DE102005048388A1 - Verfahren zur Strahlungskorrektur eines CT-Systems - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strahlungskorrektur eines CT-Systems (1) mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen (FDSA, FDSB), wobei zum Scan eines Objektes (7) die zwei winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systeme (FDSA, FDSB) das Objekt (7) abtasten, indem sie um eine Systemachse (9) des CT-Systems (1) rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken (F¶A¶, F¶B¶) eine Vielzahl von Absorptionswerten einzelner Strahlen bestimmt und die gemessenen Werte einer Streustrahlkorrektur unterzogen werden, wobei für die direkten Strahlen S die positiven Differenzen aus den Intensitätswerten I der direkten Strahlen S und den Intensitätswerten I' der 180 DEG entfernten "komplementären"-Strahlen S' kanalweise ermittelt werden und diese positive Differenz DELTA = I - I' als Streustrahlkorrektur vom Intensitätswert I des direkten Strahls S abgezogen werden, um damit die Schwächungswerte zu bestimmen und aus diesen in bekannter Weise CT-Schnittbilder oder CT-Volumendaten zu rekonstruieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strahlungskorrektur eines CT-Systems mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen, wobei zum Scan eines Objektes die zwei winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systeme das Objekt abtasten, indem sie um eine Systemachse des CT-Systems rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken eine Vielzahl von Absorptionswerten einzelner Strahlen bestimmt und die gemessenen Werte einer Streustrahlkorrektur unterzogen werden, um anschließend mit Hilfe der ermittelten Absorptionsdaten CT-Aufnahmen oder Volumendaten des Objektes zu rekonstruieren.
  • Ein ähnliches Verfahren ist zum Beispiel aus der Patentschrift DE 102 32 429 B3 bekannt. Bei dieser Patentschrift werden zwei winkelversetzt zueinander angeordnete Fokus/Detektor-Systeme zumindest zeitweise abwechselnd betrieben, so dass in dem jeweils nicht angeschalteten Fokus/Detektor-System die tatsächlich auftretende Streustrahlung, die aus dem im Betrieb befindlichen Fokus/Detektor-System stammt, direkt gemessen werden kann. Um diese Methode durchzuführen ist es notwendig die Röntgenquellen zumindest teilweise alternierend zu betreiben, wodurch zumindest in dem Detektor der Röntgenröhre, die nicht betrieben wird, zu diesen Zeiten Bildinformationen aus dem CT-Scan fehlen, so dass Lücken bei der Datenaquisition entstehen. Insbesondere bei CT-Cardioaufnahmen, die eine hohe Zeitauflösung erfordern, ist dies ungünstig und in der Praxis führt dieses Verfahren zu mangelhaften Aufnahmeergebnissen.
    •
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Streustrahlungskorrektur eines CT-Systems mit zwei winkelversetzt zueinander angeordneten Fokus/Detektor-Systemen zu finden, welches es ermöglicht auf die direkte Messung der Streustrahlung zu verzichten und eine Bestimmung des Streustrahlungsanteils im kontinuierlichen Betrieb der beiden Fokus/Detektor-Systeme ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
  • Grundsätzlich unterscheidet man bei der Streustrahlung zwischen der Vorwärtsstreuung und der Querstreuung. Die Vorwärtsstreuung hebt sich allerdings mit der Primärstrahlung auf, wirkt nicht auf ein anderes drehversetzt angeordnetes Fokus/Detektor-System und bleibt daher in dieser Anmeldung unberücksichtigt. Bei der im nachfolgenden Text mit Streustrahlung bezeichneten Strahlung handelt es sich im Sinne der Anmeldung immer um die Querstreuung einer Strahlung, die bei einem drehversetzt angeordneten Fokus/Detektor-System zu Fehlern bei der Messung der Schwächung der direkten Strahlung führt, da durch sie – wenn auch das drehversetzt angeordnete Fokus/Detektor-System in Betrieb ist und Streustrahlung erzeugt, die im drehversetzt angeordneten Detektor gemessen wird – eine scheinbare Verminderung der tatsächlichen Schwächung vorgetäuscht wird.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass beim Scannen eines Objektes mit zwei winkelversetzt zueinander angeordneten Fokus/Detektor-Systemen eine typische Verteilung der Streustrahlung entsteht, die es erlaubt weitgehend den Streustrahlungsanteil aus den Messdaten räumlich entgegengesetzt angeordneter Strahlen beziehungsweise aus gegenüberliegenden Projektionen zu bestimmen. Hierbei ist entscheidend, dass die Streustrahlung entsprechend der Erkenntnis der Erfinder nicht gleichmäßig im gescannten Objekt entsteht, sondern im Wesentlichen an der Oberfläche des Objektes, die dem Streustrahlungsbildenden Fokus zugewandt ist. Demgemäß erzeugt die Streustrahlung in einer Projektion ein stark asymmetrisches Profil, woraus auch die in den rekonstruierten CT-Daten ohne Streustrahlkorrektur vorliegenden Inhomogenitäten und Artefakte sich erklären lassen.
  • Basierend auf dieser Kenntnis lässt sich also sagen, dass bei der Betrachtung von räumlich identisch gelegenen Strahlen durch ein Objekt zumindest der Intensitätsanteil als Streustrahlungsanteil angesehen werden kann, der größer ist als die Strahlungsintensität in entgegengesetzter Richtung. Erweitert man diese Kenntnis auf komplette örtlich gleich orientierte und parallel sortierte Daten, jedoch um 180° beziehungsweise π versetze Projektionen, so lässt sich entsprechend auch aus der Differenz der Projektionen schließen, dass der jeweils positive Intensitätsüberschuss gegenläufiger Projektionen jeweils auf die Streustrahlung einer Fokus/Detektor-Kombination zurückzuführen ist, die winkelversetzt zu der aktuell betrachteten Fokus/Detektor-Kombination angeordnet ist.
  • Mit diesem Grundgedanken als Basis schlagen die Erfinder sowohl ein Verfahren zu Streustrahlungskorrektur unter Betrachtung einzelner gegenläufiger Strahlen gleicher Fokus/Detektor-Systeme als auch ein anderes Verfahren zur Streustrahlungskorrektur unter Betrachtung von gegenläufigen, dass heißt um π versetzte Parallelprojektionen, vor.
  • Gemäß dem ersten Grundgedanken der Erfindung wird das an sich bekannte Verfahren zur Streustrahlungskorrektur eines CT-Systems mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen, bei dem zum Scan eines Objektes die winkelversetzt zueinander angeordneten Fokus/Detektor-Systeme das Objekt abtasten, indem sie um eine Systemachse des CT-Systems rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken eine Vielzahl von Absorptionswerten einzelner Strahlen bestimmt und die gemessenen Werte einer Streustrahlkorrektur unterzogen werden, um anschließend mit Hilfe der ermittelten Absorptionsdaten CT-Aufnahmen oder CT-Volumendaten des Objektes zu rekonstruieren, dahingehend verbessert, dass für jeden direkten Strahl eines Fokus/Detektor-Systems ein entgegengesetzt gerichteter komplementärer Strahl des gleichen um 180° versetzten Fokus/Detektor-Systems gesucht wird und, falls nicht unmittelbar aus den Detektordaten zu entnehmen, durch Interpolation von Absorptionsdaten räumlich ähnlich gelegener und orientierter Strahlen dieses Fokus/Detektor-Systems ermittelt wird, von den geschwächten Intensitätswerten jedes direkten Strahls der Intensitätswert des komplementären Strahls abgezogen wird, und falls der Intensitätswert des direkten Strahls größer ist als der Intensitätswert des komplementären Strahls diese Differenz der Intensitätswerte als Streustrahlungsanteil interpretiert und vom Intensitätswert des direkten Strahls abgezogen und daraus der korrigierte Absorptionswert des direkten Strahls bestimmt wird, um aus den korrigierten Absorptionswerten CT-Aufnahmen oder CT-Volumendaten zu rekonstruieren.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung schlagen die Erfinder die Verbesserung eines bekannten Verfahrens zur Streustrahlungskorrektur eines CT-Systems mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systeme vor, wobei im bekannten Verfahren zum Scan eines Objektes die winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systemen das Objekt abtasten, indem sie um eine Systemachse des CT-Systems rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken eine Vielzahl von Parallelprojektionen aus Absorptionswerten erstellt werden, die aus den vom Objekt geschwächten und ungeschwächten Intensitätswerten berechnet und die gemessenen Werte einer Streustrahlungskorrektur unterzogen werden, um mit Hilfe der Parallelprojektionen CT-Aufnahmen des Objektes zu rekonstruieren. Die Verbesserung dieses Verfahrens liegt darin, dass für jede direkte Parallelprojektion eines Fokus/Detektor-Systems, die ausschließlich aus in gleicher Richtung gemessenen Absorptionsdaten eines Fokus/Detektor- Systems stammt, eine entgegengesetzt gerichtete, komplementäre Parallelprojektion des gleichen Fokus/Detektor-Systems gesucht und, falls sie nicht unmittelbar aus dem Detektordaten zu entnehmen ist, durch Interpolation mit Absorptionsdaten räumlich ähnlich gelegener und orientierter Strahlen des gleichen Fokus/Detektor-Systems interpoliert werden, anschließend die kanalweise vorliegenden Differenzen mit positivem Vorzeichen als Streustrahlungsanteil interpretiert und zur Streustrahlungskorrektur kanalweise von der direkten Parallelprojektion abgezogen werden, um aus den korrigierten Projektionsdaten CT-Aufnahmen oder CT-Volumendaten zu rekonstruieren.
  • Durch diese beiden oben geschilderten erfindungsgemäßen Varianten des gleichen Grundgedankens wird erreicht, dass nun ausschließlich aus den analytischen Daten eines Scans eines Objektes, vorzugsweise eines Patienten, ohne Dosisverlust der Streustrahlungsanteil berechnet und vom ermittelten Intensitätswert eines Strahls abgezogen wird und damit eine wesentliche Verbesserung der aus diesen korrigierten Messdaten rekonstruierten CT-Aufnahmen beziehungsweise CT-Volumendaten erreicht wird.
  • Es wird insbesondere betont, dass das beschriebene Verfahren mit den gemessenen Intensitäten I und nicht mit den Absorptionsdaten –ln(I/I0) durchgeführt werden muss.
  • Wird dieses Verfahren für alle Messdaten aus den verwendeten Fokus/Detektor-Systemen angewendet, so kann anschließend die Rekonstruktion ausschließlich mit Absorptionsdaten gleicher Fokus/Detektor-Systeme durchgeführt werden oder es besteht die Möglichkeit zur Rekonstruktion die Absorptionsdaten beider Fokus/Detektor-Systeme zu mischen. Beispielsweise kann dies vorteilhaft sein, wenn eine erhöhte Zeitauflösung gewünscht wird, wie es beispielsweise bei Cardio-CT-Aufnahmen der Fall ist.
  • Des weiteren wird auch darauf hingewiesen, dass vor der Durchführung der Streustrahlkorrektur für jedes Fokus/Detektor-System eine Kalibrierung in der an sich bekannten Weise durchgeführt werden kann und sollte, beispielsweise handelt es sich bei dieser Kalibrierung um eine Luftkalibrierung, eine Normierung auf einen Dosismonitorwert, eine Strahlaufhärtungskorrektur, eine Kanalkorrektur und eine wasserskalierung wie sie allgemein bekannt sind.
  • Zur Vermeidung von Problemen durch Unterschiede zwischen den Messungen der beiden Fokus/Detektor-Systeme kann es vorteilhaft sein, wenn vor der Messung zusätzlich eine gegenseitige Angleichung der Fokus/Detektor-Systeme durch eine gegenseitige Normierung durchgeführt wird.
  • Vorteilhaft kann es weiterhin auch sein, wenn in dem Kanalbereich der Projektionen, in dem sich das Signal der Streustrahlung der direkten und der komplementären Strahlen auslöscht, das heißt im Bereich der zentral gelegenen Kanäle der Projektionen, die Streustrahlungsanteile extrapoliert werden. Für die Extrapolation können beispielsweise zu den Zentralkanälen randständige Werte genutzt werden und die Kenntnis von Versuchsmessungen über den Verlauf der Streustrahlung verwendet werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Hierbei werden die folgenden Bezugszeichen verwendet: 1: CT-System; 2: erster Fokus; 3: erstes Detektorsystem; 4: zweiter Fokus; 5: zweites Detektorsystem; 6: Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: verschiebbare Patientenliege; 9: Systemachse; 10: Steuer- und Recheneinheit; 11: Strahlenfächer der Röntgenröhre 2; 12: Strahlenfächer der Röntgenröhre 4; 13: Intensitätsverlauf der Streustrahlung einer direkten Projektion p; 14: Intensitätsverlauf der Streustrahlung einer komplementären Projektion p'; 15: kanalweise Dif ferenz zwischen den beiden Projektionen p und p'; Prg1–Prgn: Computerprogramme zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahren; I: Intensität; I0: Anfangsintensität; S: direkter Strahl; S': komplementärer Strahl; FA: Fokus des Fokus/Detektor-Systems FDSA; FB: Fokus des Fokus/Detektor-Systems FDSB; DA: Detektor des Fokus/Detektor-Systems FDSA; DB: Detektor des Fokus/Detektor-Systems FDSB; Δ: Streustrahlanteil des komplementären Strahls S'; βA: Fächerwinkel des Fokus/Detektor-Systems FDSA; βB: Fächerwinkel des Fokus/Detektor-Systems FDSB.
    •
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • 1: schematische 3D-Darstellung eines CT-Systems mit zwei winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systemen;
  • 2: schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein CT-System gemäß 1;
  • 3: vereinfachte Darstellung eines direkten Strahls durch einen Patienten mit gleichzeitigem Streustrahlanteil vom winkelversetzten Fokus;
  • 4: Darstellung aus der 3, jedoch um 180° winkelversetzt;
  • 5: Intensitätsverlauf der Streustrahlung in einer direkten und einer hierzu komplementären Parallelprojektion einschließlich Verlauf der Differenzbildung.
  • Die 1 zeigt ein beispielhaftes Computertomographiesystem 1 mit zwei Fokus/Detektor-Systemen mit einem ersten Fokus/Detektor-System FDSA mit einer ersten Röntgenröhre 2 und einem gegenüberliegenden Detektor 3 und einem zweiten Fokus/Detektor-System FDSB, zu dem die zweite Röntgenröhre 4 und der gegenüberliegende Detektor 5 gehören. Die Fokus/Detektor-Systeme 2, 3 und 4, 5 sind um 90° winkelversetzt auf einer hier nicht explizit dargestellten Gantry im Gantrygehäuse 6 angeordnet und werden beim Scan des Patienten um die Systemachse 9 bewegt, während der Patient 7 kontinuierlich oder sequenziell durch den Scanbereich geschoben wird. Hierzu dient eine längsverschiebbare Patientenliege 8, die von der Steuer- und Recheneinheit 10 angesteuert wird. Die Steuer- und Recheneinheit 10 ist auch für die Steuerung und den Betrieb der Gantry mit den beiden Fokus/Detektor-Systemen 2, 3 und 4, 5 zuständig. Außerdem werden in dieser Steuer- und Recheneinheit 10 die Absorptionsdaten, die durch die beiden Fokus/Detektor-Systeme gewonnen werden, gesammelt und können auch hiermit durch an sich bekannte Rekonstruktionsverfahren in CT-Bilddaten- beziehungsweise CT-Volumendatensätze umgerechnet werden. Hierzu werden die beispielhaft dargestellten Programme Prg1 bis Prgn verwendet, in denen auch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte abgebildet werden.
  • Zum besseren Verständnis der Problematik der Querstreuung in einem derartigen CT-System mit zwei Fokus/Detektor-Systemen dient die schematische Darstellung in der 2. Dargestellt ist ein Patient 7 mit einer grob dargestellten inneren Struktur, der von den beiden Fokus/Detektor-Systemen FDSA mit dem Fokus FA und dem Detektor DA und dem um 80° versetzt dazu angeordneten Fokus/Detektor-System FDSB mit dem Fokus FB und dem Detektor DB abgetastet wird. Um eine bessere Orientierung bezüglich der 1 zu geben, sind die beiden zugeordneten Röntgenröhren 2 und 4 angedeutet und den Detektoren DA beziehungsweise DB, die hier nur als eine Zeile von Detektorelementen dargestellt sind, die Bezugszeichen 5 beziehungsweise 3 zugeordnet. Die Fächerwinkel der benutzten Strahlenfächer sind mit βA beziehungsweise βB dargestellt, wobei von den Foken FA beziehungsweise FB die Strahlkegel 12 und 11 gebildet werden.
  • Die Umlaufrichtung der beiden Fokus/Detektor-Systeme ist ebenfalls angedeutet.
  • Betrachtet man einen direkten Strahl ausgehend von dem Fokus FA zu einem Detektorelement des Detektors DA, so erkennt man, dass falls beide Fokus/Detektor-Systeme in Betrieb sind, gleichzeitig eine Streustrahlung Δ entsteht, die ebenfalls einen Beitrag zur gemessenen Intensität am gleichen Detektorelement liefert, an dem die Intensität I des Strahles S gemessen wird. Die Erfinder haben hierbei erkannt, dass der Hauptanteil der Streustrahlung im wesentlichen von der Oberflächenschicht des gescannten Objektes ausgeht, so dass nicht etwa aus allen Tiefenschichten des Patienten heraus Streustrahlung parallel zum Strahl S entsteht, sondern hauptsächlich auf der dem Detektor DA zugewandten Seite des Patienten Streustrahlungsanteile entstehen. Aufgrund dieser geometrischen Verhältnisse ergibt sich, dass bei der Betrachtung von Parallelprojektionen der Streustrahlanteil über die Anzahl der Kanäle hinweg gesehen einen asymmetrischen Verlauf aufweist, wie er beispielhaft in der 5 im Verlauf der Kurve 13 beziehungsweise komplementär hierzu im Verlauf der Kurve 14 dargestellt ist.
  • Betrachtet man nun einen einzelnen Abtaststrahl S in der 3, der ausgehend von einem Fokus FA zu einem Detektorelement des Detektors DA verläuft und überlegt sich, wo im Wesentlichen die Streustrahlung entstehen muss, die vom um 90° versetzten Fokus FB erzeugt wird, so ergibt sich ein hauptsächlicher Entstehungsort der Streustrahlung wie er in der 3 durch die gestrichelte Linie des Streustrahlanteils Δ gezeigt ist.
  • Die 4 zeigt hierzu den komplementär verlaufenden Strahl S', nachdem die beiden Fokus/Detektor-Systeme sich um 180° gedreht haben. Berechnet man die Schwächung über diesen Strahlverlauf, so müsste der Strahl S' eigentlich die gleiche Intensität I aufweisen wie der Strahl S aus der 3. Da jedoch der Fokus FB in der 4 auf der anderen Seite angeordnet ist und die Streustrahlung über den gepunkteten Weg des Strahls von FB nach DA eine wesentlich geringere Intensi tät aufweist, lässt sich allein aus der Differenzbildung der beiden Intensitäten des Strahles und des komplementär hierzu angeordneten Strahles S' ein wesentlicher Anteil der Streustrahlung, der in der 3 gemessen wird, bestimmen.
  • Auf diese Weise kann grundsätzlich bei allen Strahlen eine Differenz zwischen dem direkten Strahl S und einem komplementär hierzu angeordneten Strahl S', gemessen mit dem gleichen Detektorsystem jedoch um 180° versetzt, gebildet werden, wobei immer dann, wenn die Intensität I des direkten Strahles größer ist als die Intensität I' des komplementären Strahles S' davon ausgegangen werden kann, dass dieser Anteil ein Streustrahlanteil ist, so dass dieser Anteil von der Intensität I des Strahles S abgezogen werden kann.
  • Es ist zwar darauf hinzuweisen, dass durch diese Methode nicht 100% aller Streustrahlungsanteile aus den Messdaten entfernt werden können, jedoch wird der größte Anteil durch diese Rechenmethode eliminiert.
  • Die 5 zeigt einen durch Monte-Carlo-Simulation berechneten Verlauf der Streustrahlung einer direkten und einer indirekten Parallelprojektion, wobei auf der Abszisse die Kanäle und auf der Ordinate die gemessene Intensität I in willkürlichen Einheiten aufgetragen ist. Dabei ist der Verlauf der Streustrahlung der direkten Projektion mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet und die Intensitäten der komplementären Streustrahlung hierzu sind mit dem Verlauf 14 gekennzeichnet. Die hier gezeigte negative Intensität soll lediglich darstellen, dass es sich um Intensitäten handelt, die gegenläufig angeordnet sind, wobei bei der eigentlichen Intensitätsmessung selbstverständlich nur positive Intensitäten auftreten. Bildet man die Differenz zwischen beiden Intensitätsverläufen 13 und 14, erhält man die Kurve 15, wobei erfindungsgemäß alle positiven Werte der Kurve 15 vom gesamten Verlauf der Intensitäten der direkten Projektion abgezogen werden und damit die Streustrahlkorrektur durchgeführt wird.
  • Der negative Anteil dieser Kurve 15 bleibt dabei ohne Beachtung.
  • Insgesamt wird mit der Erfindung also ein Verfahren zur Strahlungskorrektur eines CT-Systems mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen vorgeschlagen, wobei zum Scan eines Objektes die zwei winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systeme das Objekt abtasten, indem sie um eine Systemachse des CT-Systems rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken eine Vielzahl von Absorptionswerten einzelner Strahlen bestimmt und die gemessenen Werte einer Streustrahlkorrektur unterzogen werden, wobei für die direkten Strahlen S die positiven Differenzen aus den Intensitätswerte I der direkten Strahlen S und den Intensitätswerten I' der 180° entfernten 'komplementären'-Strahlen S' kanalweise ermittelt werden und diese positive Differenz Δ = I – I' als Streustrahlkorrektur vom Intensitätswert I des direkten Strahls S abgezogen wird, um damit die Schwächungswerte zu bestimmen und aus diesen in bekannter Weise CT-Schnittbilder oder CT-Volumendaten zu rekonstruieren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Insgesamt wird also durch die Erfindung ein Verfahren zur Strahlungskorrektur eines CT-Systems vorgeschlagen, bei dem zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordnete Fokus/Detektor-Systeme gleichzeitig betrieben werden, wobei zum Scan eines Objektes die zwei winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systeme das Objekt abtasten, indem sie um eine Systemachse des CT-Systems rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken eine Vielzahl von Absorptionswerten einzelner Strahlen bestimmt und die gemessenen Werte einer Streustrahlkorrektur unterzogen werden, wobei für die direkten Strahlen die positiven Differenzen aus den Intensitätswerten der direkten Strahlen und den Intensitätswerten der 180° entfernten komplementären Strahlen kanalweise ermittelt werden und diese positive Differenz als Streustrahlkorrektur vom Intensitätswert des direkten Strahls abgezogen wird, um damit die tatsächlichen Schwächungswerte zu bestimmen und aus diesen in bekannter Weise CT-Schnittbilder oder CT-Volumendaten zu rekonstruieren.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Streustrahlungskorrektur eines CT-Systems (1) mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen (FDSA, FDSB), wobei 1.1. zum Scan eines Objektes (7) die winkelversetzt zueinander angeordneten Fokus/Detektor-Systeme (FDSA, FDSB) das Objekt (7) abtasten, indem sie um eine Systemachse (9) des CT-Systems (1) rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken (FA, FB) eine Vielzahl von Absorptionswerten (a) einzelner Strahlen (S) bestimmt werden, und 1.2. mit Hilfe der ermittelten Absorptionsdaten CT-Aufnahmen oder CT-Volumendaten des Objektes rekonstruiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass 1.3. für jeden direkten Strahl (S) eines Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB), ein entgegengesetzt gerichteter komplementärer Strahl (S') des gleichen um 180° versetzten Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB) gesucht wird und, falls nicht ermittelbar aus den Detektordaten zu entnehmen, durch Interpolation von Absorptionsdaten räumlich ähnlich gelegener und orientierter Strahlen dieses Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB) ermittelt wird, 1.4. von den geschwächten Intensitätswert (I) jedes direkten Strahls (S) der Intensitätswert (I') des komplementären Strahls (S') abgezogen wird, und 1.5. positive Anteile der Differenz der Intensitätswerte (I) des direkten Strahls (S) und des Intensitätswerts (I') des komplementären Strahls (S') als Streustrahlungsanteil (Δ) interpretiert und vom Intensitätswert (I) des direkten Strahls (S) abgezogen und daraus der korrigierte Absorptionswert (akorr) des direkten Strahls (S) bestimmt wird, und 1.6. aus den korrigierten Absorptionswerten (akorr) CT-Aufnahmen oder CT-Volumendaten rekonstruiert werden.
  2. Verfahren zur Streustrahlungskorrektur eines CT-Systems (1) mit zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen (FDSA, FDSB), wobei 2.1. zum Scan eines Objektes (7) die winkelversetzt angeordneten Fokus/Detektor-Systemen (FDSA, FDSB) das Objekt abtasten, indem sie um eine Systemachse (9) des CT-Systems (1) rotieren und aus den gemessenen Schwächungen der Strahlung der Foken (FA, FB) eine Vielzahl von Parallelprojektionen aus Absorptionswerten (p = –ln(I/I0)) erstellt werden, die aus den vom Objekt (7) geschwächten und ungeschwächten Intensitätswerten (I, I0) berechnet und die gemessenen Werte einer Streustrahlkorrektur unterzogen werden, und 2.2. mit Hilfe der Parallelprojektionen CT-Aufnahmen des Objektes (7) rekonstruiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass 2.3. für jede direkte Parallelprojektion (p) eines Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB), die ausschließlich aus in gleicher Richtung gemessenen Absorptionsdaten (a) eines Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB) stammt, eine entgegengesetzt gerichtete, komplementäre Parallelprojektion (p') des gleichen Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB) gesucht und, falls sie nicht unmittelbar aus dem Detektordaten zu entnehmen, durch Interpolation mit Absorptionsdaten räumlich ähnlich gelegener und orientierter Strahlen des gleichen Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB) interpoliert wird, 2.4. von den geschwächten Intensitätswerten (I) jeder direkten Parallelprojektion (p) kanalweise die Werte der geschwächten Intensitätswerte (I') der komplementären Parallelprojektion (p') abgezogen werden, 2.5. die kanalweise vorliegenden Differenzen mit positivem Vorzeichen als Streustrahlungsanteil (Δ) interpretiert und zur Streustrahlungskorrektur kanalweise von der direkten Parallelprojektion (p) abgezogen werden, und 2.6. aus den korrigierten Projektionsdaten (pkorr) CT-Aufnahmen oder CT-Volumendaten rekonstruiert werden.
  3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion ausschließlich Absorptionsdaten des gleichen Fokus/Detektor-Systems (FDSA, FDSB) verwendet werden.
  4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion Absorptionsdaten beider Fokus/Detektor-Systeme (FDSA, FDSB) gemischt werden.
  5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung der Streustrahlkorrektur für jedes Fokus/Detektor-System (FDSA, FDSB) eine Kalibrierung, insbesondere eine Luftkalibrierung und/oder eine Normierung auf einen Dosismonitorwert und/oder eine Strahlaufhärtungskorrektur und/oder eine Kanalkorrektur und/oder eine Wasserskalierung, durchgeführt wurde.
  6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung der Streustrahlkorrektur die Fokus/Detektor-Systeme (FDSA, FDSB) aufeinander normiert werden.
  7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kanalbereich der Projektionen, in dem sich das Signal der Streustrahlung der direkten und der komplementären Strahlen auslöscht, die Streustrahlungsanteile extrapoliert werden.
  8. CT-System (1) mit mindestens zwei winkelversetzt zueinander auf einer rotierbaren Gantry angeordneten und gleichzeitig betriebenen Fokus/Detektor-Systemen (FDSA, FDSB) und mindestens einer Steuer- und Recheneinheit (10) mit Computerprogrammen (Prg1–Prgn), welche den Betrieb des CT-Systems (1) steuern und CT-Bilder oder CT-Volumendaten rekonstruieren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Computerprogramm (Prg1–Prgn) Programm-Code enthält, welcher beim Ausführen die Verfahrensschritte mindestens eines der voranstehenden Verfahrensansprüche nachbildet.
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