Rechtsprechung / BPatG / 2006
BPatG Beschluss vom 13.07.2006 – 17 W (pat) 70/03
17. Senat
BUNDESPATENTGERICHT
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
13. Juli 2006
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend die Patentanmeldung 101 23 798.7-53
…
hat der 17. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 13. Juli 2006 unter Mitwirkung …
beschlossen:
Auf die Beschwerde der Anmelderin wird der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse G 06 T des Deutschen Patent- und Markenamts vom 28. Mai 2003 aufgehoben und das Patent erteilt. 08.05
Der Erteilung liegen folgende Unterlagen zugrunde:
Patentansprüche 1 bis 14 und Beschreibung Seiten 2 und 3, jeweils überreicht in der mündlichen Verhandlung,
Beschreibung Seiten 1, 4 bis 16 vom 6. Juli 2006, eingegangen
am 10. Juli 2006,
sowie 3 Blatt Zeichnungen mit 4 Figuren vom Anmeldetag.
G r ü n d e
I.
Die vorliegende Patentanmeldung mit der Bezeichnung:
"Verfahren für die Computertomographie"
ist am 16. Mai 2001 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht worden.
Sie ist von der Prüfungsstelle für Klasse G 06 T des Deutschen Patentamts mit
Beschluss vom 28. Mai 2003 zurückgewiesen worden. Zu den Gründen für die Zurückweisung ist auf den Bescheid vom 22. Oktober 2002 verwiesen worden. In
dem dort in Bezug genommenen Bescheid vom 24. Januar 2002 ist ausgeführt,
dass das Patentbegehren mangels einer klaren und nacharbeitbaren technischen
Lehre nicht gewährbar sei.
Die Anmelderin hat Beschwerde eingelegt und stellt den Antrag,
den angefochtenen Beschluss aufzuheben und das nachgesuchte
Patent mit folgenden Unterlagen zu erteilen:
Patentansprüche 1 bis 14 und Beschreibung Seiten 2 und 3, jeweils überreicht in der mündlichen Verhandlung,
Beschreibung Seiten 1, 4 bis 16 vom 6. Juli 2006, eingegangen
am 10. Juli 2006,
sowie 3 Blatt Zeichnungen mit 4 Figuren vom Anmeldetag.
Der Anspruch 1 lautet:
"Verfahren für die Computertomographie, aufweisend die Verfahrensschritte:
- zur Abtastung eines Objekts mit einem von einem Fokus ausgehenden konusförmigen Strahlenbündel und mit einem mehrere
Zeilen von Detektorelementen aufweisenden Detektorsystem zum
Detektieren des Strahlenbündels wird der Fokus ohne Relativbewegung zwischen Untersuchungsobjekt und Fokus in Richtung der
Systemachse auf einer Fokusbahn um eine in einer z-Richtung
liegenden Systemachse bewegt,
wobei das Detektorsystem der empfangenen Strahlung entsprechende Messdaten liefert und wobei die Länge der Fokusbahn
wenigstens gleich der Länge eines Teilumlaufintervalls ist, dessen
Länge zur vollständigen Rekonstruktion eines CT-Bildes ausreicht,
- aus aus einem Teilumlaufintervall stammenden Messdaten werden mittels eines 2D-Rekonstruktionsverfahrens Rohbilder berechnet, deren Bildebenen relativ zu einer die Fokusbahn enthaltenden Mittelebene geneigt sind, und
- aus mehreren Rohbildern wird ein resultierendes CT-Bild ermittelt,
wobei den Messdaten, die gewonnen werden, für jede Zeile von
Detektorelementen pro Position des Fokus und pro Detektorelement ein Strahl zugeordnet ist, und die Rekonstruktion eines Rohbildes auf Basis von Messdaten erfolgt, die aus den von allen
Zeilen von Detektorelementen gelieferten Messdaten derart ausgewählt werden, dass nur diejenigen Messdaten zur Rekonstruktion des jeweiligen Rohbildes herangezogen werden, deren zugeordnete Strahlen ein Fehlerkriterium hinsichtlich ihres Abstandes
von der geneigten Bildebene des jeweiligen Rohbildes erfüllen,
und wobei als Fehlerkriterium der minimale quadratische Mittelwert des in z-Richtung gemessenen Abstandes des jeweiligen
Strahles von der geneigten Bildebene des jeweiligen Rohbildes
vorgesehen ist."
Hinsichtlich der weiteren Ansprüche wird auf die Akten verwiesen.
Die Anmelderin führt aus, dass Computertomographen zur Gewinnung räumlicher
Bilder aktuell mit Mehrzeilendetektoren ausgestattet würden. Bei dem Einsatz von
Detektoren mit mehr als 4 Zeilen weise der Conewinkel größere Werte auf, was
bei Verwendung der gängigen 2D-Schichtrekonstruktionsverfahren zu erheblichen
Artefakten in den rekonstruierten Bildern führe. Die ebenfalls bekannten 3D-Rekonstruktionsverfahren vom Feldkamp-Typ seien zwar hinsichtlich der Artefakte
günstiger, aber so rechenintensiv, dass sie für kleinere Tomographen ungeeignet
seien. Deshalb stelle sich die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, das eine relativ
einfache und trotzdem artefaktarme Rekonstruktion ermögliche. Ein solches Verfahren sei in der überarbeiteten Fassung des Patentanspruchs 1 angegeben.
Ausgehend von den in jeder Zeile des Detektors zu jedem Abtastzeitpunkt gewonnenen Messdaten würden mittels eines gängigen 2D-Rekonstruktionsverfahrens
Rohbilder berechnet, deren Bildebenen gegenüber der Mittelebene geneigt seien.
Für die Rekonstruktion der einzelnen Rohbilder würden nur solche Messdaten
ausgewählt, die auf einem Strahlengang beruhten, der ein vorgebbares Fehlerkriterium in Bezug auf den Abstand zur Bildebene des jeweiligen Rohbildes erfüllten.
Aus den derart gewonnenen 2D-Rohbildern werde ein dreidimensionales CT-Bild
ermittelt. Zu dessen Ermittlung seien in den Ansprüchen 2 bis 5 verschiedene
Möglichkeiten aufgezeigt. Die Anweisungen in den Ansprüchen reichten daher
aus, damit der Fachmann das vorgeschlagene Verfahren nachvollziehen könne.
Das Verfahren nach dem Anspruch 1 beruhe auch auf erfinderischer Tätigkeit.
Denn die entgegengehaltenen Druckschriften schlügen bei zweidimensionalen
Rekonstruktionsverfahren eine wahlweise Abschattung der äußeren Zeilen des
Detektors zur Vermeidung der durch den Conewinkel bedingten Artefakte vor oder
lehrten verschiedene Modifikationen des dreidimensionalen Feldkamp-Verfahrens.
II.
Die Beschwerde ist zulässig und auch begründet, da das Verfahren nach dem
nachgesuchten Patent nach den §§ 1 bis 5 PatG patentfähig ist.
1. Die geltende Fassung der Patentansprüche ist zulässig.
Die Merkmale des Verfahrens nach dem geltenden Anspruch 1 finden sich in den
ursprünglichen Ansprüchen 1, 10 und 11 i. V. m. den Erläuterungen auf S. 11, Z. 1
- 29 der ursprünglichen Beschreibung. Auch die Fassung der übrigen Ansprüche
ergibt sich aus den ursprünglich eingereichten Unterlagen.
2. Der Patentanspruch 1 vermittelt dem Fachmann, einem auf dem Gebiet der
Bildverarbeitung tätigen Ingenieur oder Informatiker mit mehrjähriger Berufspraxis,
eine ausreichend klare Lehre.
Das beanspruchte Verfahren für die Computertomographie geht davon aus, dass
ein ein konusförmiges Strahlenbündel aussendender Fokus und ein Detektorsystem mit mehreren Zeilen um eine Systemachse (z-Achse) bewegt werden, in der
das abzutastende Objekt angeordnet ist. Dabei soll in Richtung der Systemachse
kein Vorschub stattfinden. Aus den von dem Detektorsystem zu verschiedenen
Abtastzeitpunkten während eines für eine vollständige Rekonstruktion ausreichenden Teilumlaufs stammenden Messdaten werden zunächst einzelne (zweidimensionale) Rohbilder berechnet, deren Bildebenen in Bezug auf die Systemachse
geneigt sind. Wie auf S. 3, Abs. 3 der Beschreibung erläutert, soll die Neigung der
einzelnen Rohbilder sicher stellen, dass zumindest über einen großen Teil des jeweiligen Teilumlaufintervalls Strahlen vorhanden sind, die in der Bildebene verlaufen.
In Hinsicht auf die Berechnung der geneigten Rohbilder ist in der geltenden Anspruchsfassung ergänzt, dass hierzu diejenigen Messdaten heranzuziehen sind,
die auf Strahlengängen beruhen, die "hinsichtlich ihres Abstandes von der geneigten Bildebene des jeweiligen Rohbildes" ein Fehlerkriterium erfüllen, dh zur
Berechnung eines geneigten zweidimensionalen Rohbildes werden nicht nur
Messdaten ausgewertet, die auf Strahlengängen beruhen, die exakt in der selben
Ebene liegen, sondern auch von Strahlengängen, die dieser Ebene benachbart
sind, soweit sie das im Anspruch genannte Fehlerkriterium erfüllen. Für den
Fachmann ist absehbar, dass die zusätzliche Berücksichtigung von Messdaten,
die der jeweiligen Rohbildebene benachbart sind, bei relativ geringem Rechenaufwand zu einer Qualitätsverbesserung der Rohbilder führen kann.
Hinsichtlich der darauf folgenden Bestimmung des letztlich gewünschten dreidimensionalen CT-Bildes enthält der Anspruch 1 lediglich die Anweisung, dieses
aus den geneigten Rohbildern zu ermitteln. Diese Anweisung und die im konkreten Fall bekannten geometrischen Verhältnisse reichen für einen Bildverarbeitungsfachmann aus, um aus den geneigten Rohbildern ein CT-Bild zu rekonstruieren, dessen einzelne Bildebenen gleichen Abstand voneinander aufweisen. Insoweit vermittelt der Anspruch 1 eine nachvollziehbare technische Lehre.
Im Übrigen werden dem Fachmann in den Ansprüchen 2 bis 5 verschiedene konkrete Möglichkeiten aufgezeigt, wie aus den Quellpixeln der Rohbilder die Zielpixel
des CT- Bildes ermittelt werden können, bspw. durch Gewichtung in Abhängigkeit
vom Abstand beider Pixel.
3. Das Verfahren nach dem Patentanspruch 1 ist neu und beruht auch auf
erfinderischer Tätigkeit.
Von den im Prüfungsverfahren entgegen gehaltenen Druckschriften beschäftigt
sich die DE 195 02 574 C2 mit der Problematik, wie rechenintensive Verfahren bei
der 3D- Rekonstruktion von CT-Bildern vermieden werden können (vgl. Sp. 1,
Z. 62 - Sp. 2, Z. 21). Hierzu wird vorgeschlagen, bei Computertomographen mit
Mehrzeilendetektoren für den kegelförmigen Strahl eine verstellbare Blende 10
vorzusehen, mit der wahlweise Detektorzeilen abgeschattet werden. Soll eine Bildrekonstruktion mit hoher Auflösung erfolgen, werden den vier Eingangskanälen
des Bildrekonstruktionsrechners lediglich die vier innersten Zeilen des Detektors
zugeführt (vgl. Fig. 2). Wie in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellt, kann die Blende
auch auf 8, 12 oder 16 Zeilen aufgeweitet werden. Entsprechend wird einem der
vier Kanäle des Bildrekonstruktionsrechners die Summe der Signale von 2, 3 oder
4 Zeilen (einer Spalte) zugeführt. Dieser Druckschrift entnimmt der Fachmann sonach, dass die für zweidimensionale Bilder bekannten Rekonstruktionsalgorithmen
für räumliche Rekonstruktionen mit Mehrzeilendetektoren nur soweit tauglich sind,
als diese wenige Zeilen umfassen. Bei einer größeren Zahl von Zeilen ist ein
Gebrauch dieser Algorithmen nur unter gleichzeitiger Verringerung der Auflösung
praktikabel.
Auch die EP 0 990 892 A2 befasst sich mit der Bildrekonstruktion bei Computertomographen mit Mehrzeilendetektoren. Einleitend wird auf den von Feldkamp, Davis und Kress vorgeschlagenen FDK-Algorithmus eingegangen. Nach diesem Algorithmus werden zur dreidimensionalen Bildrekonstruktion alle Messdaten für
jede Strahlenquellenposition erst einer Gewichtung und dann einer Hochpaßfilterung unterzogen. Sodann erfolgt eine räumliche Rückprojektion unter Wichtung
mit einem Faktor, der vom Abstand des jeweiligen Voxels von der Strahlenquelle
abhängt. Als Nachteile des FDK-Algorithmus werden erwähnt, dass er viel Rechenzeit benötigt und nur ein schmaler scheibenförmiger Bereich rekonstruiert
wird (vgl. Sp. 1, Z. 26 - Sp. 2, Z. 10). Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt die
Schrift ua ein "Rebinning" der Messdaten zu einer Anzahl von Gruppen vor, wobei
jede Gruppe mehrere zur Mittelebene bzw. Rotationsebene parallele, dh nicht geneigte Ebenen umfassen soll (vgl. Anspruch 1). Eine Anregung darauf, zur Gewinnung von 3D-Bildern zunächst zweidimensionale Rohbilder zu rekonstruieren, die
gegenüber der Mittelebene geneigt sind, gibt diese Druckschrift nicht, was letztlich
daran liegt, dass sie einen grundsätzlich anderen Ansatz zeigt.
Die Dissertation von Henrik Turbell: "Cone-Beam Reconstruction Using Filtered
Backprojection" S. 31 - 50, Februar 2001, Linköping Universität, Schweden gibt
zunächst einen Überblick über bekannte Methoden zur dreidimensionalen Bildrekonstruktion. Danach soll mit der dreidimensionalen Radontransformation eine exakte Rekonstruktion möglich sein, die aber mangels eines Detektors, der einen
Patienten in allen Richtungen abtasten kann, bei der Computertomographie nicht
anwendbar ist (Abschnitt 3.1.2). In den Abschnitten 3.2 und 3.3 wird auf den oben
erläuterten FDK-Algorithmus mit verschiedenen Abwandlungen eingegangen. Bei
der im Abschnitt 3.3.3 dargestellten FDK-SLANT-Methode zeigt Figur 3.9 (a) "a
set of book pages", die gegenüber der Mittelebene geneigt sind. Diese geneigten
Ebenen geben jedoch ausweislich der Bildunterschrift in ihrer Schnittlinie mit der
Detektorebene lediglich die Richtung für die Filterung an und definieren nicht die
Bildebene eines zu rekonstruierenden zweidimensionalen Rohbildes.
Auch die US 5 708 691 befasst sich mit einer Modifikation des FDK-Algorithmus.
Mit dieser Modifikation soll eine Eliminierung oder Reduzierung der Artefakte erreicht werden (vgl. Sp. 1, Z. 64 - Sp. 2, Z. 14 und Sp. 3, Z. 21f). Zu diesem Zweck
wird die Verwendung von interpolierten Subvoxeln vorgeschlagen, die eine höhere
Auflösung als die detektierten Voxel vorgeben.
Der weiterhin genannte Aufsatz von Kopp ua "Multislice Computed Tomography
Basic Principles and Clinical Applications" in electromedica 68, 2000, Heft 2, S. 94
- 105 befasst sich mit der Spiralabtastung, bei der grundsätzlich unterschiedliche
Rekonstruktionsalgorithmen zum Einsatz kommen und die deshalb keine Anregung in Hinsicht auf das vorgeschlagene Verfahren geben kann.
Es ist daher anzuerkennen, dass das Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1
patentfähig ist.
Die Änderungen in den untergeordneten Ansprüchen und der Beschreibung
betreffen redaktionelle Anpassungen oder eine ergänzende Würdigung entgegengehaltenen Druckschriften.
Bei dieser Sachlage war das Patent antragsgemäß zu erteilen.
gez.
Unterschriften