DE10126638B4 - Procedures for computed tomography as well as computed tomography (CT) device - Google Patents
Procedures for computed tomography as well as computed tomography (CT) device Download PDFInfo
- Publication number
- DE10126638B4 DE10126638B4 DE10126638A DE10126638A DE10126638B4 DE 10126638 B4 DE10126638 B4 DE 10126638B4 DE 10126638 A DE10126638 A DE 10126638A DE 10126638 A DE10126638 A DE 10126638A DE 10126638 B4 DE10126638 B4 DE 10126638B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- images
- image plane
- angle
- axis
- system axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 16
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/027—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4064—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam
- A61B6/4085—Cone-beams
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Verfahren für die Computertomographie, aufweisend die Verfahrensschritte
a) zur Abtastung eines Objekts mit einem von einem Fokus ausgehenden konusförmigen Strahlenbündel und mit einem matrixartigen Detektorarray zum Detektieren des Strahlenbündels wird der Fokus relativ zu dem Objekt auf einer Spiralbahn um eine Systemachse bewegt, wobei das Detektorarray der empfangenen Strahlung entsprechende Ausgangsdaten liefert, und
b) es werden aus jeweils während der Bewegung des Fokus auf einem Spiralsegment gelieferten Ausgangsdaten Bilder mit geneigter Bildebene rekonstruiert, wobei die Bildebenen sowohl um eine erste, die Systemachse rechtwinklig schneidende Achse um einen Neigungswinkel γ als auch um eine zweite, sowohl die erste Achse als auch die Systemachse rechtwinklig schneidende Achse um einen Kippwinkel δ bezüglich der Systemachse geneigt sind. Process for computer tomography, comprising the process steps
a) for scanning an object with a cone-shaped beam of rays emanating from a focus and with a matrix-like detector array for detecting the beam of rays, the focus is moved relative to the object on a spiral path around a system axis, the detector array supplying the received radiation with corresponding output data, and
b) images with an inclined image plane are reconstructed from the output data supplied during the movement of the focus on a spiral segment, the image planes both about a first axis that intersects the system axis at an angle of inclination γ and about a second, both the first axis and the system axis, which intersects at right angles, is also inclined by a tilt angle δ with respect to the system axis.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Computertomographie, aufweisend die Verfahrensschritte, dass zur Abtastung eines Objekts mit einem von einem Fokus ausgehenden konusförmigen Strahlenbündel und mit einem matrixartigen Detektorarray zum Detektieren des Strahlenbündels wird der Fokus relativ zu dem Objekt auf einer Spiralbahn um eine Systemachse bewegt, wobei das Detektorarray der empfangenen Strahlung entsprechende Ausgangsdaten liefert, und dass aus jeweils während der Bewegung des Fokus auf einem Spiralsegment gelieferten Ausgangsdaten Bilder mit relativ zu der Systemachse rekonstruiert werden. Die Erfindung betrifft außerdem ein Computertomographie(CT)-Gerät aufweisend eine Strahlungsquelle, von deren Fokus ein konusförmiges Strahlenbündel ausgeht, ein matrixartiges Detektorarray zum Detektieren des Strahlenbündels, wobei das Detektorarray der empfangenen Strahlung entsprechende Ausgangsdaten liefert, Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Strahlungsquelle und Detektorarray einerseits und eines Objekt andererseits und einen Bildrechner, dem die Ausgangsdaten zugeführt sind, wobei die Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zur Abtastung des Objekts mit dem Strahlenbündel und dem zweidimensionalen Detektorarray eine Relativbewegung des Fokus zu einer Systemachse derart bewirken, dass sich der Fokus relativ zu der Systemachse auf einer schraubenlinienförmigen Spiralbahn bewegt, deren Mittelachse der Systemachse entspricht, und wobei der Bildrechner aus jeweils während der Bewegung des Fokus auf einem Spiralsegment gelieferten Ausgangsdaten Bilder mit relativ zu der Systemachse geneigter Bildebene rekonstruiert.The invention relates to a method for the Computer tomography, showing the process steps that for Scanning an object with a conical beam of rays emanating from a focus and with a matrix-like detector array for detecting the beam the focus relative to the object on a spiral path around a system axis moves, the detector array corresponding to the received radiation Output data delivers, and that each time during the movement of the focus output data supplied on a spiral segment with relative images to be reconstructed to the system axis. The invention relates Moreover a computed tomography (CT) device having a radiation source, the focus of which emits a conical beam of rays, a matrix-like detector array for detecting the beam, wherein the detector array corresponding to the received radiation output data provides means for generating a relative movement between the radiation source and detector array on the one hand and an object on the other hand and one Image computer to which the output data are supplied, the means to generate a relative movement for scanning the object with the bundle of rays and the two-dimensional detector array a relative movement of the Cause focus to a system axis such that the focus is relative moved to the system axis on a helical spiral path, the Central axis corresponds to the system axis, and being the image calculator from each during the movement of the focus on a spiral segment provided output data Reconstructed images with an image plane inclined relative to the system axis.
Ein derartiges Vorgehen wird als
Spiral-CT bezeichnet; ein entsprechendes Verfahren bzw. CT-Gerät ist aus
der
Dabei wird die in
Dabei stehen für den Fall, dass die Detektorelemente des Detektor-Arrays in quer zur Systemachse Z verlaufenden Zeilen und parallel zu der Systemachse Z verlaufenden Spalten angeordnet sind, S für die Erstreckung einer Detektorzeile in Richtung der Systemachse und p für den Pitch, wobei gilt und h die Steigung der Spiralbahn pro Umdrehung des Fokus F ist. α ist der Projektionswinkel, wobei im Folgenden eine Bildebene betrachtet wird, die zu Daten gehört, die über einen Projektionswinkelbereich von ±α aufgenommen wurden, wobei die zu der Bildebene gehörige Referenzprojektion bei αr = 0 liegt, also die Mitte des Projektionswinkelbereichs ±α darstellt. αr wird im Folgenden als Referenzprojektionswinkel bezeichnet.In this case, the case that the detector elements of the detector array are arranged in rows running transverse to the system axis Z and parallel to the system axis Z, S for the extension of a detector line in the direction of the system axis and p for the pitch, where applies and h is the slope of the spiral path per revolution of the focus F. α is the projection angle, in the following an image plane is considered that belongs to data that was recorded over a projection angle range of ± α, the reference projection belonging to the image plane being α r = 0, i.e. representing the center of the projection angle range ± α , α r is referred to below as the reference projection angle.
Im Falle der herkömmlichen Spiral-CT werden sogenannte Transversalschnittbilder rekonstruiert, d.h. Bilder für Bildebenen, die rechtwinklig zu der mit z bezeichneten Systemachse steht und somit die x- und y-Achse enthält, wobei die x- und y-Achse rechtwinklig zueinander und zu der Systemachse z stehen.In the case of conventional spiral CT, so-called Reconstructed transverse sectional images, i.e. Images for image layers, which is perpendicular to the system axis designated z and thus contains the x and y axes, where the x and y axes are perpendicular to each other and to the system axis z stand.
Im Falle der
Dabei werden im Falle der
Der optimale Neigungswinkel γ hängt offensichtlich von der Steigung der Spirale und damit vom Pitch p ab.The optimal angle of inclination γ obviously depends on the slope of the spiral and thus on the pitch p.
Grundsätzlich kann das aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein CT-Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, dass und dennoch auch für Werte des Pitch p unterhalb des maximalen Pitch pmax die Voraussetzungen für eine optimale Detektor- und damit Dosisnutzung gegeben sind.The invention is based on the object of designing a method and a CT device of the type mentioned at the outset in such a way that the prerequisites for optimum detector and thus dose use are also given for values of the pitch p below the maximum pitch p max .
Nach der Erfindung wird die ein Verfahren betreffende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.According to the invention, this is a method task in question solved by a method with the features of claim 1.
Im Falle der Erfindung werden also aus jeweils während der Bewegung des Fokus auf einem Spiralsegment gelieferten Ausgangsdaten Bilder mit geneigter Bildebene rekonstruiert, deren Bildebenen sowohl um eine erste, die Systemachse rechtwinklig schneidende Achse um einen Neigungswinkel γ als auch um eine zweite, sowohl die erste Achse als auch die Systemachse rechtwinklig schneidende Achse um einen Kippwinkel δ bezüglich der Systemachse geneigt sind.So in the case of the invention from each during the movement of the focus on a spiral segment provided output data Reconstructed images with an inclined image plane, their image planes both around a first axis that intersects the system axis at right angles an angle of inclination γ as also around a second one, both the first axis and the system axis right-angled axis by a tilt angle δ with respect to System axis are inclined.
Dadurch ist auch bei den maximalen Pitch unterschreitenden Werten des Pitch möglich, eine zumindest annähernd vollständige Detektor- und Dosisnutzung zu erreichen.This is also at the maximum Pitch values below the pitch are possible, an at least approximately complete detector and achieve dose usage.
Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung werden für einen gegebenen Pitch p und eine gegebene z-Position zima Ausgangsdaten für ein Gesamtsegment der Länge [–αmax, +αmax] gewonnen, wobei αmax = Mπ/p gilt und M die Anzahl der Detektorzeilen ist. Dieses Gesamtsegment wird in eine Anzahl nima von einander überlappenden Spiralsegmenten unterteilt, von denen jedes die Länge von 180° plus Konuswinkel hat. Für jedes der Spiralsegmente wird ein eigenes Bild mit geneigter Bildebene an der Stelle zima rekonstruiert. Durch die Rekonstruktion eines Bildes mit geneigter Bildebene für jedes der Spiralsegmente ist es möglich durch entsprechende Wahl Neigungswinkels γ und des Kippwinkels δ des die Bildebene des Bildes für jedes dieser Spiralsegmente optimal an den entsprechende Abschnitt der Spiralbahn anzupassen und sowohl das Detektorarray als auch die Dosis theoretisch vollständig und in der Praxis weitestgehend zu nutzen.According to a first alternative embodiment of the invention, output data for a total segment of length [−α max , + α max ] are obtained for a given pitch p and a given z position z ima , where α max = Mπ / p and M is the number the detector lines is. This total segment is divided into a number n ima of overlapping spiral segments, each of which has the length of 180 ° plus cone angle. A separate image with an inclined image plane is reconstructed at the point z ima for each of the spiral segments. By reconstructing an image with an inclined image plane for each of the spiral segments, it is possible to optimally adapt the image plane of the image for each of these spiral segments to the corresponding section of the spiral path, and theoretically both the detector array and the dose, by appropriately selecting the inclination angle γ and the tilt angle δ to be used completely and as far as possible in practice.
In einer alternativen zweiten Ausführungsform wird auf Basis der für ein bezüglich des Referenzprojektionswinkels αr = 0 zentriertes Spiralsegment der Länge 180° plus Konuswinkel gewonnenen Ausgangsdaten, eine Anzahl von nima Bildern mit unterschiedlich geneigter Bildebene für unterschiedliche z-Positionen. Durch die Rekonstruktion mehrerer Bilder mit unterschiedlich geneigter Bildebene für unterschiedliche z-Positionen ist es möglich durch entsprechende Wahl Neigungswinkels γ und des Kippwinkels δ des die Bildebene des Bildes für jede dieser z-Positionen optimal an das Spiralsegment anzupassen und sowohl das Detektorarray als auch die Dosis theoretisch vollständig und in der Praxis weitestgehend zu nutzen. Dabei schneiden sich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die mehreren geneigten Bildebenen in einer tangential zu der Spirale verlaufenden Geraden.In an alternative second embodiment, on the basis of the output data obtained for a spiral segment of length 180 ° plus cone angle centered with respect to the reference projection angle α r = 0, a number of n ima images with a differently inclined image plane for different z positions is obtained. By reconstructing several images with differently inclined image planes for different z-positions, it is possible to optimally adapt the image plane of the image for each of these z-positions to the spiral segment and the detector array as well as the dose by appropriately selecting the inclination angle γ and the tilt angle δ theoretically fully and to the greatest extent possible in practice. According to a preferred embodiment of the invention, the plurality of inclined image planes intersect in a straight line that is tangent to the spiral.
Um eine möglichst vollständige Detektor- und Dosisnutzung zu erhalten gilt gemäß einer Variante der Erfindung für die Extremwerte +δmax und –δmax des Kippwinkels δ der zu einem Spiralsegment gehörigen geneigten Bildebenen: wobei γ0 der gemäß für den Kippwinkel δ = 0 ermittelte Wert des Neigungswinkels γ ist.In order to obtain the most complete possible use of detector and dose, according to a variant of the invention, the extreme values + δ max and −δ max of the tilt angle δ of the inclined image planes belonging to a spiral segment apply: where γ 0 according to for the tilt angle δ = 0 is the value of the inclination angle γ.
Im Interesse einer hohen Bildqualität ist gemäß einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen, dass für einen gegebenen Betrag |δmax| des Maximalwertes des Kippwinkels δ der zugehörige Optimalwert γmin des Neigungswinkels γ derart ermittelt wird, dass ein Fehlerkriterium, beispielsweise minimaler quadratischer Mittelwert des in z-Richtung gemessenen Abstandes aller Punkte des Spiralsegmentes von der Bildebene, erfüllt ist.In the interest of high image quality, according to a further variant of the invention it is provided that | δ max | of the maximum value of the tilt angle δ, the associated optimum value γ min of the inclination angle γ is determined in such a way that an error criterion, for example a minimum square mean of the distance of all points of the spiral segment from the image plane measured in the z direction, is met.
Wenn die Rotationsachse, um die der Fokus um die Systemachse rotiert, nicht mit der Systemachse identisch ist, sondern diese unter einem sogenannten Gantrywinkel ρ schneidet, so gilt für den zu wählenden Neigungswinkel γ' If the axis of rotation about which the focus rotates around the system axis is not identical to the system axis, but intersects it at a so-called gantry angle ρ, then the angle of inclination γ 'to be selected applies
Auch hier besteht die Möglichkeit, für einen gegebenen Betrag des Maximalwertes des Kippwinkels |δmax| den zugehörigen Optimalwert des Neigungswinkels γ' derart zu ermitteln, dass ein Fehlerkriterium, beispielsweise minimaler Mittelwert der in z-Richtung gemessenen Abstände aller Punkte des Spiralsegmentes von der Bildebene, erfüllt ist.Here, too, there is the possibility, for a given amount of the maximum value of the tilt angle | δ max | to determine the associated optimum value of the angle of inclination γ 'in such a way that an error criterion, for example a minimum mean value of the distances of all points of the spiral segment from the image plane measured in the z direction, is fulfilled.
Um eine möglichst vollständige Detektor- und Dosisnutzung zu erhalten gilt außerdem gemäß einer Variante der Erfindung für die Anzahl nima der geneigten Bildebenen, für die für jedes Spiralsegment Bilder mit geneigter Bildebene erzeugt werden: Ebenfalls im Interesse einer möglichst vollständigen Detektor- und Dosisnutzung werden unter der Voraussetzung von Detektorzeilen gleicher Breite gemäß einer Variante der Erfindung die Kippwinkel δ der geneigten Bildebenen nach ermittelt.In order to obtain the most complete use of detector and dose, the following also applies according to a variant of the invention for the number n ima of the inclined image planes for which images with an inclined image plane are generated for each spiral segment: Likewise, in the interest of the most complete possible use of detector and dose, the tilting angles δ of the inclined image planes are provided, provided detector lines of the same width are used, according to a variant of the invention determined.
Um die den Benutzern von CT-Geräten gewohnten Transversalschnittbilder zu erhalten, ist gemäß einer Variante der Erfindung eine Reformatierung vorgesehen, das heißt, dass ein Transversalschnittbild in einem weiteren Verfahrensschritt erzeugt wird, indem mehrere Bilder mit geneigter Bildebene zusammengefasst werden. Dabei kann die Zusammenfassung in Ausgestaltung der Erfindung erfolgen, indem mehreren Bilder mit geneigter Bildebene zu einem Transversalschnittbild durch Interpolation oder durch insbesondere gewichtete Mittelwertbildung zusammengefasst werden.For those who are used to using CT equipment Obtaining transverse sectional images is according to a variant of the invention reformatting is provided, that is to say that a transverse sectional image is generated in a further process step by several Images with an inclined image plane can be combined. It can the summary in an embodiment of the invention take place by several images with an inclined image plane to form a transverse sectional image by interpolation or by weighted averaging in particular be summarized.
Bei der Zusammenfassung mehrere Bilder mit geneigter Bildebene zu einem Transversalschnittbild besteht gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung die Möglichkeit welches außerdem den Verfahrensschritt aufweist, dass die Anzahl der Bilder mit geneigter Bildebene, die zur Erzeugung eines Transversalschnittbildes zusammengefasst werden, entsprechend der jeweils gewünschten Schichtdicke der in dem Transversalschicht dargestellten Schicht gewählt wird. Dabei besteht im Interesse einer möglichst hohen Bildqualität der Transversalschnittbilder die Möglichkeit, die Bilder mit geneigter Bildebene mit der geringstmöglichen Schichtdicke zu rekonstruieren.When combining several images with an inclined image plane to form a transverse sectional image, according to a preferred variant of the invention, there is also the possibility that the method step also involves the number of images with an inclined image plane which are combined to produce a transverse sectional image corresponding to the respectively desired layer thickness of the in the layer shown in the transverse layer is selected. In the interest of the highest possible image quality of the transverse sectional images, there is the possibility of using the images with an inclined image plane with the least possible to reconstruct the layer thickness.
Eine gewünschte Schichtdicke der in einem Transversalschnittbild dargestellten Transversalschicht lässt sich gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung einstellen, indem die Anzahl der Bilder mit geneigter Bildebene, die zur Erzeugung eines Transversalschnittbildes zusammengefasst werden, nach gewählt wird.According to a further preferred variant of the invention, a desired layer thickness of the transverse layer shown in a transverse sectional image can be set by the number of images with an inclined image plane, which are combined to produce a transverse sectional image is chosen.
Nach der Erfindung wird die ein CT-Gerät betreffende Aufgabe gelöst durch ein CT-Gerät mit den Merkmalen eines der Patentansprüche 18 bis 34 gelöst. Bezüglich der Funktionsweise und der Vorteile des erfindungsgemäßen CT-Geräts wird auf die vorstehenden Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.According to the invention, the one relating to a CT device Task solved through a CT scanner solved with the features of one of the claims 18 to 34. Regarding the Operation and the advantages of the CT device according to the invention to the above statements in terms of of the method according to the invention directed.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is exemplified below based on the attached schematic drawings explained. Show it:
In den
Das Röntgenstrahlenbündel weist
den Konuswinkel φ auf,
bei dem es sich um den Öffnungswinkel
des in einer rechtwinklig zur Systemachse verlaufende Ebene projizierten
Röntgenstrahlenbündels handelt.
Der Konuswinkel φ entspricht
dem Fächerwinkel
der mit den einzelnen Zeilen des Detektorarrays
Die Gantry
Die Spalten des Detektorarrays
Um ein Untersuchungsobjekt, z.B.
einen Patienten, in den Strahlengang des Röntgenstrahlenbündel bringen
zu können,
ist eine Lagerungsvorrichtung
Zur Aufnahme von Volumendaten eines
auf der Lagerungsvorrichtung
Während
der kontinuierlichen Rotation der Messeinheit
Das Verhältnis des Vorschubs h zur Breite
S einer Detektorzeile wird wie bereits erwähnt als Pitch p bezeichnet;
der maximale Pitch pmax, der gerade noch
eine lückenlose
Abtastung eines Untersuchungsobjektes gewährleistet, ergibt sich unter
der Voraussetzung, dass alle Zeilen des Detektorarrays
Der Fokus F der Röntgenstrahlenquelle
Nach einer Vorverarbeitung der Volumendaten
in einer Vorverarbeitungseinheit
Der Bildrechner
Die Röntgenstrahlenquelle
Auch die sonstige Bedienung und Steuerung
des CT-Gerätes
erfolgt mittels der Steuereinheit
In einer ersten Betriebsart, die der üblichen Vorgehensweise bei Spiralscans entspricht, werden aus den im Zuge eines Spiralscans aufgenommenen Volumendaten Transversalschnittbilder, also Schnittbilder, deren Bildebene rechtwinklig zur Systemachse Z verläuft, nach Verfahren rekonstruiert, die an sich bekannt und in der Literatur als 180 LI-Rekonstruktion und 360 LI-Rekonstruktion beschrieben sind.In a first operating mode, the the usual The procedure for spiral scans corresponds to that in the course of a spiral scan of volume data recorded transverse sectional images, So sectional images, the image plane perpendicular to the system axis Z runs reconstructed according to procedures known per se and in the literature described as 180 LI reconstruction and 360 LI reconstruction are.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, in einer zweiten Betriebsart aus den Volumendaten, zumindest als Zwischenschritt, Schnittbilder zu rekonstruieren, deren Bildebenen zu der Systemachse Z geneigt sind.However, there is also the possibility in a second operating mode from the volume data, at least as Intermediate step to reconstruct sectional images, their image planes are inclined to the system axis Z.
Dabei wird gemäß der Erfindung im Gegensatz
zu der aus der
In einem ersten Modus der zweiten
Betriebsart werden für
einen gegebenen Pitch p und eine gegebene z-Position zima Ausgangsdaten
für ein
Spiralsegment der Länge
[–αmax,
+αmax] herangezogen, wobei αmax = Mπ/p gilt und
M die Anzahl der Detektorzeilen ist, wobei die z-Position die Position
der Bildebene auf der z-Achse angibt. Dieses Gesamtsegment wird
in eine Anzahl nima von einander überlappenden
Spiralsegmenten unterteilt, von denen jedes die Länge von
180° plus
Konuswinkel hat. Für
jedes der Spiralsegmente wird ein eigenes Bild mit geneigter Bildebene
an der Stelle zima rekonstruiert. Durch
die Rekonstruktion eines Bildes mit geneigter Bildebene für jedes
der Spiralsegmente ist es möglich
durch entsprechende Wahl Neigungswinkels γ und des Kippwinkels δ des die
Bildebene des Bildes für
jedes dieser Spiralsegmente optimal an den entsprechende Abschnitt
der Spiralbahn anzupassen und sowohl der von der Strahlenblende
In einem alternativen zweiten Modus der zweiten Betriebsart wird ein bezüglich des Referenzprojektionswinkels αr = 0 zentriertes Spiralsegment der Länge 180° plus Konuswinkel φ herangezogen und auf Basis dieses Spiralsegmentes eine Anzahl von nima Bildern mit unterschiedlich geneigter Bildebene für unterschiedliche z-Positionen. Auch in diesem Modus ist es möglich, durch die Rekonstruktion mehrerer Bilder mit unterschiedlich geneigter Bildebene für unterschiedliche z-Positionen und durch entsprechende Wahl Neigungswinkels γ und des Kippwinkels δ des die Bildebene des Bildes für jede dieser z-Positionen optimal an das Spiralsegment anzupassen und sowohl das Detektorarray als auch die Dosis theoretisch vollständig und in der Praxis weitestgehend zu nutzen. Dabei schneiden sich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die mehreren geneigten Bildebenen in einer tangential zu der Spirale verlaufenden Geraden.In an alternative second mode of the second operating mode, a spiral segment of length 180 ° plus cone angle φ centered with respect to the reference projection angle α r = 0 is used, and on the basis of this spiral segment a number of n ima images with differently inclined image planes for different z positions. In this mode, too, it is possible to optimally adapt the image plane of the image for each of these z positions, and both, by reconstructing several images with a differently inclined image plane for different z positions and by appropriately selecting the inclination angle γ and the tilt angle δ of the image segment for each of these z positions to use the detector array and the dose theoretically completely and in practice as far as possible. According to a preferred embodiment of the invention, the plurality of inclined image planes intersect in a straight line that is tangent to the spiral.
Der zweite Modus wird im Folgenden näher erläutert.The second mode is as follows explained in more detail.
Es wird der Einfachheit halber ein einziges Spiralsegment betrachtet, das bezüglich des Referenzprojektionswinkels αr = 0 zentriert ist. Da die Bildebenen der nima Bilder sowohl bezüglich der x-Achse um den Neigungswinkel γ als auch bezüglich der y-Achse um den Kippwinkel δ geneigt sind, ist der Normalenvektor einer Bildebene gegeben durch: For the sake of simplicity, a single spiral segment is considered which is centered with respect to the reference projection angle α r = 0. Since the image planes of the n ima images are inclined both with respect to the x-axis by the angle of inclination γ and with respect to the y-axis by the angle of inclination δ, the normal vector of an image plane is given by:
Der Abstand d(α, δ, γ) , den ein beliebiger Punkt (xf, yf, zf) auf der Spiralbahn in z-Richtung von der um den Neigungswinkel γ und den Kippwinkel δ geneigten Bildebene aufweist ist gegeben durch The distance d (α, δ, γ) that any point (x f , y f , z f ) on the spiral path in the z direction from the image plane inclined by the angle of inclination γ and the angle of inclination δ is given by
Dabei wird davon ausgegangen, dass die Position (–Rf, 0, 0) des Fokus F für den Referenzprojektionswinkel αr = 0 in der Bildeben liegt.It is assumed that the position (–R f , 0, 0) of the focus F for the reference projection angle α r = 0 lies in the image plane.
Der Neigungswinkel γ und der Kippwinkel δ der geneigten Bildebene müssen derart gewählt werden, dass der quadratische Mittelwert aller Punkte auf dem Spiralsegment minimal ist.The angle of inclination γ and the angle of tilt δ of the inclined image plane must be selected in such a way that the root mean square of all points on the spiral segment is minimal.
Nimmt man an, dass b-t das um die
z-Achse um einen Winkel α – π/2 gedrehte
Koordinatensystem x – y
sei, so ist b-t das lokale Koordinatensystem für eine Projektion mit dem Projektionswinkel α.
Stellt man sich ein virtuelles Detektorarray vor, das der Projektion des Detektorarrays in eine die Systemachse z enthaltende Ebene, die sogenannte virtuelle Detektorebene, entspricht, so gilt für die Detektorebene t = 0.If you imagine a virtual detector array before that the projection of the detector array into the system axis plane containing z, the so-called virtual detector plane, so for the detector level t = 0.
Jeder Punkt (x, y, z) auf der Bildebene ist gekennzeichnet durch Each point (x, y, z) on the image plane is identified by
Setzt man (4) mit t = 0 in (5) ein, so erhält man die Schnittgerade der virtuellen Detektorebene mit der Bildebene If you insert (4) with t = 0 in (5), you get the intersection line of the virtual detector plane with the image plane
Die z-Koordinate auf der virtuellen Detektorebene ist gegeben durch The z coordinate on the virtual detector level is given by
Der Neigungswinkel γ wird zunächst in
der gleichen Weise wie im Falle der
Für
den nach (8) mit ⁀ = π/3
erhaltenen Neigungswinkel y0 wird der Kippwinkel δ optimiert.
Das Optimierungskriterium für
den Kippwinkel δ ist
dabei, dass die z-Koordinate gemäß (7) für die Linien –RFOV ≤ b ≤ RFOV , die
den von der Strahlung erfassten Bereich des Untersuchungsobjekts
in z-Richtung nach
hinten bzw. vorne begrenzen, nicht nur innerhalb der aktiven Detektorfläche, d.h.
innerhalb des von der Strahlenblende
Für den maximal möglichen Kippwinkel ±δmax erreichen die durch die z-Koordinate gemäß (7) gegebenen Linien für b = ±RFOV das in z-Richtung vordere bzw. hintere Ende der Detektorfläche. Wenn dies für das jeweilige Spiralsegment für die Projektionen an Anfang und Ende des Spiralsegmentes, d.h. für die äußersten Projektionswinkel αr = ±120° eintritt, gilt. wobei M die Anzahl der Detektorzeilen und S die in z-Richtung gemessenen Breite einer Detektorzeile ist.For the maximum possible tilt angle ± δ max , the lines given by the z coordinate according to (7) for b = ± RFOV reach the front or rear end of the detector surface in the z direction. If this applies to the respective spiral segment for the projections at the beginning and end of the spiral segment, ie for the outermost projection angles α r = ± 120 °. where M is the number of detector lines and S is the width of a detector line measured in the z direction.
Indem (6) für α = αl und γ = γ0 in (8) eingesetzt und nach δmax aufgelöst wird, resultiert By using (6) for α = α l and γ = γ 0 in (8) and solving for δ max , the result is
Für das entsprechende δmax wird ein neues γmin durch Re-Iteration ermittelt, und zwar durch Minimierung des quadratischen Mittelwertes der in z-Richtung gemessenen Abstände d(α, δmax, γ) aller Punkte des Spiralsegmentes von der Bildebene gemäß (3).A new γ min is determined for the corresponding δ max by re-iteration, specifically by minimizing the quadratic mean of the distances d (α, δ max , γ) measured in the z direction of all points of the spiral segment from the image plane according to (3) ,
Der zur Verfügung stehende Bereich [–αmax, +αmax] des Kippwinkels wird nun entsprechend der Anzahl nima der zu rekonstruierenden Bilder mit geneigter Bildebene vorzugsweise wie im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels gleichmäßig unterteilt. D.h., dass im Falle einer gleichmäßigen Unterteilung jede Bildebene 0 ≤ i ≤ nima – 1 durch den Neigungswinkel γmin (der vorzugsweise wie im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels für alle Bildebenen gleich ist) und den jeweiligen Kippwinkel δ(i) gekennzeichnet ist, wobei für den jeweiligen Kippwinkel gilt.The available range [−α max , + α max ] of the tilt angle is now subdivided evenly in accordance with the number n ima of the images to be reconstructed with an inclined image plane, as in the case of the exemplary embodiment described. That is, in the case of a uniform subdivision, each image plane 0 i i n n ima − 1 is characterized by the angle of inclination γ min (which is preferably the same for all image planes as in the case of the exemplary embodiment described) and the respective tilt angle δ (i) , where for the respective tilt angle applies.
Die Anzahl nima der für das Spiralsegment zu rekonstruierenden Bilder mit geneigten Bildebenen ist gegeben durch The number n ima of the images with inclined image planes to be reconstructed for the spiral segment is given by
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens und CT-Geräts wird im Folgenden am Beispiel eines CT-Geräts mit M = 12 Detektorzeilen der Breite S beschrieben, das mit einem Pitch von p = 12 betrieben wird. Es wird für jede z-Position zima ein Spiralsegment der Länge [–αmax, +αmax] mit αmax = π aufgenommen.The effect of the method and CT device according to the invention is described below using the example of a CT device with M = 12 detector lines of width S, which is operated with a pitch of p = 12. For each z-position z ima a spiral segment of length [–α max , + α max ] with α max = π is recorded.
In
Aus
Wird nicht ein einziges Bild bezüglich des gesamten Spiralsegmentes rekonstruiert, sondern die gemäß (12) ermittelte erforderliche Anzahl nima von Bildern mit geneigter Bildebene rekonstruiert, so resultiert für die für das vorliegende Beispiel gewählten Werte M = 12 und p = 12 eine Anzahl nima = 2. D.h. bei einem Gesamtsegment der Länge 2αmax = 2π = 360° werden für zwei Spiralsegmente der Länge 180° plus Konuswinkel, also beispielsweise der Länge 240°, die um 120° zueinanderversetzt sind und somit gemeinsam das Gesamtsegment umfassen, jeweils zwei Bilder mit geneigter Bildebene rekonstruiert. Dabei weisen die Bildebenen der Bilder unterschiedliche z-Positionen und damit gemäß (11) unterschiedliche Kippwinkel δ, nämlich –δmax and δmax, auf.If not a single image is reconstructed with respect to the entire spiral segment, but instead the required number n ima determined according to (12) is reconstructed from images with an inclined image plane, then a number n ima results for the values M = 12 and p = 12 selected for the present example = 2. That is to say, for a total segment of length 2α max = 2π = 360 °, two images are made for two spiral segments of length 180 ° plus cone angle, for example length 240 °, which are offset by 120 ° and thus together comprise the entire segment reconstructed with an inclined image plane. The image planes of the images have different z positions and thus, according to (11), different tilt angles δ, namely −δ max and δ max .
In
Dies entspricht einer Verringerung
von SMSD gegenüber
dem aus der
Die zu einem der beiden Spiralsegmenten
von je 240° Länge gehörigen Bildebenen
sind beispielhaft in
Die Detektor- und damit Dosisnutzung
für das
aus der
Es wird deutlich, dass große Teile der Detektorfläche ungenutzt bleiben und dementsprechend auch die Dosisnutzung gering ist. Eine theoretisch optimale Detektor- und Dosisnutung ist nur für den maximalen Pitch pm a x = 12 möglich; mit abnehmendem Pitch p werden Detektor- und Dosisnutzung immer schlechter.It becomes clear that large parts of the detector area remain unused and accordingly the dose usage is low. A theoretically optimal detector and dose usage is only possible for the maximum pitch p m a x = 12; as the pitch p decreases, detector and dose usage become worse and worse.
Für
die Erfindung ist die Detektor- und damit Dosisnutzung in
Es wird deutlich, dass im Falle der Erfindung der größte Teil der virtuellen Detektorfläche – nur zwei kleine dreieckige Bereiche bleiben ungenutzt – genutzt wird und die Dosisnutzung entsprechend hoch ist.It is clear that in the case of Invention most of it the virtual detector area - just two small ones triangular areas remain unused - is used and the dose usage is correspondingly high.
Wie der Vergleich von
Es wird also deutlich, dass im Gegensatz
zu dem aus der
Die Erfindung ist auch für Untersuchungen des Herzens von Bedeutung.The invention is also for investigations of the heart.
Unter Verwendung von
Demnach können an einer beliebigen z-Position Bilder von Spiralsegmenten von 240° Länge berechnet werden, die bezüglich in einem Bereich von [–Δα, Δα] liegenden Referenzprojektionswinkeln zentriert sind.Accordingly, at any z position Images of spiral segments of 240 ° long are computed with respect to a range from [-Δα, Δα] Reference projection angles are centered.
Wenn ein Umlauf der Gantry in der
Zeit Trot erfolgt, entspricht dieser Bereich
einem Zeitintervall der Länge Für Trot =
0.5 s ist das für
eine beliebige z-Position
abgedeckte Zeitintervall in
Wenn ein Spiralsegment der Länge 240° in seiner Gesamtheit in jedem Fall auf die virtuelle Detektorfläche passen soll, steht ein maximaler Pitch von p = 3 zur Verfügung, um ein Zeitintervall von einer Sekunde abzudecken, das einem vollständigen Herzzyklus bei einer Pulsrate von 60 Schlägen pro Minute (60 bpm) entspricht.If a spiral segment of length 240 ° in its Whatever the case, fit the whole on the virtual detector surface a maximum pitch of p = 3 is available to to cover a time interval of one second, which is a complete cardiac cycle at a pulse rate of 60 beats per minute (60 bpm).
Die Bildebenen der Bilder, die für den gleichen
Referenzprojektionswinkel αr, d.h. aus dem gleichen Herzzyklus, gewonnen
werden, sind in
Wie erwähnt ist eine Reformatierung erforderlich, um Transversalschnittbilder zu erhalten, der bei herkömmlichen CT-Geräten nicht erforderlich ist.As mentioned, reformatting is required to obtain transverse sectional images, which is the case with conventional CT devices do not is required.
Die derzeit verfügbaren Mehrschicht-CT-Geräte verfügen über einige wenige, z.B. 4, Zeilen von Detektorelementen. Für diese Zeilenzahl kann der schräge Strahlverlauf der Röntgenstrahlen vernachlässigt werden. Für solche CT-Gerät wurden daher herkömmliche Algorithmen zur Rekonstruktion Transversalschnittbildern aus Spiraldaten erweitert. Nach der Durchführung einer Spiralgewichtung mit geeigneter Gewichtungsfunktion zur Festlegung der Rekonstruktionsschichtdicke liegt ein Einzeilen-Datensatz vor, aus dem mit einem Faltungs-Rückprojektions-Algorithmus Transversalschnittbild rekonstruiert wird. Die Rekonstruktionsschichtdicke, d.h. die Dicke der in dem rekonstruierten Transversalschnittbild erfassten Schicht des Untersuchungsobjekts, ist durch die Wahl der Breite der bei der Spiralgewichtung verwendeten Gewichtungsfunktion festgelegt. Eine Änderung der Rekonstruktionsschichtdicke ist nur durch erneute Rekonstruktion mit geänderter Gewichtsfunktion möglich.The multi-slice CT devices currently available have some few, e.g. 4, rows of detector elements. For this number of lines, the slope X-ray beam path neglected become. For such a CT device therefore became conventional Algorithms for the reconstruction of transverse sectional images from spiral data extended. After performing a spiral weighting with a suitable weighting function to determine a one-line data record is available for the reconstruction layer thickness, from that with a convolution-back-projection algorithm Transverse sectional image is reconstructed. The reconstruction layer thickness, i.e. the thickness of those in the reconstructed transverse sectional image detected layer of the object to be examined is selected by the Width of the weighting function used in spiral weighting established. A change of the reconstruction layer thickness is only by renewed reconstruction with changed Weight function possible.
Wird wie bei der Erfindung, die erfindungsgemäße Vorgehensweise eignet sich insbesondere für CT-Geräte mit nicht zu großer Zeilenzahl (M ≤ 40) erfolgt eine Anpassung an den schrägen Strahlenverlauf der Röntgenstrahlung bei der Rekonstruktion, in dem, wie bereits erläutert, Bilder für in ihrer Neigung an die spiralartige Abtastgeometrie angepasste Bildebenen rekonstruiert werden. Infolge der Neigung der Bildebenen ist nach der Rekonstruktion eine im Folgenden als Reformatierung bezeichnete Umrechnung dieser Bilder mit bezüglich der Systemachse geneigten Bildebenen in Transversalschnittbilder erforderlich. Geschieht dies nicht, so ist insbesondere in Sekundäransichten eines rekonstruierten Bildvolumens (z.B. sagittal oder koronal) mit geometrischen Bezeichnungen zu rechnen.As with the invention, the procedure according to the invention is especially not suitable for CT devices with too big Number of lines (M ≤ 40) there is an adaptation to the oblique beam path of the X-rays in the reconstruction, in which, as already explained, images for in their Inclination of image planes adapted to the spiral-like scanning geometry be reconstructed. Due to the inclination of the picture planes is after of the reconstruction, hereinafter referred to as reformatting Conversion of these images with respect to the System axis inclined image planes in transverse sectional images required. If this does not happen, it is especially in secondary views a reconstructed image volume (e.g. sagittal or coronal) to calculate geometric designations.
Die Reformatierung geschieht mit Hilfe von Interpolationsfunktionen wählbarer Breite, wodurch sich das Schichtempfindlichkeitsprofil und das Bildrauschen im resultierenden Transversalschnittbild beeinflussen lassen.The reformatting happens with Interpolation functions of selectable width, which makes the Layer sensitivity profile and the image noise in the resulting Allow transversal sectional image to be influenced.
Dabei ist von Vorteil, dass die Festlegung der gewünschten Rekonstruktionsschichtdicke retrospektiv im Zuge der Reformatierung erfolgt.It is advantageous that the setting the desired one Reconstruction layer thickness retrospectively in the course of reformatting he follows.
Die zu der zur Gewinnung eines Transversalschnittbildes
an der z-Position z = zR durchzuführenden Reformatierung
erforderliche Anzahl von Bildern mit geneigter Bildebene erhält man wie
folgt:
Am Rande des durch (x, y) = (RMcos(Φ), RMsin(Φ))
parametrisierten Objektzylinders ist, erhält man den Abstand ΔzR einer um den Neigungswinkel und den Kippwinkel
geneigten Bildebene mit dem Normalenvektor und mit dem Nullpunkt im
Punkt (-Rf, 0, zR),
indem (x, y, ΔzR) in die Ebenengleichung einsetzt wird
At the edge of the object cylinder parameterized by (x, y) = (R M cos (Φ), R M sin (Φ)), the distance Δz R of an image plane inclined by the angle of inclination and the angle of inclination with the normal vector is obtained and with the zero point in the point (-R f , 0, z R ) by inserting (x, y, Δz R ) in the plane equation
Es folgt dann: It then follows:
Für
die Reformatierung eines Transversalschnittbildes mit der Bildebene
in zR müssen
demnach alle im Intervall rekonstruierten Bilder mit
geneigter Bildebene zur Verfügung
stehen, d.h. im Speicher
Wenn bei der Reformatierung ein Interpolationsfunktion verwendet wird, dessen Länge z* die durch obiges Intervall gesetzten Grenzwerte übersteigt, so ist die Anzahl der zur Reformatierung erforderlichen rekonstruierten Bilder mit geneigter Bildebene durch die Länge des Interpolationsfilter bestimmt.If an interpolation function when reformatting is used, its length z * exceeds the limit values set by the above interval, so is the number of reconstructed required for reformatting Images with an inclined image plane due to the length of the interpolation filter certainly.
Im allgemeinen Fall gilt für die Anzahl NM der zur Reformattierung eines Transversalschnittbildes benötigten rekonstruierten Bilder mit geneigter Bildebene In general, the number N M of the reconstructed images with an inclined image plane required for reformatting a transverse sectional image applies
Dabei ist NS die Anzahl der pro Breite S einer Zeile von Detektorelementen rekonstruierten Bilder mit geneigter Bildebene.N S is the number of images reconstructed per width S of a row of detector elements with an inclined image plane.
Beispielsweise erhält man für einen Detektorarray mit 16 Zeilen von Detektorelementen für einen Pitch von p = 16 und die Anzahl NS = 4 der pro Breite S rekonstruierten Bilder mit geneigter Bildebene als Anzahl NM der zur Reformatierung eines Transversalschnittbildes benötigten rekonstruierten Bilder mit geneigter Bildebene NM = 10, und zwar unter der Voraussetzung der Verwendung einer dreiecksförmige Interpolationsfunktion der Halbwertsbreite S.For example, for a detector array with 16 rows of detector elements for a pitch of p = 16 and the number N S = 4 of the images reconstructed per width S with an inclined image plane, the number N M of the reconstructed images with an inclined image plane N required for reformatting a transverse sectional image is obtained M = 10, provided that a triangular interpolation function of the half-width S is used.
Infolge des Umstandes, dass die Rekonstruktionsschichtdicke eines gewünschten Transversalschnittbildes retrospektiv festgelegt wird, erfolgt die Rekonstruktion der Bilder mit geneigter Bildebene vorzugsweise durch Wahl einer entsprechend engen Gewichtungsfunktion bei der Spiralrekonstruktion mit der geringstmöglichen Rekonstruktionsschichtdicke. Dies gewährleistet höchste Schärfe in z-Richtung nicht nur der Bilder mit geneigten Bildebenen, sondern auch des durch die Reformatierung erhaltenen Transversalschnittbildes.Due to the fact that the reconstruction layer thickness a desired one Transversal sectional image is set retrospectively, the Reconstruction of the images with an inclined image plane preferably by Selection of a correspondingly narrow weighting function for spiral reconstruction with the least possible Reconstruction layer thickness. This not only ensures maximum sharpness in the z direction of the pictures with inclined picture planes, but also of that through the Reformat of the transverse sectional image obtained.
Neben diesem Vorteil sind als weitere Vorteile der beschriebenen Reformatierung zu nennen:
- – Die Rekonstruktionsschichtdicke kann retrospektiv gewählt werden, ohne dass eine erneute Rekonstruktion erforderlich ist,
- – die Rekonstruktionsschichtdicke ist frei wählbar, und
- – für die Reformatierung steht eine Vielzahl von geeigneten Interpolationsfunktionen frei wählbarer Breite zur Verfügung.
- - The reconstruction layer thickness can be selected retrospectively without the need for a new reconstruction,
- - The reconstruction layer thickness is freely selectable, and
- - A large number of suitable interpolation functions of freely selectable width are available for reformatting.
Wenn in der in
In diesem Koordinatensystem gilt für die Spiralbahn H: The following applies to spiral path H in this coordinate system:
Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise zur Bestimmung des maximalen Kippwinkels δmax kann auf den Fall der gekippten Gantry übertragen werden, wobei anstelle der Gleichung (7) gilt.The procedure described above for determining the maximum tilt angle δ max can be applied to the case of the tilted gantry, the equation (7) being used instead.
Allerdings ist nun in der Bestimmungsgleichung für den maximalen Kippwinkel δmax, d.h. in die Gleichung (10), der Neigungswinkel γ' im Koordinatensystem (x, y', z') für den Fall der geneigten Gantry einzusetzen.However, the inclination angle γ 'in the coordinate system (x, y', z ') must now be used in the determination equation for the maximum tilt angle δ max , ie in equation (10), in the case of the inclined gantry.
Für den Neigungswinkel γ' im Falle der geneigten Gantry gilt: wobei s die Bogenlänge der Spiralbahn H für das jeweils betrachtete Spiralsegment ist.The following applies to the angle of inclination γ 'in the case of the inclined gantry: where s is the arc length of the spiral path H for the spiral segment under consideration.
Wie die
Auch der maximale Kippwinkel δmax ist,
wie aus der
Zum Vergleich sind in
Zur Veranschaulichung der Wirkung
der Erfindung ist in
Die
Auch im Falle der geneigten Gantry besteht die Möglichkeit, für einen gegebenen Betrag des Maximalwertes des Kippwinkels |δmax|, der beispielsweise aus (10) auf Basis des gemäß (21) aus der Steigung der Spiralbahn H gewonnen wird, den zugehörigen Optimalwert des Neigungswinkels γ' derart zu ermitteln, dass ein Fehlerkriterium, beispielsweise minimaler Mittelwert der in z-Richtung gemessenen Abstände aller Punkte des Spiralsegmentes von der Bildebene, erfüllt ist.Also in the case of the inclined gantry, there is the possibility, for a given amount of the maximum value of the tilt angle | δ max |, which is obtained, for example, from (10) based on the slope of the spiral path H according to (21), the associated optimal value of the angle of inclination To determine γ 'in such a way that an error criterion, for example a minimum mean value of the distances of all points of the spiral segment from the image plane measured in the z direction, is met.
Der Aufbau des Bildrechners
Das CT-Gerät im Falle des beschriebenen
Ausführungsbeispiels
weist ein Detektorarray
Im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele
wird die Relativbewegung zwischen der Messeinheit
Im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen finden CT-Geräte der 3. Generation Verwendung, d.h. die Röntgenstrahlenquelle und das Detektorarray werden während der Bilderzeugung gemeinsam um die Systemachse verlagert. Die Erfindung kann aber auch im Zusammenhang mit CT-Geräten der 4. Generation, bei denen nur die Röntgenstrahlenquelle um die Systemachse verlagert wird und mit einem feststehenden Detektorring zusammenwirkt, Verwendung finden, sofern es sich bei dem Detektorarray um ein flächenhaftes Array von Detektorelementen handelt.In connection with the above described embodiments find CT machines 3rd generation use, i.e. the x-ray source and that Detector array are during the image generation together around the system axis. The invention can also be used in connection with CT devices the 4th generation, where only the X-ray source around the System axis is shifted and with a fixed detector ring interacts, find use if it is in the detector array for an areal Array of detector elements.
Auch bei CT-Geräten der 5. Generation, d.h. CT-Geräten, bei denen die Röntgenstrahlung nicht nur von einem Fokus, sondern von mehreren Foken einer oder mehrerer um die Systemachse verlagerter Röntgenstrahlenquellen ausgeht, kann das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung finden, sofern das Detektorarray ein flächenhaftes Array von Detektorelementen aufweist.Also with 5th generation CT devices, i.e. CT scanners, where the x-rays not just from one focus, but from multiple foken one or several x-ray sources shifted around the system axis can the inventive method Find use if the detector array has a large area Has array of detector elements.
Die im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendeten CT-Geräte weisen ein Detektorarray mit nach Art einer orthogonalen Matrix angeordneten Detektorelementen auf. Die Erfindung kann aber auch im Zusammenhang mit CT-Geräten Verwendung finden, deren Detektorarray in einer anderen Weise als flächenhaftes Array angeordnete Detektorelemente aufweist.The related to the above described embodiments used CT devices have a detector array with an orthogonal matrix arranged detector elements. The invention can also in connection with CT devices Find their detector array in a way other than area-explanatory Array arranged detector elements.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen die medizinische Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung kann jedoch auch außerhalb der Medizin, beispielsweise bei der Gepäckprüfung oder bei der Materialuntersuchung, Anwendung finden.The exemplary embodiments described above relate to the medical application of the method according to the invention. However, the invention can also be used outside of medicine, for example at the baggage check or used in material testing.
Claims (34)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10126638A DE10126638B4 (en) | 2001-02-12 | 2001-05-31 | Procedures for computed tomography as well as computed tomography (CT) device |
JP2002031742A JP4298205B2 (en) | 2001-02-12 | 2002-02-08 | Method and computer tomography apparatus for computer tomography |
CN02124674.2A CN1245927C (en) | 2001-02-12 | 2002-02-10 | Computer tomographic method and computer tomographic (CT) instrument |
US10/074,145 US7215805B2 (en) | 2001-02-12 | 2002-02-12 | Method and apparatus for spiral scan computed tomography |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10106398 | 2001-02-12 | ||
DE10126638A DE10126638B4 (en) | 2001-02-12 | 2001-05-31 | Procedures for computed tomography as well as computed tomography (CT) device |
DE10106398.9 | 2001-05-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10126638A1 DE10126638A1 (en) | 2002-09-26 |
DE10126638B4 true DE10126638B4 (en) | 2004-03-18 |
Family
ID=7673720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10126638A Expired - Fee Related DE10126638B4 (en) | 2001-02-12 | 2001-05-31 | Procedures for computed tomography as well as computed tomography (CT) device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10126638B4 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10248770A1 (en) | 2002-10-18 | 2004-05-06 | Siemens Ag | CT imaging instrument of the multiple-row spiral type with 3D back-projection has an image processing method in which planar detector absorption data are projected onto a central virtual detector following directional filtering |
DE102004017540B4 (en) * | 2004-04-08 | 2008-02-28 | Siemens Ag | Method for making computed tomographic images with a CT device and CT device |
CN109498051B (en) * | 2018-12-30 | 2022-07-05 | 深圳安科高技术股份有限公司 | Automatic position calibration method and system for CT sickbed frame |
CN111528881B (en) * | 2020-05-09 | 2023-08-18 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | Scanning system based on C-shaped arm |
CN114593699B (en) * | 2022-03-07 | 2023-06-23 | 中国石油大学(华东) | Structural dimension measuring method based on reconstruction model spiral line |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5802134A (en) * | 1997-04-09 | 1998-09-01 | Analogic Corporation | Nutating slice CT image reconstruction apparatus and method |
-
2001
- 2001-05-31 DE DE10126638A patent/DE10126638B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5802134A (en) * | 1997-04-09 | 1998-09-01 | Analogic Corporation | Nutating slice CT image reconstruction apparatus and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10126638A1 (en) | 2002-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10207623B4 (en) | Procedures for computed tomography as well as computed tomography (CT) device | |
DE10133237B4 (en) | Method for computed tomography and computed tomography (CT) device | |
DE69033921T2 (en) | Computer-controlled tomographic image reconstruction method for spiral scanning | |
DE19936679C2 (en) | X-ray diagnostic device | |
DE10164287A1 (en) | Computed tomography weighting (CT weighting) for image reconstruction with high quality | |
DE102006047730B4 (en) | Image reconstruction method and X-ray CT apparatus | |
DE69902326T2 (en) | Image correction for an inclined housing in a multi-layer computer tomograph | |
DE69033923T2 (en) | Spiralabtastrechnertomographie | |
DE10251448A1 (en) | CT method for imaging of a periodically moving examination area, especially the heart, whereby image segments are combined to form image planes, which are subsequently joined together to form a complete image | |
DE10127269B4 (en) | Method for computed tomography and computed tomography (CT) device | |
DE2944252C2 (en) | ||
EP0989520A2 (en) | Computer tomography method with cone beam | |
DE102004048402A1 (en) | Method and apparatus for imaging by dynamic spiral scanning | |
DE102005005839A1 (en) | Method and apparatus for reducing artifacts in cone beam CT image reconstructions | |
DE102004054405A1 (en) | A method and apparatus for reducing artifacts in computed tomography imaging systems | |
DE10244180B4 (en) | Method for imaging in computed tomography of a periodically moving examination subject and CT apparatus for performing the method | |
DE102006056997A1 (en) | X-ray-computed tomography-device, for imaging heart, has controller with control unit to change spiral pitch corresponding to change of heart beat during spiral scan, and another control unit for reconstruction of images in layer position | |
DE102004042491A1 (en) | A method for generating tomographic slice images of an examination subject with at least two angularly offset beams and computed tomography device for performing this method | |
DE19650529A1 (en) | Method and devices for multi-section helix image reconstruction in a computer tomography system | |
DE19925395B4 (en) | Method for operating a computed tomography (CT) device | |
DE19832276C2 (en) | Process for the reconstruction of measurement values obtained from a CT device by spiral scanning | |
DE10159927B4 (en) | Image reconstruction method for computed tomography | |
DE4438988A1 (en) | Projection-region reconstruction method for a helically sampling computer tomography device with a multigap detector field which uses overlapping beams | |
DE10361553A1 (en) | Cardiac spiral scanning with a large pitch using extended reconstruction windows | |
DE102007021023A1 (en) | Imaging method for the variable-pitch spiral CT and CT apparatus for performing the method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: BRUDER, HERBERT, DR., 91315 HOECHSTADT, DE Inventor name: SCHALLER, STEFAN, DR., 90762 FUERTH, DE Inventor name: KACHELRIESS, MARC, DR., 90409 NUERNBERG, DE Inventor name: FLOHR, THOMAS, DR., 91486 UEHLFELD, DE Inventor name: STIERSTORFER, KARL, DR., 91052 ERLANGEN, DE Inventor name: FLOHR, THOMAS, DR., ., ZZ |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |