NL192322C - Inrichting voor het tot een minimum beperken van artefakten veroorzaakt door niet-coplanairiteit tussen de bronmiddelen en de detectiemiddelen bij CT aftasters. - Google Patents

Description

1 192322

Inrichting voor het tot een minimum beperken van artefacten veroorzaakt door nlet-coplanalriteit tussen de bronmiddelen en de detectiemiddelen bij CT aftasters

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het minimaliseren van artefacten in gecomputeriseerde 5 tomografie, waarin de bronmiddelen een bundel doordringende straling produceren die draaibaar is rondom een as en op de detectormiddelen invalt, welke inrichting omvat: (a) middelen voor het bekrachtigen van de bronmiddelen teneinde straling te genereren die zich uit de bronmiddelen naar de detectormiddelen voortplant door een object, waarbij de laatste tussen de bronmiddelen en de detectoimiddelen is geplaatst, waarmee uitgangssignalen van de detectormiddelen worden 10 verkregen; (b) middelen voor het verwerken van de uitgangssignalen teneinde representaties van lijnintegralen van de verzwakkingscoëfficiënten van het object te vormen; (c) middelen voor het verwerken van de representaties in gefilterde projectiegegevens over 360°; (d) middelen voor het filteren van de projectiegegevens.

15 Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.272.820. De daarin geopenbaarde inrichting omvat een computertomografie-aftastinrichting, die een reconstructiecirkel verschaft. Dat wil zeggen dat de computertomografie aftastinrichting, in staat is om een dwarsdoorsnede van een object binnen de reconstructiecirkel te reconstrueren. Een sectie door een object binnen de reconstructiecirkel wordt afgebeeld. De bekende inrichting is ingericht om gegevens te verwerken met betrekking tot gedeelten 20 van een sub-gebied, welke vervolgens worden gebruikt om een gemiddelde waarde van afgebeelde gegevens te berekenen teneinde een foutsignaal te genereren dat wordt afgetrokken van alle afgebeelde gegevens in een vooraf bepaalde strook teneinde artefacten te reduceren. De bekende inrichting is echter niet geschikt voor het reduceren van artefacten, veroorzaakt door niet-coplanairiteit tussen bronmiddelen en detectormiddelen.

25 Bij de ontwikkeling van x-straal berekende-tomografie (CT) zijn aftasters verkregen die minder tijd nodig hebben voor beeldverkrijging en beeldconstructie en die een verbeterde dichtheid en ruimtelijke resolutie hebben. Deze verbeteringen zijn hoofdzakelijk verkregen door de toepassing van meer verfijnde stelsels van gegevensverkrijging en een snellere beeldreconstructie-hardware. De beeldkwaliteit is eveneens verbeterd door de reëvaluatie van veronderstellingen toegepast in de algoritmen van de oudere generaties van CT 30 aftasters en door de invoer van correcties en/of verfijningen van deze veronderstellingen in het beeldreconstructie-algoritme.

De veronderstellingen werden oorspronkelijk gemaakt om de verenigbaarheid veilig te stellen van de door een feitelijke aftaster verzamelde werkelijke gegevens met theoretische reconstructie-algoritmen waarvoor bijvoorbeeld een oneindig aantal lijn-integraalwaarden van de twee-dimensieverzwakkingsfunctie 35 nodig zijn. Bij reconstructie-algoritmen worden de lijn-integraalwaarden geïnverteerd waaruit tweedimensionale objectdichtheidsfuncties resulteren die aan de gebruiker als beelden worden gepresenteerd.

Bij CT aftasters worden meerdere bronmiddelen en meerdere detectiemiddelen toegepast die elk aan een aftastbeweging ten opzichte van een lichaam onderworpen worden om een graad van verzwakking te verschaffen aan elke straling van een aantal rechte-lijnstralingen vanuit de bronmiddelen naar de detectie-40 middelen. Deze verzwakkingsmetingen worden vervolgens door geschikte middelen verwerkt om een verdeling van lijn-integraalwaarden van de objectdichtheidsfunctie te verschaffen. Teneinde het vereiste aantal lijn-integralen te verschaffen worden de bron en de detectoren volgens vooraf bepaalde patronen bewogen.

Bij een translatie-rotatiestelsel onder de veronderstelling dat de bron een uit een aantal potloodbundels 45 gevormde waaierbundel emitteert, verschaffen de detectoren tijdens de translatie informatie met betrekking tot een aantal stellen van evenwijdige bundelbanen. De stellen bundelbanen zijn door de hoekscheiding van de bundels hoekgewijs gescheiden. Elke potloodbundel verschaft tijdens de dwarsaftasting gegevens voor een stel evenwijdige bundelbanen. De gegevens van elk dergelijk evenwijdig stel worden verwerkt om evenwijdige projecties van de objectdichtheidsfunctie af te geven. Gewoonlijk worden gefilterde-50 terugprojectiemethoden gebruikt om de dichtheidsfunctie uit de overeen minimum van 180° draaiing verzamelde evenwijdige projecties te reconstrueren.

Bij rotatie-rotatie/aftasters, waarin de bron en de detectoren met betrekking tot elkaar vast zijn en gezamenlijk rond het object roteren, is het gebruikelijk om de daardoor verzamelde niet-geparallelliseeide gegevens om te zetten in een parallel gegevensformaat door een geschilde resorteer- of re-binnings-55 techniek. Dit is een gevolg van het feit dat gebruikelijke terugprojectiemethoden aangepast zijn aan de door een aftaster van het translatie-rotatietype opgewekte geparalielliseerde gegevens. Voor het resorteeralgo-ritme is een rotatiehoek van 180° plus de door de bron-waaier onderspannen hoek nodig. Methoden zijn 192322 2 eveneens beschikbaar om op directe wijze de voor het resorteeralgoritme vereiste waaier-bundelgegevens te reconstrueren.

De meeste tegenwoordig beschikbare CT aftastinrichtingen maken gebruik van wat ’’coplanaire bron-detectorconfiguraties” genoemd kan worden. Dat wil zeggen, dat de middens van de openingen van al 5 de detector- en de bronposities in hetzelfde vlak zijn gelegen wat als het aftastvlak bekend is. Deze twee-dimensionale configuratie is het gevolg van de mathematica van de gebruikelijke reconstructietheorie die vereist dat alle lijn-integralen van de dichtheidsfunctie in één vlak liggen.

Een belangrijk probleem bij feitelijke CT aftasters is, dat de detector en bronmiddelen openingen hebben die zich in axiale richting uitstrekken: dat wil zeggen loodrecht op het aftastvlak. Impliciet aan het 10 beeldreconstructie-algoritme is de veronderstelling dat het object in axiale richting ruimtelijk invariant is. Aan deze veronderstelling wordt zelden voldaan. Derhalve treden er wat als ’’ruimtelijke volume” artefacten bekend zijn op in de urteindelijke reconstructie van het aftastvlak. Teneinde gedeeltelijke volume-artefacten te verminderen worden de hoogten van de bron en detectoropeningen zo klein mogelijk gemaakt.

Bij sommige CT aftasters worden de bron en de detectoropeningen met opzet ontworpen om in 15 afzonderlijke vakken te liggen. Van deze machines is beschreven dat zijn niet-coplanaire configuraties . hebben.

Een gevolg van deze nieuwe niet-coplanaire geometrie is dat de gedeeltelijke volume-artefacten versterkt zullen worden. Dit nieuwe niveau van gedeeltelijke volume-artefacten wordt als "niet-coplanairiteits-artefacten” aangeduid.

20 Niet-coplanairiteit veroorzaakt verschillende typen artefacten waarvan er twee van primair belang zijn.

Het eerste heeft betrekking op axiale resolutie en het andere heeft betrekking op inconsistenties in de gegevens die met het reconstructie-algoritme in wisselwerking staan.

Het schïjfvolume van een aftastinrichting is het volume dat gevormd wordt door de verzameling van alle door de lijn-integraalwaarden ingenomen integratiewegen. Het schïjfvolume in de niet-coplanaire geometrie 25 is veel groter en onregelmatiger dan het schïjfvolume in de coplanaire geometrie. Daar de objecten in de axiale richting ruimtelijke variaties hebben zijn de axiale resoluties van niet-coplanaire machines beduidend minder dan in de overeenkomstige coplanaire aftasters.

Het tweede type van door niet-coplanairiteit veroorzaakte artefacten is een gevolg van inconsistenties in de gemeten lijn-integraalgegevens. Bij alle tegenwoordige reconstructie-algoritmen wordt verondersteld of 30 vereist dat lijnintegralen langs twee tegengestelde integratiewegen identiek zijn. Wanneer er echter enige variatie van de verzwakkingscoëfficiënt van het object in axiale richting optreedt zullen de lijn-integralen langs de twee tegenovergestelde integratiewegen in de niet-coplanaire configuratie niet identiek zijn. Het gevolg van deze inconsistentie is dat artefacten in gereconstrueerde beelden veroorzaakt worden. Als_________ gevolg van de fysieke vorm en de dichtheidsverdeling van de artefacten worden deze ’’vlinderartefacten” 35 genoemd.

Wanneer van aftastinrichtingen met niet-coplanaire geometrieën ooit verwacht wordt dat zij waardevolle beelden teweegbrengen, moeten het grote schïjfvolume en de ’’vlinderartefacten” verminderd worden. Daar er altijd een zekere niet-coplanairiteit bestaat, is er altijd een punt waarin de niet-coplanairiteitsartefacten de beelden klinisch onbruikbaar maken. Er zal daarom altijd een behoefte aan stelsels en werkwijzen bestaan 40 om niet-coplanairiteitsartefacten te corrigeren.

Derhalve is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een inrichting te verschaffen voor het minimaliseren van artefacten veroorzaakt door niet-coplanairiteit tussen bronmiddelen en detectormiddelen in een computertomografie-inrichting.

Deze doelstelling wordt bereikt door een inrichting van de bij de aanvang genoemde soort, die het 45 kenmerk heeft, dat de inrichting is ingericht voor het minimaliseren van artefacten veroorzaakt door niet-coplanairiteit tussen bronmiddelen en detectormiddelen, waarbij de niet-coplanairiteit wordt bepaald door de verzameling van de posities van de bronmiddelen die een eerste vlak definiëren en door de verzameling van de posities van de detectormiddelen die een tweede vlak definiëren, dat axiaal verplaatst is ten opzichte van het eerste vlak en dat de inrichting voorts middelen omvat voor het verkrijgen van twee 50 beelden door tweemaal een eindig aantal radiale lijnen te reconstrueren onder gebruikmaking van een reconstructiealgoritme, dat eerste en tweede terugprojecties gebruikt, waarbij één reconstructie is verkregen door terugprojectie van de gefilterde projectiegegevens van het eindige aantal radiale lijnen, de eerste terugprojectie 180° van gefilterde terugprojectiegegevens, gecentreerd rondom de hoek van elk van de radiale lijnen, gebruikt, en de tweede terugprojectie de gefilterde terugprojectiegegevens, gecentreerd 55 rondom een hoek van elk van de radiale lijnen plus 180°, gebruikt, en de twee beelden worden samengevoegd om een enkel beeld te vormen, dat relatief vrij is van niet-coplanaire artefacten.

Met de inrichting volgens de uitvinding kunnen twee duidelijke beelden worden geproduceerd, die de 3 192322 bovendelen en onderdelen van het schijf- of stukvolume representeren. De toepassing van twee beelden verbetert op betekenisvolle wijze de axiale resolutie en vermindert de ’’vlinderartefacten”, die een karakteristiek van niet-coplanairiteit zijn. De inrichting volgens de onderhavige uitvinding is impliciet optimaal voor gegevens die van een translatie-rotatie CT aftastinrichting afkomstig zijn, die eveneens als een eerste- of 5 tweede-generatiemachine bekend is. Het is echter mogelijk om gegevens van een willekeurige machine-configuratie te resorteren of te rebinnen teneinde gegevens te laten lijken op van de translatie-rotatie-configuratie verzamelde gegevens.

De middelen volgens het kenmerk van conclusie 1 zijn beperkt tot het uitvoeren van een werkwijze met behulp van terugprojectie-reconstructie. Dit is echter niet strikt noodzakeiijk. In een andere uitvoeringsvorm 10 van de uitvinding voorziet deze derhalve in een inrichting voor het minimaliseren van artefacten in gecomputeriseerde tomografie, waarin de bronmiddelen een bundel doordringende straling produceren die draaibaar is rondom een as en op de detectormiddelen invalt, welke inrichting omvat: (a) middelen voor het bekrachtigen van de bronmiddelen teneinde straling te genereren die zich uit de bronmiddelen naar de detectormiddelen voortplant door een object, waarbij de laatste tussen de bron- 15 middelen en de detectormiddelen is geplaatst, waarmee uitgangssignalen van de detectormiddelen worden verkregen; (b) middelen voor het verwerken van de uitgangssignalen teneinde stralingsintensiteitsveizwakkings-gegevens van het object over 360° te verschaffen.

met het kenmerk, dat de inrichting is ingericht voor het minimaliseren van artefacten veroorzaakt door 20 niet-coplanairiteit tussen bronmiddelen en detectormiddelen, waarbij de niet-coplanairiteit wordt bepaald door de verzameling van de posities van de bronmiddelen die een eerste vlak definiëren en door de verzameling van de posities van de detectormiddelen die een tweede vlak definiëren, dat axiaal verplaatst is ten opzichte van het eerste vlak en dat de inrichting voorts omvat: (c) middelen voor het vormen van twee beelden van de gegevens, waarbij één beeld van de gegevens is 25 geassocieerd met één zijde van een derde vlak, welk derde vlak ligt tussen het genoemde eerste en tweede vlak en tevens een gedeelte van het te onderzoeken object omvat, en het tweede beeld van de gegevens is geassocieerd met de andere zijde van het derde vlak.

De uitvinding zal nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekening, waarin 30 figuur 1 een gedeeltelijk blokschema geeft van een niet-coplanaire bron-detectorconfiguratie; figuur 2 een beeldaanzicht geeft van een dwarsdoorsnede van coplanaire en niet-coplanaire bron-detectorconfiguraties; figuur 3 een gedetailleerd blokschema geeft van de in figuur 1 aangegeven beeldverwerkingsmiddelen; figuur 4 een beeldaanzicht geeft van de verdeling van de terugprojectie in boven- en onderbeelden; en 35 figuur 5 een beeldaanzicht geeft van een dikke wigvormige spaak toegepast bij waaier-bundel-configuraties.

In figuur 1 geeft het verwijzingscijfer 1 bronmiddelen aan voor het emitteren van stralingsbundels door een lichaam dat tussen de detectiemiddelen 3 en de bronmiddelen 1 in het gebied van de axiale as 13 is 40 geplaatst. De detectiemiddelen 3 zijn in een vlak geplaatst dat verschillend is van en in wezen evenwijdig verloopt aan een vlak waarin de bronmiddelen 1 zijn geplaatst. De detectiemiddelen 3 nemen stralingsbundels van de bronmiddelen 1 op en wekken intensiteitssignalen op die de intensiteit van bundels die door het te onderzoeken lichaam zijn gepasseerd representeren. Het uitgangssignaal van de detectiemiddelen 3 wordt aan een voorverwerkingseenheid 57 toegevoerd die projectiegegevens opwekt welke lijn-integralen 45 door het te onderzoeken lichaam representeren. De lijn-integraalgegevens worden aan de beeldverwerkings-eenheid 59 toegevoerd die een aantal beelden opwekt dat het lichaam, dat onderzocht wordt, representeren.

In figuur 1 is een rotatie-rotatie stelsel aangegeven waarin de bronmiddelen 1 volgens de gestreepte cirkelvormige lijn 51 rond de as 13 worden gedraaid en de detectiemiddelen 3 volgens de gestreepte 50 citkelvormige lijn 53 worden gedraaid. Hierbij zijn de bronmiddelen 1 en de detectiemiddelen 3 ten opzichte van elkaar vast opgesteld. Opgemerkt moet worden dat de inrichting niet beperkt is tot een rotatie-rotatie configuratie, maar dat ook andere CT configuraties toegepast kunnen worden, zoals translatie-rotatie, rotatie-stationaire of geheel stationaire pulsgewijs bedreven bronconfiguraties. Het dient natuurlijk duidelijk te zijn dat de bronmiddelen 1 en de detectiemiddelen 3 beide op een (niet aangegeven) geschikt draagorgaan 55 zijn gemonteerd.

In figuur 1 duidt het verwijzingscijfer 17 een door de bronmiddelen 1 geëmitteerde stralingsbundel aan die op de detectiemiddelen 3 invalt. Het verwijzingscijfer 16 duidt een fokaal of brandvlak aan dat evenwijdig 192322 4 aan en bij benadering halverwege tussen de respectievelijke vlakken, waarin de bronmiddelen 1 en de detectiemiddelen 3 zijn geplaatst, is gelegen. De verplaatsingsmiddelen 55 hebben tot gevolg dat de bronmiddelen 1 een straling emitteren vanuit een aantal plaatsen waardoor over een gehele omtrek van 360° evenwijdige projectiesignalen ten aanzien van het te onderzoeken lichaam voor een translatie-rotatie 5 stelsel of een gehele omtrek van 360° voor waaierbundelgegevens ten aanzien van het lichaam voor een rotatie-rotatie stelsel verschaft worden. Opgemerkt wordt dat de verplaatsingsmiddelen 55 zowel de bronmiddelen 1 als de detectiemiddelen 3 in tandem in een rotatie-rotatie stelsel doen draaien, maar dat deze verplaatsingsmiddelen de bronmiddelen 1 alleen in een rotatie-stationair systeem doen draaien. Verder zullen in een translatie-rotatie stelsel de verplaatsingsmiddelen 55 zowel de bronmiddelen 1 als de 10 detectiemiddelen 3 ten opzichte van het lichaam doen translateren als roteren.

Bij de in het algemeen beschikbare CT aftasters bestaat er op ideale wijze coplanairiteit zoals aangegeven in figuur 2A tussen de middens van alle openingen van de bronmiddelen en de detectiemiddelen. Een stralingsbron, zoals een X-straalbuis 21, bevindt zich in hetzelfde vlak als de detector 22. Wanneer het bron-detectorpaar over 180° respectievelijk naar de posities 21' en 22' draait, verbindt dezelfde weg de 15 middens van de bron en de detectoropeningen.

Figuur 2B toont bij wijze van tegenstelling bronmiddelen en detectiemiddelen die niet coplanair zijn. De bronmiddelen liggen in het bronvlak 23 en de detectiemiddelen liggen in het detectorvlak 24. Het tussen de bron en de dètectorvlakken gecentreerde vlak wordt het brand- of beeldvlak genoemd en is met 16 in figuur 2 aangeduid. Zoals in figuur 2B is aangegeven is, wanneer de bron 21 naar de positie 21' en de detector 22 20 naar de positie 22' beweegt, de baan die de middens van de openingen van de bronmiddelen en de detectiemiddelen verbindt verschillend van de oorspronkelijke verbindingsbaan.

De inconsistenties in de bovenbeschreven banen leiden tot de bovenvermelde vlinderartefacten. De niet-coplanairiteit van de bron en de detectiemiddelen leidt tot een afgenomen resolutie in axiale richting. De voor het verminderen van de effecten van niet-coplanairiteit toegepaste unieke werkwijzen zullen beter 25 begrepen worden door de volgende mathematica, die betrekking heeft op reconstructietheorie, te onderzoeken.

Beschouwd wordt de functie f(x,y) die een dwarsdoorsnede van een object representeert waarbij de baan gekenmerkt door (0,t) gegeven wordt door: t 5 x*cos(0) + y*sin(0) (1) 30

Een bemonstering p(0,t) van de projectie van de objectfunctie langs de baan gekenmerkt door (0,t) wordt gegeven door: p(0,t) 5· ƒƒ f(x,y) 8(t-x*cos(0)-y*sin(0))dxdy (2) 35 waarin δ (z) beschreven wordt door de volgende integraalvergelijking: /δ (z)g(z) dz 5 g(0) (3)

De projectie van een object of voorwerp wordt op een aan de deskundige welbekende wijze verkregen. Gefilterde objectprojecties worden gegeven door: 40 q(0,t) 5 (p(0,t)<*>h(t) (4) waarin de convolutiewerking aangeduid wordt door <*> en h(t) een van de bekende filterfuncties vereist voor terugprojectie-algoritmen is.

Bij de ‘inrichtingen uit de stand van de techniek wordt de temgprojectiebewerking, toegepast voor het 45 reconstrueren van het object f(x,y), gegeven door f(x,y) 5 /q(0,x*cos(0) + y*sin(0)) d0 (5) waarin de grenzen van de integraal liggen over elk gebied van 0 dat zich over 180° uitstrekt. Het gebied echter is voor alle waarden van ”x” en ”y” vast.

50 Aangenomen wordt dat F(q>,p) de polaire-coördinaatrepresentatie van de objectfunctie f(x,y) is. De twee functies kunnen onderling als volgt op elkaar betrokken zijn: f(x,y) 5 F(<f>,p) (6) voor: 55 x^p*cos(<p) (7a) y 5 p * sin (<p) (7b) 5 192322 waarin O < 5 p < «> is.

De reconstructie-integraal kan in polaire coördinaten uitgedrukt worden wanneer (6) en (7) gesubstitueerd worden in (5): F (φ,ρ) 5 /q(0, p * cos (Θ - <p)) d© (8) 5 waarbij benadrukt wordt dat φ alle waarden tussen nul en 2π aanneemt en p niet negatief is.

Beschouw nu een radiale lijn van ”f” bij φ. Het is gemakkelijk uit de geometrie van de niet-coplanaire configuratie in te zien dat ρ(φ, 0) zijn grootste bijdragen zal hebben van objecten langs de radiale lijn van φ, die boven het brandvlak liggen en van objecten die onder het brandvlak langs de radiale lijn van φ + π 10 liggen. Derhalve kan een geoptimaliseerde reconstructie van de radiale lijn overeenkomend met het stukvolume boven het brandvlak gegeven worden door: φ + 1Γ/2 F (φ, p) 5 ƒ q(0, p*cos (Θ-φ)) d© (9) <p-ir/2

Het is eenvoudig om het boven aangegeven argument uit te breiden teneinde aan te tonen dat p( φ + 15 π,Ο) zijn grootste bijdragen heeft van objecten die onder het brandvlak liggen voor de door gekenmerkte lijn en voor objecten langs de door φ+ π gekenmerkte radiale lijn die boven het brandvlak liggen. Derhalve kan een geoptimaliseerde reconstructie van de met het stukvolume overeenkomstige radiale lijn onder het brandvlak gegeven worden door: φ + -»3* ir/2 F(cp, p)^ ƒ q(0, p*cos (0-φ)) d0 (10) 20 φ + ΤΓ/2

Daar elk beeld een verzameling is van 360° van radiale lijnen kunnen de integraalvergelijkingen in (9) en (10) gebruikt worden om twee beelden te reconstrueren. Het resultaat van de boven beschreven werkwijze is dat twee duidelijke beelden worden verkregen die de boven- en onderdelen van het schijf of stukvolume representeren. De twee beelden verbeteren op duidelijk wijze de axiale resolutie en verminderen de 25 ’’vlinderartefacten” die een kenmerk van niet-coplanairiteit zijn.

Een stelsel voor het implementeren van bovenvermelde werkwijze is in figuur 3 aangegeven waarin een uitgebreid schema van de beeïdprocessor 59 is aangegeven! De parallel-projectievormingsmiddelen 61 wekken over 360° evenwijdige projectiegegevens op. Het uitgangssignaal van 61 wordt aan het filter 63 toegevoerd. De reconstructiemiddelen 67 wekken een beeld uit de gefilterde projectiegegevens op door de 30 beelden te reconstrueren door de reconstructies van een reeks van radiale lijnen te verzamelen. De door de reconstructiemiddelen 67 gebruikte gegevens worden door de selectiemiddelen 65 geselecteerd. De selectiemiddelen 65 selecteren gegevens als een functie van de huidige radiale lijn die door de reconstructiemiddelen 67 gereconstrueerd wordt. De selectiemiddelen 65a zijn ontworpen om projectie-gegevens gecentreerd op de hoek van de radiale lijn te selecteren en de selectiemiddelen 65b zijn 35 ontworpen om gegevens gecentreerd op de hoek van de radiale lijn plus 180° te selecteren. De terugkoppelmiddelen 71 verschaffen de hoek van de radiale lijn, die door de reconstructiemiddelen 67 gereconstrueerd wordt, aan de selectiemiddelen 65. De resulterende beelden worden op de beeldweergeef-middelen 69 weergegeven.

De integralen in (9) en (10) zijn de standaardvorm van terugprojectie-integralen. Het is gemakkelijk om 40 de normale terugprojectiewerkwijze uit te breiden om de bovenvermelde duale-beeldwerkwijze daarin op te nemen. Dit is een gevolg van het feit dat elke radiale lijn onder toepassing van 180° van gefilterde projecties gereconstrueerd wordt.

De uitgebreide werkwijze is in figuur 4 aangegeven. De werkwijze omvat de volgende stappen van: - het voimen over 360° van evenwijdige projecties, 45 - het filteren van de evenwijdige projecties, - het terugstellen op nul van een het bovenvolume representerend beeld en van een het ondervolume representerend beeld, en - het terugprqjecteren van alle 360° van gefilterde projecties, welke terugprojectiestap gewijzigd wordt zodat een projectie teruggeprojecteerd wordt in het bovenbeeld voor alle pixelwaarden voor de brandvlak- 50 overgang, en in het onderbeeld na de brandvlakovergang, waarbij de brandvlakovergang de rechte lijn is die de aftastoorsprong doorsnijdt in dezelfde hoek als de projectie die op dat moment teruggeprojecteerd wordt.

De werkwijze resulteert in cirkelvormige artefacten als gevolg van de ’’scherpe” overgang wanneer de omschakeling tussen de beelden gemaakt wordt wanneer de brandvlakovergang gekruist wordt. De cirkelartefacten verbinden hoge-dichtheidobjecten met de oorsprong van het aftastvlak. Deze cirkelartefacten 55 kunnen verminderd worden door de overgang rond het blankvlak af te vlakken. De afvlakprocedure wordt ingevoerd door in beide beelden terug te projecteren voor een gebied nabij de brandvlakovergang. De in dit gebied teruggeprojecteerde waarden zijn echter gewogen zodat de som van de bijdrage van een gegeven

Claims (10)

192322 6 projectie en de bijdrage van de projectie verschoven over precies 180° ten opzichte van de gegeven projectie precies gelijk is aan één. De boven beschreven procedures kunnen gegeneraliseerd worden daar uit mathematisch oogpunt gezien de in de translatie-rotatie configuratie verzamelde gegevens identiek zijn aan de in elke andere recon-5 strueerbare configuratie verzamelde gegevens. Het is altijd mogelijk om gegevens te resorteren of te rebinnen teneinde met gegevens uit de translatie-rotatie mode overeen te komen. Wanneer het resorteren eenmaal bewerkstelligd is kan de eerder beschreven procedure toegepast worden om niet-coplanairiteit te corrigeren. Voor het resorteren moet vaak interpolatie toegepast worden zoals bij het gebruik van rotatie-rotatie 10 aftasters. Geïnterpoleerde waarden behoeven niet noodzakelijkerwijs consistent te zijn en het resorteren brengt daarom vaak flits-artefacten bij de reconstructies teweeg. Deze interpolatiestap kan derhalve artefacten introduceren die erger zijn dan de oorspronkelijke niet-coplanairiteitsartefacten. Het is daarom gewenst om de bovenvermelde werkwijzen uit te breiden tot het geval van rotatie-rotatie aftasters zonder de stap van het resorteren toe te passen. 15 Opgemerkt wordt dat bij de werkwijze voor het corrigeren van niet-coplanairiteit beschreven in samenhang met figuur 4, elke reconstructie van de twee oppervlakreconstructies bijdragen ontvangen over 180° van gefilterde projecties in plaats van over de gehele 360°. Opgemerkt wordt dat de werkwijze van figuur 4 voor alle pixels in beide beelden een snel algoritme omvat. Het algoritme van figuur 4 kan echter niet rechtstreeks toegepast worden op de rotatie-rotatie gegevens daar er over 180° plus de waaiethoek 20 projecties nodig zijn. Daarenboven worden de projecties voorafgaande aan het filteren gewogen met een van de hoek van een projectie afhankelijke functie. Een directe analogie van het algoritme van figuur 4 voor waaierbundelgegevens is het reconstrueren van elke radiale lijn in elk beeld van het boven- en onderbeeld onafhankelijk van de andere radiale lijnen. Elke radiale lijn wordt verkregen door een directe 180° plus waaierbundelreconstructie-algoritme toe te passen. 25 Dit algoritme neemt veel tijd in beslag. Volgens de oplossing worden enige afkortingen genomen zoals aangegeven in figuur 5, waarin in feite ’’dikke” radiale lijnen worden aangeduid door sectoren te gebruiken. De 360° van waaierbundelprojectiegegevens worden in K overlappende stellen van gegevens verdeeld, die elk-180° plus de waaierhoek bestrijkenrVöör elkstel moet één binnen de gegevens gecentreerde sector gereconstrueerd worden. Direct wordt dan de reflectie van de sector gereconstrueerd. Daarna worden de K 30 sectoren gecombineerd om het bovenoppervlak te vormen en worden de reflectiesectoren gecombineerd om het onderoppervlak te vormen. De overlappende sectoren worden gebruikt om de overgangen over de sectorgrenzen af te vlakken. 35 Conclusies

1. Inrichting voor het minimaliseren van artefacten in gecomputeriseerde tomografie, waarin de bron-middelen een bundel doordringende straling produceren die draaibaar is rondom een as en op de detector-middelen invalt, welke inrichting omvat: 40 (a) middelen voor het bekrachtigen van de bronmiddelen teneinde straling te genereren die zich uit de bronmiddelen naar de detectormiddelen voortplant door een object, waarbij de laatste tussen de bronmiddelen en de detectormiddelen is geplaatst, waarmee uitgangssignalen van de detectormiddelen worden verkregen; (b) middelen voor het verwerken van de uitgangssignalen teneinde representaties van lijnintegralen van 45 de verzwakkingscoêfficiënten van het object te vormen; (c) middelen voor het verwerken van de representaties in gefilterde projectiegegevens over 360°; (d) middelen voor het filteren van de projectiegegevens, met het kenmerk, dat de inrichting is ingericht voor het minimaliseren van artefacten veroorzaakt door niet-coplanairiteit tussen bronmiddelen én detectormiddelen, waarbij de niet-coplanairiteit wordt bepaald 50 door de verzameling van de posities van de bronmiddelen die een eerste vlak definiëren en door de verzameling van de posities van de detectormiddelen die een tweede vlak definiëren, dat axiaal verplaatst is ten opzichte van het eerste vlak en dat de inrichting voorts omvat: (e) middelen voor het verkrijgen van twee beelden door tweemaal een eindig aantal radiale lijnen te reconstrueren onder gebruikmaking van een reconstructiealgoritme, dat eerste en tweede terugprojecties 55 gebatikt, waarbij één reconstwctie is verkregen door terugprojectie van de gefilterde projectiegegevens van het eindige aantal radiale lijnen, de eerste terugprojectie 180° van gefilterde terugprojectiegegevens, gecentreerd rondom de hoek van elk van de radiale lijnen, gebruikt, en de tweede terugprojectie van de 7 192322 gefilterde terugprojectiegegevens, gecentreerd rondom een hoek van elk van de radiale lijnen plus 180°, gebtuikt, en de twee beelden worden samengevoegd om een enkel beeld te voimen, dat relatief vrij is van niet-coplanaire artefacten.

2. Stelsel volgens conclusie 1, waarin de radiale lijnen gelijktijdig gereconstaieerd worden, en de twee 5 beelden gelijktijdig worden verschaft.

3. Stelsel volgens conclusie 2 omvattend terugprojectiemiddelen, die middelen voor het terugprojecteren van een projectie in één beeld omvatten, met het kenmerk, dat de teajgprojectiemiddelen zijn ingericht voor terugprojectie over 360° van gefilterde projecties, dat de middelen voor terugprojectie van een projectie in één beeld zijn ingericht voor terugprojectie voor alle pixel-waarden voorafgaand aan de brandvlakovergang 10 en in een ander beeld voor alle pixel-waarden na de brandvlakovergang, en dat de brandvlakovergang is gedefinieerd als een rechte lijn door de aftastoorsprong onder een hoek die gelijk is aan de hoek van een teruggeprojecteerde projectie.

4. Stelsel volgens conclusie 2, waarin afvlakmiddelen zijn aangebracht die in een gebied rond de brandvlakovergang werken.

5. Stelsel volgens conclusie 4, waarin de afvlakmiddelen middelen hebben voor het toepassen van gewogen gemiddelden van de teruggeprojecteerde waarden uit tegenovergestelde richtingen.

6. Stelsel volgens conclusie 1, waarin sectoren in plaats van radiale lijnen toegepast worden, welke sectoren brede waaiervormige bundels zijn.

7. Stelsel volgens conclusie 6, waarin de sectoren elkaar overlappen.

8. Stelsel volgens conclusie 7, waarin afvlakmiddelen zijn aangebracht voor het combineren van overlappende sectoren om de beelden te vormen.

9. Stelsel volgens conclusie 8, waarin de afvlakmiddelen middelen hebben voor het toepassen van gewogen gemiddelden van de delen van de sectoren die elkaar overtappen.

10. Inrichting voor het minimaliseren van artefacten in gecomputeriseerde tomografie, waarin de bron- 25 middelen een bundel doordringende stralen produceren die draaibaar is rondom een as en op de detector-middelen invalt, welke inrichting omvat: (a) middelen voor het bekrachtigen van de bronmiddelen teneinde straling te genereren die zich uit de bronmiddelen naar de detectormiddelen voortplant door een object, waarbij de laatste tussen de bronmiddelen en de detectormiddelen is geplaatst, waarmee uitgangssignalen van de detectormiddelen 30 worden verkregen; (b) middelen voor het verwerken van de uitgangssignalen teneinde stralingsintensiteitsverzwak-kingsgegevens van het object over 360° te verschaffen, met het kenmerk, dat de inrichting is ingericht voor het minimaliseren van artefacten veroorzaakt door niet-coplanairiteit tussen bronmiddelen en detectormiddelen, waarbij de niet-coplanairiteit wordt bepaald 35 door de verzameling van de posities van de bronmiddelen die een eerste vlak definiëren en door de verzameling van de posities van de detectormiddelen die een tweede vlak definiëren, dat axiaal verplaatst is ten opzichte van het eerste vlak en dat de inrichting voorts omvat: (c) middelen voor het voimen van twee beelden van de gegevens, waarbij één beeld van de gegevens is geassocieerd met één zijde van een derde vlak, welk derde vlak ligt tussen het genoemde eerste en 40 tweede vlak en tevens een gedeelte van het te onderzoeken object omvat, en het tweede beeld van de gegevens is geassocieerd met de andere zijde van het derde vlak. Hierbij 4 bladen tekening