DE10150428A1 - Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts

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Abstract

Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts anhand von mittels einer Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger aufnehmbaren zweidimensionalen Projektionsbildern, mit folgenden Schritten: DOLLAR A - Aufnahme eines Satzes von zweidimensionalen Projektionsbildern, von denen ein Teil mit nieriger Auflösung und ein Teil mit hoher Auflösung aufgenommen wird, DOLLAR A - Transformieren der Projektionsbilder hoher Auflösung, derart, dass sie den gleichen Maßstab wie die Projektionsbilder niedriger Auflösung aufweisen (downscaling), und DOLLAR A - Erzeugen eines dreidimensionalen Volumenbilds mit niedriger Auflösung anhand der Projektionsbilder mit niedriger Auflösung und eines Volumenbilds mit hoher Auflösung anhand der Projektionsbilder mit hoher Auflösung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts anhand von mittels einer Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger aufnehmbaren zweidimensionalen Projektionsbildern.
  • Bei solchen Verfahren - die häufig zur Erzeugung und Darstellung medizinisch auszuwertender Bilder eingesetzt werden - werden ein Vielzahl zweidimensionaler Projektionen aufgenommen, um eine gute Kontrastauflösung zu erhalten. Eine hohe Anzahl an Projektionen - und bei zukünftigen Applikationen werden weit mehr Projektionen als bisher, nämlich mehrere 100 aufgenommen - erhöht sich jedoch die Menge der Projektionsdaten signifikant. Zusätzlich steigen die Anforderungen an die Übertragungsbandbreite, die Verarbeitung und die Speicherung dieser Daten ebenfalls eklatant. Eine Lösung dieses Problems ist es, die Anzahl der Detektorelemente des Strahlungsdetektors in der zugrunde liegenden zweidimensionalen Detektormatrix zu reduzieren. Dies kann durch sogenanntes "Pixelbinning" erreicht werden, bei dem benachbarte Detektorelemente oder Pixel zusammengefasst und z. B. aus den einzelnen Signalen ein für diesen Pixelclusterbereich weiter zu verarbeitender Signalmittelwert erzeugt wird. Da jedoch die Detektorfläche die gleiche ist, resultiert das Pixelbinning in einer geringeren räumlichen Auflösung, da eine größere effektive Pixelgröße zur Abdeckung des gleichen Detektorgebiets wie vorher verwendet wird. Nachteiligerweise erniedrigen größere Detektorpixel bzw. gebinnte Bereiche nicht nur die räumliche Auflösung am Detektor, sondern auch die räumliche Auflösung im zugehörigen Volumendatensatz. Bei Anwendungen, wo eine hohe räumliche Auflösung und eine gute Erkennbarkeit von niederkontrastigen Objekten gewünscht wird, ist eine Erniedrigung der räumlichen Auflösung nicht wünschenswert.
  • Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die die Erzeugung unterschiedlich aufgelöster Volumenbilder aus einem einzigen Projektionsdatensatz ermöglicht.
  • Zur Lösung dieses Problems sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:
    • - Aufnahme eines Satzes von zweidimensionalen Projektionsbildern, von denen ein Teil mit niedriger Auflösung und ein Teil mit hoher Auflösung aufgenommen wird,
    • - Transformieren der Projektionsbilder hoher Auflösung derart, dass sie den gleichen Maßstab wie die Projektionsbilder niedriger Auflösung aufweisen (downscaling), und
    • - Erzeugen eines dreidimensionalen Volumenbilds mit niedriger Auflösung anhand der Projektionsbilder mit niedriger Auflösung und eines Volumenbilds mit hoher Auflösung anhand der Projektionsbilder mit hoher Auflösung.
  • Die Erfindung schlägt vor, innerhalb eines Projektionsbildersatzes zwei unterschiedliche Bildergruppen aufzunehmen. Die eine Gruppe umfasst Projektionsbilder mit niedriger Auflösung, während die andere Gruppe solche mit hoher Auflösung umfasst. Anschließend werden die Projektionsbilder hoher Auflösung im Rahmen eines downscalings zweckmäßigerweise zunächst mit einem Tiefpass-Filter gefiltert und anschließend in einem downsampling hinsichtlich des Maßstabs bzw. der Abtastrate den Projektionsbildern niedriger Auflösung angepasst, das heißt alle Projektionsbilder, egal welcher Auflösung, liegen anschließend im gleichen Maßstab vor. Schließlich erfolgt vorzugsweise durch gefilterte Rückprojektion die Erzeugung zweier dreidimensionaler Volumenbilder aus den beiden unterschiedlichen Projektionsbildersätzen, nämlich ein hoch aufgelöstes und ein niedrig aufgelöstes Volumenbild, wobei aufgrund des vorher vorgenommenen downscaling-Schrittes im Rahmen der gefilterten Rückprojektion zur Erzeugung beider Volumenbilder die gleichen Filter verwendet werden können.
  • Erfindungsgemäß erhält man also zwei unterschiedlich aufgelöste Volumenbilder, wobei das Volumenbild mit niedriger Auflösung eine gute Kontrastauflösung zeigt, während das hoch aufgelöste Volumenbild eine hohe räumliche oder Ortsauflösung zeigt. Dabei ist jedoch darauf hinzuweisen, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, die gleichen Filter oder Operatoren zur Rekonstruktion und zur Darstellung der beiden Volumendatensätze zu verwenden. Dies bietet einen zusätzlichen Freiheitsgrad dahingehend, je nach Anforderung unterschiedliche Eigenschaften der verschiedenen Volumendatensätze zu betonen, also beispielsweise unterschiedlich hinsichtlich der zu erzielenden Kontrastauflösung oder Ortsauflösung oder dergleichen zu arbeiten.
  • Die beiden Volumenbilder können dann in unterschiedlicher Weise dem Benutzer, also beispielsweise dem Arzt, ausgegeben werden. Es besteht die Möglichkeit, beide Bilder einzeln oder gleichzeitig separat an einen Monitor auszugeben, auch eine überlagerte Darstellung beider Volumenbilder ist denkbar.
  • Zweckmäßig ist es, wenn die Erzeugung der Projektionsbilder niedriger Auflösung durch Zusammenschalten mehrerer nebeneinander liegender Pixel des Strahlungsdetektors (Pixelbinning) erfolgt. Derartige Strahlungsdetektoren, die ein erforderliches schnelles Umschalten hinsichtlich der Detektorauflösung ermöglichen, sind bekannt, zu nennen sind z. B. CMOS- Detektoren.
  • Die Rekonstruktion eines Volumenbilds wird umso aussagekräftiger und genauer, je mehr Projektionen im Rahmen der gefilterten Rückprojektion zur Verfügung stehen. Infolgedessen ist es zweckmäßig, wenn zur Erzeugung des Volumenbilds mit niedriger Auflösung auch die Projektionsbilder mit hoher Auflösung, die in ihrer Auflösung hierfür reduziert werden, verwendet werden. Das heißt, man bearbeitet die Volumenbilder hoher Auflösung derart nach, dass sie nach der Bearbeitung die gleiche Auflösung wie die niedrig auflösenden Projektionsbilder besitzen, so dass sie in den niedrig auflösenden Projektionsbildersatz integriert werden können.
  • Die Projektionsbilder niedriger und hoher Auflösung werden erfindungsgemäß in einer vorbestimmten alternierenden Abfolge aufgenommen. Zweckmäßig ist es dabei, wenn bei Aufnahme von N Projektionsbildern jedes n-te Projektionsbild mit hoher Auflösung aufgenommen wird. Zum Beispiel kann jedes zehnte Projektionsbild mit hoher Auflösung aufgenommen werden. Natürlich ist es auch denkbar, gleich große, jedoch unterschiedlich aufgelöste Projektionsbilddatensätze zu erzeugen, wobei alternierend bei jeder Projektionsbildaufnahme die Auflösung geändert wird.
  • Wie beschrieben kann die Volumenbilderzeugung durch gefilterte Rückprojektion erfolgen, wobei dies jedoch nicht zwingend ist. Falls die gefilterte Rückprojektion eingesetzt wird ist es zweckmäßig, wenn zur Erzeugung des Volumenbilds niedriger Auflösung ein die Kontrastauflösung förderndes Filter verwendet wird. Weiterhin kann zur Erzeugung des Volumenbilds mit hoher Auflösung ein die Ortsauflösung förderndes Filter verwendet werden.
  • Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt einerseits darin, dass zwei verschieden räumlich aufgelöste Volumenbilder mit lediglich einem Scan, also einer Abtastung erhalten werden kann. Weiterhin können unter Einsatz der gleichen Aufnahmeeinrichtung, also der gleichen Hardware, deutlich mehr Ansichten und Projektionen aufgenommen werden aufgrund der hinsichtlich der Auflösung gemischten Datenaufnahme und der späteren Verarbeitung als dies bisher bei einer Full- Resolution-Datenaufnahme der Fall war. Letztendlich erhält der Anwender aus einer einzigen Abtastung auch deutlich mehr Informationen, nämlich zwei separat aussagekräftige Volumenbilder.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Lösung des eingangs genannten Problems besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem zusätzlich ein Strahlungsempfänger mit einem hoch auflösenden und einem niedrig auflösenden Empfangsbereich verwendet wird, in folgenden Schritten:
    • - Aufnahme eines Satzes von zweidimensionalen Projektionsbildern, die in einem Bereich hoch auflösend und im anderen Bereich niedrig auflösend sind,
    • - Interpolation des niedrig auflösenden Bereichs der Projektionsbilder zur Anpassung der Abtastrate derart, dass die Abtastrate des niedrig auflösenden Bereichs gleich der Abtastrate des hoch auflösenden Bereichs ist, und
    • - Durchführung einer gefilterten Rückprojektion der eine einheitliche Abtastrate aufweisenden Projektionsbilder zur Erzeugung eines Volumenbilds mit einem Volumenbereich hoher und einem Volumenbereich niedriger Auflösung.
  • Bei dieser Erfindungsausgestaltung wird ein Detektor eingesetzt, der zum einen bereichsweise hinsichtlich der Auflösung unterschiedlich ist oder entsprechend geschaltet werden kann. Solche Detektoren sind beispielsweise als "Fovea-Detektoren" bekannt. Jedes aufgenommene Projektionsbild besteht seinerseits aus einem hoch auflösenden und einem niedrig auflösenden Bereich. Diese Projektionsbilder werden nach ihrer Aufnahme derart bearbeitet bzw. der niedrig auflösende Bereich derart interpoliert, dass die Abtastraten über das gesamte bearbeitete Projektionsbild, also sowohl im niedrig- als auch im hoch auflösenden Bereich gleich ist. Dies ist erforderlich, um anschließend innerhalb der gefilterten Rückprojektion zur Erzeugung des Volumenbilds einheitlich Filter verwenden zu können bzw. um überhaupt eine gefilterte Rückprojektion vornehmen zu können. Im Endeffekt erhält man ein Volumenbild, das zwei unterschiedliche Volumenbereiche, nämlich einen Bereich niedriger und einen Bereich hoher Auflösung enthält. Auch hier erhält der Benutzer oder Arzt aus der Aufnahme lediglich eines Projektionsdatensatzes, also der Durchführung einer Abtastung, eine Vielzahl von unterschiedlichen Informationen im letztendlich rekonstruierten Volumenbild aus den unterschiedlich aufgelösten Bildbereichen.
  • Als Strahlungsdetektor kann ein solcher verwendet werden, bei dem ein fest vorgegebener Bereich hoher Auflösung und ein fest vorgegebener Bereich niedriger Auflösung bereits hardwaremäßig realisiert ist. In der Regel ist bei solchen Fovea- Detektoren das Zentrum hoch auflösend, während der Rand niedrig auflösend ist. Alternativ dazu besteht natürlich auch die Möglichkeit, einen Strahlungsdetektor zu verwenden, der von Haus aus hoch auflösend ist und die Erzeugung des Bereichs niedriger Auflösung im Projektionsbild durch das Zusammenschalten mehrerer nebeneinander liegender Pixel, also auch hier durch Pixelbinning, zu erzielen. Weiterhin kann neben einem hinsichtlich der Bereiche unterschiedlicher Auflösung fest vorgegebenen bzw. definierten Strahlungsdetektor auch ein solcher verwendet werden, bei dem ein variabler hoch auflösender Bereich eingestellt werden kann, das heißt von Projektionsbild zu Projektionsbild kann der Bildbereich hoher Auflösung variieren. Auch dies erfolgt durch sehr schnelles Pixelbinning.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können im Rahmen der Interpolation folgende Schritte erfolgen. Das unten angeführte Beispiel geht davon aus, dass es zwei Bereiche gibt, deren Auflösung sich um einen Faktor zwei voneinander unterscheiden:
    • - Filtern des hoch auflösenden Bereichs jedes Projektionsbilds im Rahmen einer separierten, zweidimensionalen Wavelet- Transformation unter Verwendung eines Tiefpass- und eines Hochpassfilters, so dass eine Bandmatrix mit vier Teilbändern erhalten wird, von denen eines nur den Tiefpaß-Anteil des Projektionsbilds in Form von Approximationskoeffizienten und die drei anderen Teilbänder verschiedene Hochpaß-Anteile des Projektionsbilds in Form von Detailkoeffizienten enthalten,
    • - Integration des Teilbands mit den Approximationskoeffizienten anstatt des hoch auflösenden Bereichs des ursprünglichen Projektionsbilds zur Bildung eines Integrationsbilds mit niedrigerer Ortsauflösung,
    • - Verwendung des Integrationsbilds als Tiefpaß-Teilband einer zweiten Bandmatrix,
    • - Füllen der drei andere Subbänder der fiktiven Bandmatrix mit den Detailkoeffizienten der bereits vorliegenden Subbänder an koeffizientenbezogenen Bandpositionen und mit Füllkoeffizienten (z. B. mit Wert null) an anderen Bandpositionen,
    • - inverse Transformation der fiktiven Bandmatrix.
  • Anschließend werden alle derart bearbeiteten Projektionsbilder der gefilterten Rückprojektion unterworfen. Der Einsatz einer Wavelet-Transformation gibt also ein quasi festes Funktionsschema hinsichtlich der mathematischen Beschreibung der Filterung bzw. der gesamten Interpolation an. Das Wavelet- Verfahren lässt eine konsistente Interpolation des niedrig auflösenden Projektionsbildbereichs zu.
  • Die vorgenannten Schritte innerhalb der Interpolation können erfindungsgemäß bezüglich eines Projektionsbilds so oft wiederholt werden, bis die Abtastrate oder der Maßstab des niedrig auflösenden Bereichs der oder dem des hoch auflösenden Bereichs entspricht.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern, die zur Durchführung eines der beiden oder beider erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
  • Fig. 1 ein Funktionsschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung zweier separater Volumenbilder aus unterschiedlich aufgelösten Projektionsbildsätzen,
  • Fig. 2 ein Funktionsschema zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung eines Volumenbilds mit unterschiedlich aufgelösten Volumenbereichen, und
  • Fig. 3 ein Funktionsschema zur Darstellung des Interpolationsverfahrens.
  • Fig. 1 zeigt in Form eines funktionstypischen Ablaufschemas die zentralen Schritte zur Erzeugung zweier separater Volumenbilder unterschiedlicher Auflösung. Im Schritt 1 wird zunächst in einem Scan ein vollständiger Projektionsbilddatensatz P aufgenommen, bestehend aus einer Anzahl N an Projektionsbildern niedriger Auflösung, im folgenden mit Pniedrig gekennzeichnet, und eine Anzahl n an Projektionsbildern hoher Auflösung, im folgenden mit Phoch gekennzeichnet. Anschließend erfolgt im Schritt 2 die Erzeugung eines hoch aufgelösten Volumenbilds Vhoch aus den n hoch aufgelösten Projektionsbildern Phoch.
  • Im Schritt 3 werden alle hoch aufgelösten Projektionsbilder Phoch transformiert, so dass ihr Maßstab bzw. die Abtastrate dem Maß oder der Abtastrate der niedrig aufgelösten Bilder entspricht. Es findet also ein downscaling mit einem Tiefpass-Filter und einem downsampling, also einem geordneten Verwerfen von Pixeln statt. Man erhält eine Anzahl n an transformierten hoch aufgelösten Projektionsbildern P'hoch. Im Schritt 4 wird nun aus der Gesamtheit der N niedrig aufgelösten Projektionsbilder Pniedrig und den n nunmehr ebenfalls niedrig aufgelösten, vormals hoch aufgelösten Projektionsbilder P'hoch ein niedrig aufgelöstes Volumenbild Vniearig erzeugt. Im Schritt S werden diese beiden Volumenbilder nun an einen Monitor ausgegeben, sei es in einzelner Darstellung über- oder nebeneinander oder aber in einander überlagerter Form.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich der Schritt 3 auch entfallen kann und die Erzeugung des niedrig aufgelösten Volumenbilds Vniearig ausschließlich aus den N niedrig aufgelösten Projektionsbildern Pniedrig erfolgen kann.
  • Die Erzeugung der jeweiligen Volumenbilder erfolgt zweckmäßiger Weise durch gefilterte Rückprojektion. Je nach dem welche Anforderungen an das jeweilige Volumenbild zu stellen sind, können hierfür unterschiedliche Filter verwendet werden. Zweckmäßig ist es, zur Erzeugung des niedrig auflösenden Volumenbilds ein die Kontrastauflösung förderndes Filter zu verwenden, um in dem Volumenbild Details, insbesondere kleine Weichteilobjekte und dergleichen erkennen zu können. Zur Erzeugung des hoch auflösenden Volumenbilds Vhoch wird zweckmäßiger Weise ein Filter mit hoher Orts- oder räumlicher Auflösung eingesetzt.
  • Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein bereichsweise unterschiedlich aufgelöstes Volumenbild erzeugt wird. Hierbei wird zunächst im Schritt 6 ein Satz an Projektionsbildern P mit hoch auflösendem und niedrig auflösendem Bereich aufgenommen, wobei die beiden Bereiche verschiedene Abtastraten Rabtast aufweisen. Im Schritt 7 erfolgt eine Interpolation des niedrig auflösenden Bereichs, so dass die Abtastrate Rabtast(niedrig) des niedrig aufgelösten Bereichs der Abtastrate Rabtast(hoch) des hoch auflösenden Bereichs entspricht. Anschließend erfolgt im Schritt 8 die Erzeugung eines Volumenbilds V mit hoch auflösendem und niedrig auflösendem Bereich im Rahmen einer gefilterten Rückprojektion.
  • Fig. 3 zeigt den Ablauf im Interpolationsschritt 7 in Form eines Flussschemas im Detail. Ausgehend von einem Projektionsbild P, das einen mittleren Bereich mit doppelt so hoher Abtastrate Rabtast(hoch) aufgenommen wurde und einen äußeren Bereich niedriger Abtastrate Rabast(niedrig) besitzt, wird zunächst eine Wavelet-Transformation auf den mittleren Bereich mit hoher Abtastrate angewendet, innerhalb welcher unter Verwendung eines Tiefpass- und eines Hochpassfilters vier Teilbänder S1, S2, S3 und S4 erzeugt werden. Das Teilband S1, das auch als "low-low-Band" angesprochen werden kann, enthält den Tiefpass-Anteil des mittleren, hochaufgelösten Bereichs des Projektionsbildes P in Form von Aproximationskoeffizienten. Die Subbänder S2, S3 und S4, die als "low-high-Band" (S2), als "high-low-Band" (S3) und als "high-high-Band" (S4) angesprochen werden können, enthalten die hochfrequenten Anteile des mittleren, hochaufgelösten Bereichs des ursprünglichen Projektionsbilds und wurden im Falle von S2 und S3 unter Verwendung des Tiefpassfilters und des Hochpassfilters und im Falle von S4 nur unter Verwendung des Hochpassfilters erzeugt. Der Unterschied zwischen den Subbändern S2 und S3 besteht darin, dass die beiden verwendeten Filter jeweils in unterschiedlichen Richtungen angewendet wurden.
  • Anschließend wird das low-low-Subband S1 in das ursprüngliche Projektionsbild an der Stelle integriert, wo der hoch auflösende Bereich mit der hohen Abtastrate Rabtast(hoch) war. Man erhält ein Integrationsbild I, das im nachfolgenden Schritt in eine weitere Bandmatrix, die ebenfalls aus vier Subbändern besteht, integriert wird. Diese als Subbänder S1', S2', S3' und S4' benannten Subbänder sind ebenfalls jeweils low-low-, low-high-, high-low- und high-high-Bänder. Das Integrationsbild I wird nun in das low-low-Subband S1' der fiktiven Bandmatrix integriert. Die drei ursprünglichen Subbänder S2, S3 und S4, die Detailkoeffizienten, die den Hochpass-Anteil angeben und die die Kanten und sonstigen Details innerhalb des Projektionsbilds P beschreiben, enthalten, werden nun jeweils in die entsprechenden Subbänder S2', S3' und S4' der fiktiven Bandmatrix integriert. Die Detailkoeffizienten der Subbänder S2, S3 und S4 können den jeweiligen Pixelpositionen im ursprünglichen Projektionsbild zugeordnet werden. Diese Pixelpositionen finden sich jeweils in einem Subbänder S2', S3' und S4' innerhalb der fiktiven Bandmatrix wieder. An genau diese Pixelpositionen, die auch als zweidimensionale x, y- Stellen definiert werden können, werden nun die einzelnen Detailkoeffizienten der jeweiligen Subbänder S2, S3 und S4 eingeschrieben. Sie befinden sich dann entsprechend in der Mitte der jeweiligen Subbänder der fiktiven Bandmatrix. Der restliche Bandbereich wird mit Füllkoeffizienten, hier jeweils "0" gefüllt. Nun wird eine inverse zweidimensionale Wavelet-Transformation ausgeführt. Das Ergebnis ist ein 2-D Projektionsbild, wobei die Abtastrate in allen Bereichen gleich ist und der ursprünglichen hohen Abtastrate Rab-tast(hoch) entspricht. Die Ortsauflösung ist im mittleren Bereich jedoch doppelt so hoch wie in den äußeren Gebieten. Diese Projektionsbilder P' werden dann anschließend im Schritt 9 durch gefilterte Rückprojektion zur Erzeugung des Volumenbilds V verarbeitet.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die Interpolationsschritte bis zur inversen Rückprojektion mehrfach hintereinander durchgeführt werden können, wobei die Anzahl der Wiederholungen davon abhängig ist, wie sich die Abtastraten zwischen dem hoch auflösenden und dem niedrig auflösenden Bereich unterscheiden. Jede Interpolation bis zur inversen Rückprojektion führt zu einer Verdoppelung der Abtastrate bzw. des Maßstabs.

Claims (16)

1. Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts anhand von mittels einer Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger aufnehmbaren zweidimensionalen Projektionsbildern, mit folgenden Schritten:
- Aufnahme eines Satzes von zweidimensionalen Projektionsbildern, von denen ein Teil mit niedriger Auflösung und ein Teil mit hoher Auflösung aufgenommen wird,
- Transformieren der Projektionsbilder hoher Auflösung derart, dass sie den gleichen Maßstab wie die Projektionsbilder niedriger Auflösung aufweisen (downscaling), und
- Erzeugen eines dreidimensionalen Volumenbilds mit niedriger Auflösung anhand der Projektionsbilder mit niedriger Auflösung und eines Volumenbilds mit hoher Auflösung anhand der Projektionsbilder mit hoher Auflösung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Projektionsbilder niedriger Auflösung durch Zusammenschalten mehrere nebeneinander liegender Pixel des Strahlungsdetektors erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Volumenbilds mit niedriger Auflösung auch die Projektionsbilder mit hoher Auflösung, die in ihrer Auflösung hierfür reduziert werden verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbilder niedriger und hoher Auflösung in einer vorbestimmten alternierenden Abfolge aufgenommen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aufnahme von N Projektionsbildern jedes n-te Projektionsbild mit hoher Auflösung auf genommen wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenbilder durch eine gefilterte Rückprojektion erzeugt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Volumenbilds niedriger Auflösung ein die Kontrastauflösung förderndes Filter verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Volumenbilds hoher Auflösung ein die Ortsauflösung förderndes Filter verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Volumenbilder mit unterschiedlicher Auflösung einzeln oder überlagert an einem Monitor ausgegeben werden.
10. Verfahren zur Erzeugung dreidimensionaler, mehrfachaufgelöster Volumenbilder eines Untersuchungsobjekts anhand von mittels einer Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungsempfänger aufnehmbaren zweidimensionalen Projektionsbildern, wobei ein Strahlungsempfänger mit einem hoch auflösenden und einem niedrig auflösenden Empfangsbereich verwendet wird, mit folgenden Schritten:
- Aufnahme eines Satzes von zweidimensionalen Projektionsbildern, die in einem Bereich hoch auflösend und im anderen Bereich niedrig auflösend sind,
- Interpolation des niedrig auflösenden Bereichs der Projektionsbilder zur Anpassung der Abtastrate derart, dass die Abtastrate des niedrig auflösenden Bereichs gleich der Abtastrate des hoch auflösenden Bereichs ist, und
- Durchführung einer gefilterten Rückprojektion der eine einheitliche Abtastrate aufweisenden Projektionsbilder zur Erzeugung eines Volumenbilds mit einem Volumenbereich hoher und einem Volumenbereich niedriger Auflösung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Bereiche im Projektionsbild mit niedriger Auflösung durch Zusammenschalten mehrere nebeneinander liegender Pixel des Strahlungsdetektors erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, im Rahmen der Interpolation folgende Schritte erfolgen:
- Filtern des hoch auflösenden Bereichs jedes Projektionsbilds im Rahmen einer Wavelet-Transformation unter Verwendung eines Tiefpass- und eines Hochpassfilters, so dass eine Bandmatrix mit vier Teilbändern erhalten wird, von denen eines nur den Tiefpaß-Anteil des Projektionsbilds in Form von Approximationskoeffizienten und die drei anderen Subbänder den Hochpaß-Anteil des Projektionsbilds in Form von Detailkoeffizienten enthalten,
- Einbetten des Teilbands mit den Approximationskoeffizienten anstelle des hoch auflösenden Bereichs im ursprünglichen Projektionsbilds zur Bildung eines Integrationsbilds,
- Verwenden des Integrationsbilds als Tiefpaß-Anteil einer zweiten Bandmatrix,
- Füllen der drei andere Subbänder der Bandmatrix mit den Detailkoeffizienten der bereits vorliegenden Subbänder an koeffizientenbezogenen Bandpositionen und mit Füllkoeffizienten an anderen Bandpositionen,
- inverse Wavelet-Transformation der fiktiven Bandmatrix.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte bezüglich eines Projektionsbilds sooft wiederholt werden, bis die Abtastrate des niedrig auflösenden Bereichs der des hoch auflösenden Bereichs entspricht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlungsdetektor mit einem fest vorgegebenen hoch auflösenden Bereich verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlungsdetektor mit einem variablen hoch auflösenden Bereich verwendet wird.
16. Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 15.
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