显示所检测或分割的解剖结构或其他结构的边界或甚至关于这些的定量数据，从而将其包含到显示结果中。
73.然后，在步骤s8中，以显示结果的形式将第一处理数据集和评估信息一起输出。在此，当然也可考虑例如与第一处理数据集的图像输出相邻地附加地输出评估信息的与位置无关的、特别是一般性的部分。
74.除了在显示设备处输出之外，也可以将显示结果特别是与图像数据集和/或第一处理数据集和/或评估信息一起存储。
75.图2以原理图示出了根据图1的方法的示例性应用。在此，为检查过程输入的用户信息1例如可以描述至少需要所记录的主动脉的vnc图像作为显示形式，其中需要使用专门适配于血管系统的复现的滤芯来进行重建。需要准备用于显示的薄层数据集，需要可以以10
°
的步长进行旋转。另外，应根据用户信息分析主动脉的半径区域。
76.此外，在控制设备中已知的是，在这种记录过程(在此为多能胸部记录)中，图像数据集中可能包含不需要的骨骼部分，其应被去除。
77.在此相应地确定三个处理数据集。如作为显示形式所需，第一处理数据集2为使用所需滤芯的具有薄层的vnc图像。
78.该第一处理数据集2将完全不适用于确定主动脉的半径，因为在vnc图像中造影剂(在此为碘造影剂)将不可见，从而血管将自动地几乎无法识别。然而，在当前情况下，至少主动脉的分割是必要的，为此应使用相应的评估算法3，其由对应请求信息22所描述的输入数据在重建时应包括具有薄层以及特定滤芯的单能70kev图像。控制设备中的相应确定单元恰好确定这样的第二处理数据集4。
79.关于骨骼材料的去除，应使用另一评估算法5，该评估算法提供包含骨骼的像素作为结果信息，在此也作为评估信息，其作为输入数据需要具有薄层以及特定滤芯的单能55kev图像，其相应地也被提供作为另一第二处理数据集6。
80.在此处由箭头8表示的合并步骤(s7)中，现在使用评估算法5的评估信息来计算出第一处理数据集2中的骨骼部分。同时，由评估算法3分割作为同样与位置相关的评估信息的主动脉通过在第一处理数据集2中的叠加被标记。作为评估的一部分所确定的主动脉半
径同样可以与位置完全相符地显示在不同的部位，在这些部位处用户可将其直接在vnc图像的背景下置于待查看的钙化中。由此将产生显示结果9，然后将其输出到显示设备上，即具有薄层且可以10
°
的步长旋转的vnc图像，其通过使用所需的滤芯被重建，其附加地与位置完全相符地包含有关主动脉及其半径的信息，尽管该信息无法从第一处理数据集2中获得。此外，不会再看到干扰性的骨骼部分。
81.应当注意的是，当然也可以通过使用第一处理数据集2的处理数据特别是在去除骨骼部分之后确定其他评估信息，例如通过使用根据主动脉的分割所确定的边界框可有针对性地检测钙化，并且也可以部分地将其量化，等等。
82.图3示出了根据本发明的成像设备10(在此为计算机断层扫描设备)的原理图。原则上已知的是，成像设备10具有包括患者容纳部12的机架11，患者13可以借助于患者卧榻14以如下方式移动到其中，即使得待记录的解剖区域位于可旋转地支承在机架11中的容纳组件的可见范围中。在此，记录组件包括x射线发射器15和x射线探测器16，在此是光子计数x射线探测器16。
83.成像设备10的运行由控制设备17控制，控制设备17也被设计用于执行根据本发明的方法。
84.此外，成像设备10还具有用户接口18，用户接口18在此包括输入设备19和显示设备20。
85.图4更详细地示出了控制设备17可执行根据本发明的方法的功能结构。控制设备17首先包括存储装置21，其中除了评估算法3、5及其所分配的请求信息22之外，在适用的情况下，还可存储有所述分配规则。此外，存储装置21适用于存储通过接口23从用户接口18获得的用户信息，正如特别是根据步骤s2通过记录单元24所记录的图像数据集。
86.处理数据记集2、4、6、显示结果9、评估信息等也可以存储在存储装置21中，至少用于检查过程或其评估过程。
87.为了执行根据本发明的方法，控制设备17首先具有用于根据步骤s3提供、在此选择相应的所需请求信息22的提供单元25。在第一确定单元26中使用用户信息1来确定第一处理数据集2，在另一第二确定单元27中计算该至少一个第二处理数据集4、6，其中从图像数据集中分别确定处理数据集2、4、6。因此，第一确定单元26执行步骤s4，而第二确定单元27执行步骤s5。
88.根据步骤s6，在评估单元28中通过使用相应的第二处理数据集4、6作为输入数据来实施至少一个评估算法3、5，以获得结果信息/评估信息。结果信息/评估信息与第一确定单元26的第一处理数据集2一起被转发到合并单元29，该合并单元29确定显示结果9，也可参见步骤s7。输出单元30控制显示设备20以输出显示结果9。
89.尽管已通过优选实施例详细说明和描述了本发明，但本发明并不受限于所公开的示例，并且本领域技术人员可从中得出其他变体而不脱离本发明的保护范围。