DE102005002452A1

DE102005002452A1 - CT-Röntgeneinrichtung und Bildgebungsverfahren

Info

Publication number: DE102005002452A1
Application number: DE200510002452
Authority: DE
Inventors: Makoto Hino Gohno; Masatake Hino Nukui
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2005-08-18
Also published as: CN100409810C; JP2005204707A; CN1644165A; US7164746B2; KR100685561B1; KR20050076653A; JP4300126B2; US20050157840A1

Abstract

Um eine einfache und schnelle Bildrekonstruktion für einen willkürlichen Querschnitt durch ein Objekt zu erhalten, ohne dabei von der Richtung der Röntgenstrahlungsemission oder der Ausrichtung einer Scangantry abzuhängen, ist ein Bildgebungsverfahren für eine CT-Röntgeneinrichtung vorgeschlagen worden, die eine Röntgenstrahlungsquelle und einen Röntgenstrahlungsdetektor aufweist, der der Röntgenstrahlungsquelle gegenüberliegend angeordnet ist, wobei zwischen beiden ein Objekt angeordnet ist und wobei wenigstens die Röntgenstrahlungsquelle oder wenigstens der Röntgenstrahlungsdetektor um das Objekt umlaufen und von der Röntgenstrahlungsquelle in Richtung auf den Röntgenstrahlungsdetektor ausgesandte Röntgenstrahlen erfasst werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Festlegen (ST1 bis ST3) einer Rekonstruktionsebene für das Objekt in einer Ebene, die nicht parallel zu einer Ebene ist, die durch den Umlauf der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgenstrahlungsdetektors um das Objekt festgelegt ist; Scannen (ST5) des Objekts durch Aussenden eines kegelförmigen Röntgenstrahls von der Röntgenstrahlungsquelle; Rekonstruieren (ST6) eines tomographischen Bilds des Objekts auf der Basis der festgelegten Rekonstruktionsebene.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine CT-Röntgeneinrichtung und ein Bildgebungsverfahren sowie insbesondere eine CT-Röntgeneinrichtung und ein Bildgebungsverfahren, bei denen Röntgenstrahlen kegelförmig ausgesandt werden, um ein Objekt zu scannen.

Als Einrichtung zur Aufnahme eines tomographischen Bildes ist beispielsweise eine Röntgen-CT-Einrichtung (Computertomograph) bekannt, die als geeignete Strahlung Röntgenstrahlen aussendet, durch ein Objekt gelaufene Röntgenstrahlen erfasst und ein tomographisches arithmetisch erzeugt.

Die CT-Röntgeneinrichtung weist eine Scangantry mit einer Röntgenröhre und einem Detektorarray auf, das mit dazwischen angeordnetem Untersuchungsobjekt der Röntgenröhre gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die von der Röntgenröhre auf das Objekt gestrahlten Röntgenstrahlen von dem Röntgendetektorarray erfasst werden. Die CT-Röntgeneinrichtung scannt das Subjekt während die Scangantry um das Objekt rotiert. Folglich werden die Projektionsdaten des Objekts aus einer Vielzahl von Blickwinkeln (Views) aufgenommen. Die CT-Röntgeneinrichtung rekonstruiert aus den sich ergebenden Projektionsdaten ein tomographisches Bild des Objekts mit einer vorbestimmten Schichtdicke.

Im Allgemeinen führt die CT-Röntgeneinrichtung eine solche Rekonstruktion zur Erzeugung eines tomographischen Objektbilds in einer Ebene, die der Drehrichtung der Scangantry parallel gerichtet ist, oder in einer Ebene durch, die zu der Richtung der Röntgenstrahlung eines Fächerstrahls oder eines ähnlichen Strahls der Röntgenstrahlungsquelle parallel gerichtet ist. Beispielsweise erzeugt die Röntgeneinrichtung ein tomographisches Bild eines Objekts in einer Ebene, die orthogonal zu der Richtung der Körperachse von dem Kopf zu den Zehen gerichtet ist, d.h. sie erzeugt ein axiales Bild.

Um ein tomographisches Bild in einer Richtung zu erzeugen, die von der Drehrichtung oder der Richtung der Röntgenstrahlen abweicht, wird durch Rekonstruktion ein Axialbild erzeugt und danach wird beispielsweise nochmals die Bildverarbeitung durchgeführt, um ein tomographisches Bild in der abweichenden Richtung zu erzeugen.

Andererseits ist eine CT-Röntgeneinrichtung mit einer Anzahl zweidimensional angeordneter Röntgendetektoren bekannt. Weil ein Satz von Röntgendetektoren dazu genutzt wird, in einer bestimmten Objektachse eine gewisse Breite zu erzielen, wird der Detektor als Vielreihenröntgendetektorarray bezeichnet.

Eine bekannte Technik zur Rekonstruktion eines tomographischen Bilds unter Nutzung eines Vielreihenröntgendetektorarrays ist eine Kegelstrahlrekonstruktionstechnik (siehe japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2002-336239). Beispielsweise sendet die Röntgenstrahlungsquelle Röntgenstrahlen auf einem Kegel aus (was manchmal als Kegelstrahl bezeichnet wird), wobei die CT-Einrichtung die Röntgenstrahlungsquelle und den Vielreihenröntgendetektor um eine vordefinierte Achse drehen lässt, um ein Objekt zu scannen. Weil in der vordefinierten Achsenrichtung viele Röntgendetektorreihen vorhanden sind, können tomographische Bilder des Objektes bei einem einzigen Scan in einer Anzahl erhalten werden, die der Anzahl der Röntgendetektorreihen entspricht. Bei der Kegelstrahlrekonstruktionstechnik wird wie auch bei einem Scan unter Nutzung eines Fächerstrahls durch die Rekonstruktion ein tomographisches Bild parallel zu der Drehrichtung oder der Richtung der Detektorreihen erzeugt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine CT-Röntgeneinrichtung und ein Bildgebungsverfahren zu schaffen, die auf einfache Weise ein willkürlich ausgerichtetes tomographisches Bild eines Objekts zu erzeugen, ohne von der Richtung der Röntgenstrahlungsemission, der Richtung der Drehung der Scangantry oder der Richtung der Detektorreihen abzuhängen.

Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen weist die erfindungsgemäße CT-Röntgeneinrichtung eine Röntgenstrahlungsquelle und einen Röntgenstrahlungsdetektor, der der Röntgenstrahlungsquelle gegenüber liegend angeordnet ist, und zwischen denen ein Objekt angeordnet ist, auf, wobei wenigstens die Röntgenstrahlungsquelle oder der Röntgendetektor um das Objekt drehen und Röntgenstrahlen, die von der Röntgenstrahlungsquelle auf das Objekt gesendet worden sind, von dem Röntgendetektor erfasst werden, wobei außerdem vorgesehen sind: Vorgabemittel zur Festlegung einer Rekonstruktionsebene für das Objekt in einer Ebene, die nicht parallel zu einer Ebene ausgerichtet ist, die durch die Drehung der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgenstrahlungsdetektors um das Objekt definiert ist.

Bei der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung wird eine Rekonstruktionsebene im Vorhinein in einer dreidimensionalen willkürlichen Richtung festgelegt.

Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist das erfindungsgemäße Bildgebungsverfahren für eine CT-Röntgeneinrichtung geschaffen, die eine Röntgenstrahlungsquelle und einen dieser gegenüber liegenden Röntgenstrahlungsdetektor aufweist, wobei dazwischen ein Objekt angeordnet ist, und wobei wenigstens die Röntgenstrahlungsquelle oder der Röntgenstrahlungsdetektor um das Objekt drehen und Röntgenstrahlen, die von der Röntgenstrahlungsquelle auf das Objekt gesendet worden sind, von dem Röntgenstrahlungsdetektor erfasst werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Festlegen einer Rekonstruktionsebene für das Objekt in einer Ebene, die nicht parallel zu einer Ebene ist, die durch die Drehung der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgenstrahlungsdetektors um das Objekt festgelegt wird, Scannen des Objekts unter Aussendung eines kegelförmigen Röntgenstrahls von der Röntgenstrahlungsquelle und Rekonstruktion eines tomographischen Bilds des Objekts auf der Basis der festgelegten Rekonstruktionsebene.

Gemäß dem Bildgebungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird für das Subjekt eine Rekonstruktionsebene in einer Ebene definiert, die nicht parallel zu einer Ebene orientiert ist, die durch die Drehung der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgenstrahlungsdetektors um das Objekt beschrieben wird.

Als nächstes wird von der Röntgenstrahlungsquelle ein kegelförmiger Röntgenstrahl emittiert, um das Subjekt zu scannen.

Als nächstes wird das Objekt auf der Basis der festgelegten Rekonstruktionsebene ein tomographischen Bild rekonstruiert.

Mit der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung kann auf einfache Weise ein willkürliches tomographisches Bild des Objekts erzeugt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Bildgebungsverfahren kann auf einfache Weise ein willkürliches tomographisches Bild des Objekts erzeugt werden.

Andere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockbild, das eine CT-Röntgeneinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch veranschaulicht.
2 ist ein Blockbild, das die Eingabeeinrichtung 33 der CT-Röntgeneinrichtung 1 gemäß 1 veranschaulicht.
3 ist ein Blockbild, das die zentrale Verarbeitungseinheit 31 der CT-Röntgeneinrichtung 1 gemäß 1 schematisch veranschaulicht.
4 ist ein Flussbild, das den Betrieb der CT-Röntgeneinrichtung 1 nach 1 erläutert.
5 ist ein schematisches Bild, das einen Teil des Schritts der Festlegung einer Rekonstruktionsebene in der CT-Röntgeneinrichtung 1 gemäß 1 veranschaulicht.
6 ist eine schematische Darstellung, die den Schritt der Festlegung von Scanbedingungen in der CT-Röntgeneinrichtung 1 gemäß 1 veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun die beste Art zur Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockbild, das die Gesamtkonfiguration der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung veranschaulicht.
Wie in 1 veranschaulicht, weist die CT-Röntgeneinrichtung 1 eine Scangantry 2, eine Bedienkonsole 3 und einen Bildgebungstisch (Wiege) 4 auf. Auf dem Bildgebungstisch 4 ist ein Objekt in einer bestimmten Position platziert.
Die Scangantry 2 weist eine Röntgenröhre 21, einen Kollimator 22, ein Detektorarray 23, eine Datensammeleinrichtung 24, einen Röntgenstrahlcontroller 25 und einen Kollimatorcontroller 26 auf.
Die Röntgenröhre 21 sendet Röntgenstrahlen aus. Die von der Röntgenröhre 21 ausgesandten Röntgenstrahlen werden von dem Kollimator 22 zu einem Kegel geformt und auf das Detektorarray 23 gerichtet. Eine Ausführungsform einer Röntgenstrahlungsquelle ist bei der vorliegenden Erfindung die Röntgenröhre 21.
Das Detektorarray 23 ist beispielsweise ein mehrreihiger Detektor mit einer Anzahl von Röntgendetektorelementen, die zweidimensional angeordnet sind. Das Detektorarray 23 repräsentiert eine Ausführungsform für Röntgendetektorarrays im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung.
Das Detektorarray 23 bildet allgemein eine teilkreisförmige-zylindrische konkave Röntgenstrahlungsaufnahmefläche. Das Detektorarray 23 besteht beispielsweise aus einer Kombination aus Szintillatoren und Photodioden. Das Röntgendetektorarray 23 ist jedoch nicht darauf beschränkt, solche Konfigurationen anzunehmen, sondern kann beispielsweise Halbleiterröntgendetektorelemente umfassen, die Cadmium-Tellur(CdTe)-Elemente oder Ionisationskammerröntgendetektorelemente aufweisen, die als Gas Xenon nutzen. Das Detektorarray 23 ist mit der Datensammeleinrichtung 24 verbunden.
Die Datensammeleinrichtung 24 sammelt Daten, die von den individuellen Röntgendetektorelementen des Detektorarrays 23 erfasst worden sind.
Der Röntgenstrahlcontroller 25 steuert die Röntgenstrahlungsemission der Röntgenröhre 21.
Der Kollimatorcontroller 26 steuert den Kollimator 22.
Die Verbindung zwischen der Röntgenröhre 21 und dem Röntgenstrahlcontroller 25 sowie die Verbindung zwischen dem Kollimator 22 und dem Kollimatorcontroller 26 sind in der Zeichnung weggelassen.
Die Röntgenröhre 21, der Kollimator 22, das Detektorarray 23, die Datensammeleinrichtung 24, der Röntgenstrahlcontroller 25 und der Kollimatorcontroller 26 sind auf einem drehenden Abschnitt 27 der Scangantry 2 montiert. Das Objekt ist auf einem Tisch in einem Tunnel 29 in dem Zentrum des rotierenden Abschnitts 27 angeordnet.
Der rotierende Abschnitt 27 rotiert unter der Steuerung des Rotationscontrollers 28. Der drehende Abschnitt 27 sendet mit der Röntgenröhre 21 Röntgenstrahlen aus und erfasst Röntgenstrahlen, die das Objekt durchlaufen haben, an dem Detektorarray 23 als Informationsprojektion für jeden Blickwinkel (View). Die Verbindung zwischen dem drehenden Abschnitt 27 und dem Rotationscontroller 28 ist in der Zeichnung weggelassen.
Die Bedienkonsole 3 weist eine zentrale Verarbeitungseinrichtung 31, eine Eingabeeinrichtung 32, eine Anzeigeeinrichtung 33 und eine Speichereinrichtung 34 auf.
Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 besteht beispielsweise aus einem Mikroprozessor und einem Speicher. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 steuert den Betrieb der Scangantry 2 gemäß eines in der Speichereinrichtung 34 gespeicherten Programms. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 hat außerdem wenigstens die Funktion der Sammlung der Projektionsdaten, die durch Erfassung von Röntgenstrahlen erhalten worden sind, die das Objekt durchlaufen haben und von dem Detektorarray 23 erfasst worden sind, sowie die Funktion der Rekonstruktion eines tomographischen Bildes des Objekts auf der Basis der gesammelten Röntgenprojektionsdaten.
Die Durchführung der Bildrekonstruktion durch die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 wird später diskutiert.
Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 ist mit der Displayeinrichtung 33 und der Eingabeeinrichtung 32 verbunden.
Die Displayeinrichtung 33 gibt tomographische Bildinformation und ähnliche Ausgaben der zentralen Verarbeitungseinrichtung 31 wieder.
Die Eingabeeinrichtung 32 wird durch einen Bediener betätigt und liefert verschiedene Befehle und Informationen an die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31.
Der Bediener nutzt die Displayeinrichtung 33 und die Eingabeeinrichtung 32 zur interaktiven Betätigung der vorliegenden Einrichtung.
1 ist ein Blockbild, das eine exemplarische Konfiguration der Eingabeeinrichtung 32 veranschaulicht.
Die Eingabeeinrichtung 32 weist einen Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 und einen Verarbeitungsteil 36 auf. Die Eingabeeinrichtung 32 wird von dem Bediener betätigt und sie gibt Eingabeinformation an die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 aus.
Der Abschnitt 35 zur Festlegung einer Rekonstruk tionsebene besteht beispielsweise aus einem Trackball und einer Tastatur. Der Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 wählt eine Rekonstruktionsebene, indem unter Nutzung des Trackballs oder ähnlichem ein auf der Wiedergabeeinrichtung 33 angezeigter Cursor bewegt wird, und definiert die Rekonstruktionsebene durch eine von dem Bediener vorgenommene Betätigung. Außerdem legt der Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 beispielsweise durch eine Tastaturbetätigung des Bedieners ein Intervall fest, in dem Rekonstruktionsebenen erzeugt werden. Der Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 ist lediglich ein Beispiel für ein Mittel zur Definition einer Rekonstruktionsebene, wie es von der Erfindung vorgesehen wird.
Der Verarbeitungsteil 36 ist beispielsweise Teil der Tastatur. Der Verarbeitungsabschnitt 36 dient der Festlegung von Parametern und nicht der Definition der Rekonstruktionsebene. Der Trackball, die Tastatur usw., die zu dem Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 und zu dem Verarbeitungsteil 36 gehören, können von beiden genutzt werden.
3 ist ein Blockbild, das schematisch eine exemplarische Konfiguration der zentralen Verarbeitungseinrichtung zeigt.
Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 beinhaltet einen Bildrekonstruktionsteil 37.
Der Bildrekonstruktionsteil 37 besteht beispielsweise aus Programmen oder ähnlichem. Der Bildrekonstruktionsteil 37 wird mit Daten versorgt, die in dem Datensammelteil 24 über einen Datensammelpuffer (nicht veranschaulicht) gesammelt worden sind und der Bildrekonstruktionsteil 37 nutzt die gesammelten Projektionsdaten zur Durchführung einer Bildrekonstruktion. Der Bildrekonstruktionsteil 37 bildet eine Ausführungsform eines Bildrekonstruktionsmittels für die vorliegende Erfindung.
Als nächstes wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen der Betrieb der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung 1 beschrieben.
4 ist ein Flussbild, das einen Betrieb der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung veranschaulicht. Das erfindungsgemäße bildgebende Verfahren wird unter Nutzung der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung 1 ausgeführt.
Zunächst nutzt der Nutzer die Eingabeeinrichtung 32 zur Festlegung einer Richtung und eines Bereichs für Übersichts- oder Erkundungsbildgebung, wobei die Erkundungsbildgebung (Scout Imaging) auf der Basis des spezifizierten Bereichs (ST1) durchgeführt wird. Die Erkundungsbildgebung wird in wenigstens zwei Richtungen durchgeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Erkundungsbilder beispielsweise in der Sagittalebene und der Koronalebene des Objekts erzeugt.
Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 steuert die Scangantry 2, um das Objekt auf der Basis der spezifizierten Bedingungen in einem Bereich und in einer Richtung zu scannen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Scangantry 2 einen Scan durch, während sie translatorisch bewegt wird ohne zu drehen, wobei die Röntgenröhre 21 und das Detektorarray 23 in konstanter Position gehalten werden. Das Detektorarray 23 gibt die erhaltenen Daten über den Datensammelteil 24 an die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 erzeugt auf der Basis der er haltenen Daten ein Erkundungsbild (Scoutbild) und gibt das Bild an die Wiedergabeeinrichtung 33 aus.
Als nächstes beobachtet der Bediener das Erkundungsbild des wiedergegebenen Objekts auf der Wiedergabeeinrichtung 33 und wählt eine willkürliche Rekonstruktionsebene unter Nutzung der beiden Erkundungsbilder (ST2).
5(a) ist eine schematische Darstellung, die den Schritt der Festlegung einer geraden Linie SL zeigt, die einen willkürlichen Winkel in Bezug auf eine Schnittlinie CL mit einer Sagittalebene S bildet; 5(b) ist ein schematisches Diagramm, das den Schritt der Festlegung einer geraden Linie SL zeigt, die einen willkürlichen Winkel in Bezug auf die Schnittlinie CL mit einer Koronalebene C zeigt; 5(c) ist ein schematisches Diagramm, das den Schritt der Auswahl einer Rekonstruktionsebene RP auf der Basis der geraden Linie SL zeigt.
Wie in 5(a) veranschaulicht, legt der Bediener als erstes eine Referenzposition P auf der Schnittlinie CL zwischen der Sagittalebene S und der Koronalebene C auf dem Erkundungsbild in der Sagittalebene S durch Nutzung des Rekonstruktionsebenenfestlegungsblocks 35 unter Verwendung eines Cursors oder dergleichen fest. Nächstens betätigt der Bediener den Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35, um eine gerade Linie SL, die durch die Referenzposition P verläuft, in Bezug auf das Erkundungsbild und den abgebildeten Bereich des Objekts so festzulegen, dass die Linie SL einen gewissen Winkel in Bezug auf die Schnittlinie CL bildet. Der Bediener betätigt eine Einstelltaste oder dergleichen in dem Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35, um die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 zu veranlassen, die Einstellung in der Speicher einrichtung 34 zu speichern.
Als nächstes setzt der Bediener, wie in 5(b) veranschaulicht, den Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 in dem Erkundungsbild auf die Koronalebene C an und legt eine gerade Linie SL fest, die durch die Referenzposition P so verläuft, dass die Linie SL in Bezug auf die Schnittlinie CL in einem gewissen Winkel verläuft. Zu diesem Zeitpunkt transponiert die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 die Referenzposition P auf der in dem Erkundungsbild der Sagittalebene S definierten Schnittlinie CL in das Erkundungsbild der Koronalebene C. Wiederum drückt der Nutzer einen Knopf oder dergleichen an dem Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35, um die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 zu veranlassen, die Einstellung in der Speichereinrichtung 34 zu speichern.
Wie in 5(c) veranschaulicht ist, zeigt die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 auf der Displayeinrichtung 33 eine Rekonstruktionsebene RP an, die durch die geraden Linien SL festgelegt ist, die in den Erkundungsbildern der Sagittalebene S und der Koronalebene C festgelegt ist. Der Bediener sieht sich das wiedergegebene Bild an und gibt eine Bestätigung. Es ist möglich, die Rekonstruktionsebene RP wie erforderlich fein zu justieren. Der Nutzer kann die beiden geraden Linien zur Auswahl der an der Wiedergabeeinrichtung 33 angezeigten Rekonstruktionsebene RP verlagern, indem die Linien durch Betätigung des Rekonstruktionsebenenfestlegungsblocks 35 mittels Cursor oder ähnlichem bewegt werden.
Als nächstes spezifiziert der Bediener einen Bereich von Bildern, die durch Rekonstruktion zu erzeugen sind, sowie ein Intervall, in dem die Bilder zu produzieren sind (ST3).
6 ist ein schematisches Diagramm, das den Schritt der Festlegung eines Bereichs von Bildern und eines Bilderzeugungsintervalls teilweise zeigt.
Das in 6 veranschaulichte schematische Diagramm repräsentiert im Wesentlichen das gleiche tomographische Bild wie beispielsweise das in 5 veranschaulichte der Koronalebene. Wie in 6 veranschaulicht, nutzt der Bediener den Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock 35 zur Festlegung einer Startposition S1 und einer Endposition E1 und ein Bilderzeugungsintervall I1 zur Erzeugung von Bildern in einem ersten Bereich R1 auf der Wiedergabeeinrichtung 33. Außerdem können eine Scangeschwindigkeit, eine Scheibendicke der zu erzeugenden Bilder, eine Schraubensteigung und ähnliches durch eine Betätigung des Betätigungsteils 36 durch den Bediener vorgegeben werden.
Außerdem können in einen Scan verschiedene Bilderzeugungsintervalle spezifiziert werden. In diesem Fall gibt der Bediener nach der Vorgabe des ersten Bereichs R1 eine Startposition S2 und eine Endposition E2 und ein Bilderzeugungsintervall I2 zur Erzeugung von Bildern in einem zweiten Bereich R2 mittels des Rekonstruktionsebenenfestlegungsteils auf der Wiedergabeeinrichtung 33 vor.
Die Bilderzeugungsintervalle I1 und I2 sind in dem ersten Bereich R1 und dem zweiten Bereich R2 unterschiedlich spezifiziert. Außerdem können die in dem ersten Bereich R1 und dem zweiten Bereich R2 spezifizierten Rekonstruktionsebenen beispielsweise als zwischen den Bereichen R1 und R2 nicht parallel festgelegt sein. Zu diesem Zeitpunkt spezifiziert der Bediener die Rekonstruktionsebenen in dem zweiten Bereich R2 durch Ausführung des oben beschriebenen Schritts ST2.
Außerdem kann der Bediener mittels des Betätigungsteils 36 verschiedene Scangeschwindigkeiten für den ersten Bereich R1 und den zweiten Bereich R2 festlegen. In diesem Fall übernimmt die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 die Steuerung, um die Geschwindigkeit in einem Bereich von der Endposition E1 des ersten Bereichs R1 zu der Startposition S2 des zweiten Bereichs R2 linear zu verändern.
Die Vorgaben werden von dem Bediener durch die Eingabeeinrichtung 32 vorgenommen während er das an der Wiedergabeeinrichtung 33 wiedergegebene Bild betrachtet und dann über die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 in der Speichereinrichtung 34 gespeichert.
Die Schritte ST1 bis ST3 bilden eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schritts zur Festlegung einer Rekonstruktionsebene.
Als nächstes werden die ausgewählten Rekonstruktionsebenen, die Rekonstruktionsbedingungen und die Scanbedingungen bestätigt und falls nötig wird das Verfahren von Schritt ST2 an wiederholt (ST4).
Während die Rekonstruktionsebenen in dem ersten Bereich R1 und dem zweiten Bereich R2 in dem oben beschriebenen Fall parallel zueinander ausgerichtet sein können, kann der Bediener alternativ Rekonstruktionsebenen in einem anderen Bereich in einer Richtung wählen, die von derjenigen abweicht, die in dem ersten Bereich R1 und dem zweiten Bereich R2 spezifiziert worden ist.
Wenn die Rekonstruktionsebenen, Rekonstruktionsbedingungen und Scanbedingungen festgelegt worden sind, wählt die Verarbeitungseinrichtung 31 Kegelstrahlscanbedingungen, wie beispielsweise eine Schrauben- oder Helixsteigung auf der Basis des Bilderzeugungsintervalls und des der Bildgebung zu unterwerfenden Bereichs und zeigt diese an der Wiedergabeeinrichtung 33 an. Diese Scanbedingungen werden von einem Programm oder einem ähnlichen Mittel in der Speichereinrichtung 34 als Standardbedingungen gespeichert. Der Bediener modifiziert die angezeigten Scanbedingungen über die Eingabeeinrichtung 32 wie es nötig ist. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 speichert die modifizierten Scanbedingungen in der Speichereinrichtung 34 ab.
Des Weiteren legt die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 Kegelstrahlrekonstruktionsbedingungen auf der Basis der spezifizierten Rekonstruktionsebenen, des Bilderzeugungsintervalls und der Schichtdicke fest. Speziell legt die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 Adressdaten des Detektorarrays 23 fest, die in einem jeweiligen Frame erfasst werden, das zur Rekonstruktion eines gewissen Bereichs in der Rekonstruktionsebene zu verwenden ist. Die Festlegung der Rekonstruktionsbedingungen, wie oben beschreiben, kann nach Schritt ST5 durchgeführt werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Nach Festlegung der Rekonstruktionsebenen, Rekonstruktionsbedingungen und Scanbedingungen wird das Objekt auf Basis der festgelegten Bedingungen gescannt (ST5).
Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 sendet auf der Basis eines Programms in der Speichereinrichtung 34 ergänzt durch die oben genannten Modifikationen einen Be fehl an die Scangantry 2 und den Bildgebungstisch 4. Folglich scant die Scangantry 2 das Objekt, das in einer vorbestimmten Position positioniert ist, von der Scanstartposition zu der Scanendposition auf der Basis der angegebenen Scangeschwindigkeit. Das Detektorarray 23 gibt die erfassten Projektionsdaten über die Datensammeleinrichtung 24 an die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 aus. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 speichert die Eingangsdaten in der Speichereinrichtung 34. Der Schritt ST5 stellt eine Ausführungsform des Scanschritts bei der vorliegenden Erfindung dar.
Als nächstes führt die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 auf der Basis der in Schritt 5 erhaltenen Projektionsdaten und der in den Schritten ST2 und ST3 (ST6) definierten Bedingungen eine Rekonstruktionsverarbeitung durch.
Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 führt die Rekonstruktionsverarbeitung auf der Basis eines Programms wie beispielsweise eines vorliegenden Kegelstrahlrekonstruktionsprogramms durch, das in der Speichereinrichtung 34 gespeichert ist. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 31 gibt ein tomographisches Bild in der ausgewählten Rekonstruktionsebene mittels der Wiedergabeeinrichtung 33 wieder. Folglich kann der Nutzer eine vorgewählte Rekonstruktionsebene in einem spezifizierten Bereich betrachten. Schritt ST6 stellt eine Ausführungsform des Rekonstruktionsschritts bei der vorliegenden Erfindung dar.
Bei dem Bildgebungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann durch Durchführung eines Scans an einem Objekt unter Nutzung kegelförmiger Röntgenstrahlen und Kegelstrahlrekonstruktion eine Rekonstruktionsebene unbe schränkt in dreidimensionaler Weise definiert werden, ohne dabei von dem Emissionswinkel oder der Richtung der ausgesandten Röntgenstrahlen, der Ausrichtung der Röntgendetektoreinrichtung oder der Richtung der Drehung der Scangantry abhängig zu sein.
Außerdem kann, weil das Intervall, mit dem Rekonstruktionsebenen erzeugt werden usw., über mehrere Regionen hinweg variabel ist, ein Scan mit variierender Geschwindigkeit beispielsweise als Schraubenscan durchgeführt werden. Außerdem kann ein tomographisches Bild, weil eine Rekonstruktionsebene vor Durchführung eines Scans festgelegt ist, in einer willkürlichen Ebene erhalten werden, ohne ein Axialbild zu erzeugen. Zusätzlich können Rekonstruktionsebenen in verschiedenen Bereichen nicht parallel zueinander definiert werden.
Bei der erfindungsgemäßen CT-Röntgeneinrichtung kann eine Rekonstruktionsebene durch Durchführung eines Scans an einem Objekt unter Nutzung eines kegelförmigen Röntgenstrahls und einer Kegelstrahlrekonstruktion in dreidimensionaler Weise unbeschränkt festgelegt werden, ohne von dem Emissionswinkel oder der Richtung der emittierten Röntgenstrahlen, der Ausrichtung der Röntgendetektoranordnung, der Richtung der Drehung der Scangantry oder ähnlichem abzuhängen.
Des Weiteren kann durch gesonderte Festlegung des Winkels von geraden Linien, die in einem Erkundungsbild auf einem Display vor Durchführung eines Scans festgelegt werden, eine Rekonstruktionsebene auf visuell einfache Weise spezifiziert werden. Außerdem ist es möglich, zusätzlich zu dem Intervall, in dem Rekonstruktionsebenen erzeugt werden, die Schichtdicke des Wiedergabebilds und deshalb das Überlappen von Bildern visuell bestätigt werden.
Die bildgebende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorgenannte Ausführungsform beschränkt.
Beispielsweise können die in Schritt 3 für den ersten und zweiten Bereich definierten Rekonstruktionsebenen, die in 6 veranschaulicht sind, parallel ausgerichtet sein. In diesem Fall kann die Festlegung einer Rekonstruktionsebene für den zweiten Bereich weg gelassen werden. Die Erkundungsbilder werden beispielsweise in der Sagittalebene und der Koronalebene aufgenommen, jedoch sind die Bildgebungsebenen für das Erkundungsbild nicht speziell darauf beschränkt.
Um eine einfache und schelle Bildrekonstruktion für einen willkürlichen Querschnitt durch ein Objekt zu erhalten, ohne dabei von der Richtung der Röntgenstrahlungsemission oder der Ausrichtung einer Scangantry abzuhängen, ist ein Bildgebungsverfahren für eine CT-Röntgeneinrichtung vorgeschlagen worden, die eine Röntgenstrahlungsquelle und einen Röntgenstrahlungsdetektor aufweist, der der Röntgenstrahlungsquelle gegenüber liegend angeordnet ist, wobei zwischen beiden ein Objekt angeordnet ist und wobei wenigstens die Röntgenstrahlungsquelle oder wenigstens der Röntgenstrahlungsdetektor um das Objekt umlaufen und von der Röntgenstrahlungsquelle in Richtung auf den Röntgenstrahlungsdetektor ausgesandte Röntgenstrahlen erfasst werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Festlegen (ST1 bis ST3) einer Rekonstruktionsebene für das Objekt in einer Ebene, die nicht parallel zu einer Ebene ist, die durch den Umlauf der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgenstrahlungsdetektors um das Objekt festgelegt ist; Scannen (ST5) des Objekts durch Aussenden eines kegelförmigen Röntgenstrahls von der Röntgenstrahlungsquelle; Rekonstruieren (ST6) eines tomographischen Bilds des Objekts auf der Basis der festgelegten Rekonstruktionsebene.
Es sind an der vorliegenden Erfindung viele Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen der Beschreibung sondern nur durch die nachfolgenden Patentansprüche beschränkt ist.

1

2: Scangantry
3: Bedienkonsole
4: Patiententisch
21: Röntgenröhre
22: Kollimator
23: Detektorarray
24: Datensammelteil
25: Röntgencontroller
26: Kollimatorcontroller
27: Drehabschnitt
28: Drehcontroller
31: zentrale Verarbeitungseinrichtung
32: Eingabeeinrichtung
33: Wiedergabeeinrichtung
34: Speichereinrichtung

2

32: Eingabeeinrichtung
35: Rekonstruktionsebenenfestlegungsblock
36: Betriebsteil

3

31: zentrale Verarbeitungseinrichtung
37: Bildrekonstruktionsteil

4

: START
ST1: Erkundungsbildgebung durchführen
ST2: Wähle willkürliche Rekonstruktionsebene unter Nutzung
: von zwei Erkundungsbildern
ST3: Spezifiziere Bereich und Intervall zur Tomographie
: bilderzeugung
ST4: Einstellung vollständig?
ST5: Objekt scannen
ST6: Durchführung der Rekonstruktionsverarbeitung auf der
: Basis von Projektionsdaten
: ENDE

Claims

CT-Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenstrahlungsquelle und einem Röntgenstrahlungsdetektor, der der Röntgenstrahlungsquelle gegenüber liegend angeordnet ist, wobei zwischen beiden ein Objekt angeordnet ist, wobei wenigstens die Röntgenstrahlungsquelle oder der Röntgendetektor um das Objekt umlaufen und wobei der Röntgendetektor von der Röntgenstrahlungsquelle ausgesandte kegelförmige Röntgenstrahlen erfasst: mit einer Vorgabeeinrichtung zur Festlegung einer Rekonstruktionsebene für das Objekt in einer Ebene, die nicht parallel zu einer Ebene ist, die durch den Umlauf der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgendetektors um das Objekt festgelegt ist.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Vorgabeeinrichtung eine willkürliche Rekonstruktionsebene unter Nutzung eines Erkundungsbilds festlegt, das parallel zu einer Körperachsenrichtung festgelegt ist, die den Kopf mit den Zehen des Patienten verbindet.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der: die Vorgabeeinrichtung ein Intervall zwischen benachbarten Rekonstruktionsebenen festlegt.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, bei dem außerdem: eine Rekonstruktionseinrichtung zur Kegelstrahlrekonstruktion eines tomographischen Bilds des Objekts in der Rekonstruktionsebene unter Nutzung der von dem Röntgenstrahldetektor erfassten Projektionsdaten vorgesehen ist, wobei die Rekonstruktionsebene durch die Vorgabeeinrichtung vorgegeben ist.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 2, bei der: die Vorgabeeinrichtung eine Referenzposition auf einer Schnittlinie einer Anzahl der Erkundungsbilder festlegt, um die Rekonstruktionsebene festzulegen, die durch diese Referenzposition verläuft.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 5, bei der: die Vorgabeeinrichtung in jedem Erkundungsbild eine gerade Linie definiert, die durch die Referenzposition unter Ausbildung eines willkürlichen Winkels in Bezug auf die Schnittlinie verläuft und bei der die Vorgabeeinrichtung die Rekonstruktionsebene durch die beiden geraden Linien festlegt, die sich an der Referenzposition schneiden.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der: die Vorgabeeinrichtung eine Anfangsposition und eine Endposition zur Erzeugung der Rekonstruktionsebene sowie eine Scangeschwindigkeit zwischen der Anfangsposition und der Endposition festlegt.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 7, bei der: die Vorgabeeinrichtung eine Anzahl von zwischen der Anfangsposition und der Endposition beschränkten Bereichen festlegt, in denen Rekonstruktionsebenen erzeugt werden.
CT-Röntgeneinrichtung nach Anspruch 8, bei der: die Vorgabeeinrichtung die Rekonstruktionsebene zwischen den definierten Bereichen nicht parallel festlegt.
Bildgebungsverfahren für eine CT-Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenstrahlungsquelle und einem Röntgenstrahlungsdetektor, der der Röntgenstrahlungsquelle gegenüber liegend angeordnet ist, wobei zwischen beiden ein Objekt positioniert ist und wobei wenigstens die Röntgenstrahlungsquelle oder wenigstens der Röntgenstrahlungsdetektor um das Objekt umläuft und durch den Röntgenstrahlungsdetektor Röntgenstrahlen erfasst werden, die von der Röntgenstrahlungsquelle in Richtung auf das Objekt ausgehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: das Definieren einer Rekonstruktionsebene für das Objekt in einer Ebene, die zu einer Ebene nicht parallel ist, die durch den Umlauf der Röntgenstrahlungsquelle oder des Röntgendetektors um das Objekt festgelegt ist, das Scannen des Objekts während der Emission des kegelförmigen Röntgenstrahls von der Röntgenstrahlungsquelle und das Rekonstruieren eines tomographischen Bilds des Objekts auf der Basis der definierten Rekonstruk tionsebene.