DE102008055727A1 - Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data - Google Patents

Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data Download PDF

Info

Publication number
DE102008055727A1
DE102008055727A1 DE200810055727 DE102008055727A DE102008055727A1 DE 102008055727 A1 DE102008055727 A1 DE 102008055727A1 DE 200810055727 DE200810055727 DE 200810055727 DE 102008055727 A DE102008055727 A DE 102008055727A DE 102008055727 A1 DE102008055727 A1 DE 102008055727A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
scan
partial
data
scans
real
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.)
Ceased
Application number
DE200810055727
Other languages
German (de)
Inventor
Marc Prof. Kachelrieß
Bernhard Dr. Schmidt
Philip Stenner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Siemens AG
Original Assignee
Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU, Siemens AG filed Critical Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Priority to DE200810055727 priority Critical patent/DE102008055727A1/en
Publication of DE102008055727A1 publication Critical patent/DE102008055727A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00Image generation
    • G06T2211/40Computed tomography
    • G06T2211/412Dynamic
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00Image generation
    • G06T2211/40Computed tomography
    • G06T2211/436Limited angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

The method involves calculating a dataset for full rotation scan from raw data of real partial scans or a partial quantity of the partial scans, in an initially simulated manner. Datasets for virtual partial scans with different start angles are extracted from the calculated dataset. The raw data is corrected using the extracted datasets corresponding to initially produced partial scans with the same start angles or a start angle offset about 180 degrees. An image is reconstructed from the corrected raw data. An independent claim is also included for a device for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated computed tomography.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung von Partialscanartefakten in Bilddaten der phasenkorrelierten Computertomographie (CT), insbesondere der Kardio-CT, bei der die Bilddaten aus Rohdaten mehrerer realer Partialscans bei unterschiedlichen Startwinkeln erzeugt werden, wobei aus einem Datensatz für einen Vollumlaufscan Informationen für die Reduktion der Partialscanartefakte gewonnen wird.The The present invention relates to a method and an apparatus to reduce partial scan artifacts in image data of the phase-correlated Computed tomography (CT), in particular cardio-CT, in which the Image data from raw data of several real partial scans at different Starting angles are generated, from a data set for a full scan information for the reduction of the Partialscanartefakte is won.

In der Kardio-CT werden Teilumlaufscans, auch als Partialscans bezeichnet, durchgeführt, um die zeitliche Auflösung der Bildaufnahmen zu erhöhen. Bei Partialscans werden anstelle der üblichen Vollumlaufscans, die Daten über einen Winkelbereich von 2π aquirieren, die Daten nur über einen Teilumlauf des Aufnahmesystems erfasst und ausgewertet. Ein Partialscan deckt dabei nur einen eingeschränkten Winkelbereich < 2π ab, beispielsweise einen Winkelbereich von π zuzüglich des Fächerwinkels des eingesetzten Röntgenstrahlbündels. Durch den eingeschränkten Winkelbereich ergeben sich im rekonstruierten Bild jedoch CT-Wertschwankungen, die vom Startwinkel des jeweiligen Partialscans abhängen. Diese CT-Wertschwankungen werden als Partialscanartefakte bezeichnet. Partialscanartefakte wirken sich besonders bei Perfusionsmessungen am Myokard nachteilig aus, da hier bereits eine geringe Ungenauigkeit der CT-Werte falsche Perfusionsdaten liefert.In cardio-CT, partial circulation scans, also known as partial scans, performed to the temporal resolution of the image captures to increase. At partial scans are used instead of the usual Full-rotation scans, the data over an angular range of 2π aquirieren, the data only over a partial circulation recorded and evaluated the recording system. A partial scan covers only a limited angular range <2π, For example, an angular range of π plus the fan angle of the inserted X-ray beam. Due to the limited angular range arise in the However, reconstructed image CT value fluctuations, from the starting angle depend on the particular partial scan. These CT value fluctuations are called partial scan artifacts. Partialscanartefakte have a particularly detrimental effect on perfusion measurements on the myocardium because there is already a slight inaccuracy of CT values wrong perfusion data supplies.

Zur Reduktion von Partialscanartefakten wird in Primak et al., „A technical solution to avoid partial scan artifacts in MDCT”, Med. Phys. 34 (2007), Nr. 12, Seiten 4726 bis 4737 , vorgeschlagen, für jeden der Partialscans den gleichen Startwinkel zu nutzen. Dies wird in dieser Veröffentlichung dadurch erreicht, dass der Herzschlag des als Testobjekt eingesetzten Schweins mit der Rotation des Aufnahmesystems des Computertomographen synchronisiert wird. Diese Technik ist jedoch aufgrund der offensichtlichen Gefahren für Untersuchung an menschlichen Patienten nicht geeignet.To reduce partial scan artifacts, see Primak et al., "A technical solution to avoid partial scan artifacts in MDCT", Med. Phys. 34 (2007), No. 12, pages 4726 to 4737 , proposed to use the same starting angle for each of the partial scans. This is achieved in this publication by synchronizing the heartbeat of the pig used as the test object with the rotation of the recording system of the computer tomograph. However, this technique is not suitable for examination on human patients because of the obvious risks.

In Meinel et al., „Reduction of half-scan shading artifact based on full-scan correction”, Academic Radiology 13(1), Seiten 55 bis 62, 2006 , wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Partialscanartefakte aufgrund der zusätzlichen Information aus einem Vollumlaufscan reduziert werden. Zusätzlich zu den Partialscans für die eigentliche Messung wird bei diesem Verfahren ein Vollumlaufscan durchgeführt, aus dessen Messdatensatz dann mehrere virtuelle Partialscans bei unterschiedlichen Startwinkeln extrahiert werden. Aus den Datensätzen des Vollumlaufscans sowie der virtuellen Partialscans werden jeweils durch Rekonstruktion Bilddatensätze erzeugt. Anschließend werden durch Differenzbildung zwischen den jeweiligen Bilddatensätzen der virtuellen Partialscans und dem Bilddatensatz des Vollumlaufscans Differenzdatensätze erzeugt. Diese Differenzdatensätze werden dann herangezogen, um die aus den realen Partialscans rekonstruierten Bilder zu korrigieren. Hierzu werden zu jedem realen Partialscan die Startwinkel der virtuellen Partialscans gesucht, die dem Startwinkel des realen Partialscans am nächsten liegen. Durch entsprechende Gewichtung der zugehörigen Differenzdatensätze wird der Bilddatensatz des realen Partialscans schließlich korrigiert. Damit wird ein Bilddatensatz mit reduzierten Partialscanartefakten erhalten.In Meinel et al., "Reduction of half-scan shading artifact based on full-scan correction", Academic Radiology 13 (1), pp. 55-62, 2006 , a method is described in which the partial scan artifacts are reduced due to the additional information from a full-turn scan. In addition to the partial scans for the actual measurement, a full-rotation scan is performed in this method, from the measurement data set then several virtual partial scans are extracted at different starting angles. From the data records of the full-rotation scan and the virtual partial scans, image data sets are generated in each case by reconstruction. Subsequently, differential data sets are generated by forming the difference between the respective image data sets of the virtual partial scans and the image data set of the full-rotation scan. These difference data sets are then used to correct the images reconstructed from the real partial scans. For this purpose, the start angles of the virtual partial scans closest to the starting angle of the real partial scan are searched for each real partial scan. By appropriate weighting of the associated differential data records, the image data record of the real partial scan is finally corrected. This provides an image data set with reduced partial scan artifacts.

Dieses Verfahren lässt sich jedoch in der phasenkorrelierten Kardio-CT aufgrund des erforderlichen Vollumlaufscans nicht zufriedenstellend anwenden, da die Aquisition eines derarten 360° Vollumlaufscans aufgrund der Bewegung des schlagenden Herzens zu Bewegungsartefakten im Bild führt.This However, procedure can be found in the phase-correlated cardio-CT unsatisfactory due to the required full scan apply, since the acquisition of a derarten 360 ° full rotation scan due to the movement of the beating heart to motion artifacts in the picture leads.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, die eine Reduktion von Partialscanartefakten auch in Bilddaten der phasenkorrelierten Kardio-CT ermöglichen.The The object of the present invention is a method and to provide a device that can reduce partial scan artifacts also in image data of the phase-correlated cardio-CT.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1, 2, 6 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.The Task is with the method and the device according to the Claims 1, 2, 6 and 7 solved. advantageous Embodiments of the method and the device are the subject the dependent claims or can be the following description and the embodiment remove.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird aus den Rohdaten aller realen Partialscans, die mit dem Computertomographen bei einer konstanten z-Position aufgezeichnet wurden, oder aus einer Teilmenge davon zunächst ein Datensatz für einen virtuellen Vollumlaufscan gebildet. Die Anzahl der realen Partialscans für die künstliche Bildung dieses Datensatzes wird vorzugsweise so groß gewählt, dass jede Projektion des neuen Datensatzes durch eine Mittelung über die entsprechenden Projektionen mehrerer Partialscans gebildet wird. Unter realen Scans werden hierbei Scans verstanden, die mit dem Computertomographen tatsächlich aufgezeichnet wurden. Unter einem Datensatz für einen virtuellen Partialscan oder einem Datensatz für einen virtuellen Vollumlaufscan wird ein Datensatz verstanden, der lediglich künstlich aus einem oder mehreren Datensätzen anderer realer Scans berechnet wird. Aus dem künstlich erzeugten Datensatz für den virtuellen Vollumlaufscan, im Folgenden auch als virtueller Vollumlaufdatensatz bezeichnet, werden dann Datensätze für virtuelle Partialscans mit unterschiedlichen Startwinkeln extrahiert. Die Rohdaten der realen Partialscans werden jeweils mit Datensätzen korrigiert, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem oder um π verschobenem Startwinkel gehören. Aus den korrigierten Rohdatensätzen der realen Partialscans wird anschließend in bekannter Weise jeweils ein Bild rekonstruiert, dass an einem Bildanzeigegerät dargestellt werden kann.In the proposed method, a data set for a virtual full scan scan is first formed from the raw data of all real partial scans recorded with the CT scanner at a constant z position or from a subset thereof. The number of real partial scans for the artificial formation of this data set is preferably chosen so large that each projection of the new data set is formed by averaging over the corresponding projections of several partial scans. Real scans are scans that were actually recorded with the computed tomography scanner. A virtual partial scan record or a full-scale virtual scan record is understood to mean a record that is merely artificially composed of one or more data rates of other real scans. From the artificially generated data set for the virtual full-rotation scan, also referred to below as a full-rotation virtual data record, data sets for virtual partial scans with different starting angles are then extracted. The raw data of the real partial scans are respectively corrected with data sets that belong to artificially generated partial scans with the same or π shifted starting angle. From the corrected raw data sets of the real partial scans, an image is subsequently reconstructed in a known manner, which can then be displayed on an image display device.

In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Korrektur nicht auf Basis der Rohdaten, sondern auf Basis der Bilddaten des virtuellen Vollumlaufscans sowie der virtuellen Partialscans. Zu diesem Zweck werden jeweils Bilddaten aus den entsprechenden Rohdaten rekonstruiert. Die Korrektur erfolgt dann ebenfalls entsprechend im Bildraum.In an alternative embodiment of the method, the correction takes place not on the basis of the raw data, but on the basis of the image data of the virtual full-scale scans and virtual partial scans. To For this purpose, image data is taken from the corresponding raw data reconstructed. The correction then also takes place accordingly in the picture space.

Unter den Rohdaten bzw. Rohdatensätzen werden in der vorliegenden Patentanmeldung die Daten bzw. Datensätze verstanden, die von den Röntgendetektoren nach Digitalisierung und gegebenenfalls weiterer Umrechnung oder Normierung erhalten werden. Derartige Daten liegen beispielsweise auch einem Sinogramm zugrunde. Aus diesen Rohdaten werden durch geeignete Bildrekonstruktion, bspw. durch gefilterte Rückprojektion, die Bilddaten erzeugt, die schließlich dem Benutzer als Bild, beispielsweise als Schnittbild, dargestellt werden.Under the raw data or raw data sets are in the present Patent application understood the data or records that from the X-ray detectors after digitization and optionally further conversion or normalization. Such data For example, they are also based on a sinogram. From these Raw data are by suitable image reconstruction, eg. By filtered back projection, which generates image data that eventually the user as an image, for example, as a sectional image shown become.

Das vorgeschlagene Verfahren unterscheidet sich von dem Verfahren von Meinel et al. vor allem dadurch, dass der Rohdatensatz des Vollumlaufscans nicht durch einen realen Vollumlaufscan erhalten wird, sondern dass aus den tatsächlich durchgeführten Partialscans ein virtueller Vollumlaufdatensatz berechnet wird, auf dessen Basis dann die weitere Korrektur stattfindet. Da die realen Partialscans phasenkorreliert aufgezeichnet wurden, ist der dadurch erhaltene virtuelle Vollumlaufdatensatz nicht durch die Bewegung des Herzens gestört. Weiterhin ergeben sich auch keine Störungen durch den Einfluss des Kontrastmittels auf die Partialscanartefakte, da durch die Mittelung über eine größere Anzahl an Partialscans, die zu unterschiedlichen Zeiten des Kontrastmittelflusses aufgezeichnet wurden, auch über diesen Einfluss gemittelt wird.The proposed method differs from the method of Meinel et al. especially in that the raw data set of the full-scale scan is not obtained by a real full-rotation scan, but that a virtual full-rotation data set is calculated from the partial scans actually performed, on the basis of which the further correction takes place. Since the real partial scans were recorded phase-correlated, the virtual full-circle data set obtained thereby is not disturbed by the movement of the heart. Furthermore, there are no disturbances due to the influence of the contrast agent on the partial scan artefacts, since averaging over a larger number of partial scans, which were recorded at different times of the contrast medium flow, also averages over this influence.

Bei der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß der ersten Alternative alleine auf Basis der Rohdaten, wird zusätzlich der Rechenaufwand verringert, der für die ansonsten erforderlichen Rekonstruktionen aus den virtuellen Partialscandatensätzen erforderlich ist. Da bei dem vorgeschlagenen Verfahren kein Vollumlaufscan durchgeführt werden muss, sondern ein künstlicher Vollumlaufdatensatz aus den gemessenen Partialscandatensätzen erzeugt wird, kann die Reduktion von Partialscanartefakten auch bei der phasengesteuerten Kardio- CT erreicht werden. Selbstverständlich lässt sich das Verfahren jedoch auch bei anderen phasenkorrelierten CT-Anwendungen einsetzen.at the implementation of the proposed method according to The first alternative based solely on raw data will be added reduces the computational effort required for the otherwise required Reconstructions from the virtual partial scan records is required. Since in the proposed method no full-rotation scan must be performed, but an artificial Full-rotation data set from the measured partial scan records The reduction of partial scan artifacts can also be generated be achieved in phased-array cardiac CT. Of course however, the method can also be phase-correlated with other ones Use CT applications.

Die Startwinkel der virtuellen Partialscans werden so gewählt, dass sie mit den Startwinkeln der real aufgezeichneten Partialscans übereinstimmen oder um einen Winkel von π verschoben sind. Auf diese Weise kann zu jedem Datensatz der realen Partialscans genau ein virtueller Partialscan erhalten werden, mit dem die Rohdaten oder Bilddaten des realen Partialscans korrigiert werden. Selbstverständlich sind die virtuellen Partialscans beim vorliegenden Verfahren so gewählt, dass sie in ihrem Umlaufwinkel, d. h. dem Winkelintervall, über das Daten akquiriert werden, mit dem Umlaufwinkel der realen Partialscans übereinstimmen oder diesen zu 2π ergänzen.The Starting angles of the virtual partial scans are chosen that they match the start angles of the real recorded partial scans or shifted by an angle of π. This way you can exactly one virtual dataset for each partial scan Partialscan be obtained, with which the raw data or image data corrected for the real partial scan. Of course are the virtual partial scans in the present process like this chosen to be in its orbit, i. H. the angular interval, over the data are acquired, coincide with the wrap angle of the real partial scans or add 2π to it.

Die vorgeschlagene Vorrichtung, die beispielsweise als Teil eines Computertomographen ausgebildet sein kann, umfasst zumindest einen Datenspeicher für die zu verarbeitenden sowie sämtliche bei der Verarbeitung anfallenden Daten und eine Recheneinheit, mit der die entsprechenden Berechnungen durchgeführt werden. Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein Bildrekonstrukionsmodul, das aus Rohdaten Bilddaten rekonstruiert, sowie ein Korrekturmodul, das die Generierung der virtuellen Vollumlauf- und Partialscandatensätze sowie die Korrektur der Datensätze der realen Partialscans vornimmt.The proposed device, for example, as part of a computed tomography may be formed, comprises at least one data memory for the processed and all during processing accumulating data and a computing unit with which the corresponding Calculations are performed. The device comprises Furthermore, an image reconstruction module, which consists of raw data image data reconstructed, as well as a correction module, which generates the virtual full-round and partial-scan records as well correcting the data records of the real partial scans.

Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:The proposed methods and associated apparatus be in the following with reference to an embodiment in Connection with the drawings explained in more detail. Hereby show:

1 ein Beispiel für die Abhängigkeit der CT-Werte vom Startwinkel bei der Durchführung von Partialscans; 1 an example of the dependence of the CT values on the starting angle when performing partial scans;

2 ein Beispiel für den Verfahrensablauf des vorliegenden Verfahrens in stark schematisierter Darstellung; 2 an example of the procedure of the present method in a highly schematic representation;

3 eine Darstellung zur Veranschaulichung der künstlichen Bildung des virtueller Vollumlaufdatensatzes aus den Partialscandatensätzen; 3 a representation for illustrating the artificial formation of the virtual full-rotation data set from the partial scan records;

4 ein Beispiel für die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Verfahrens zur Reduktion von Partialscanartefakten; und 4 an example of the effectiveness of the proposed method for the reduction of partial scan artifacts; and

5 eine stark schematisierte Darstellung der vorgeschlagenen Vorrichtung. 5 a highly schematic representation of the proposed device.

Bei der Durchführung von Perfusionsmessungen am Myokard mit dynamischer, phasenkorrelierter Kardio-CT werden nur Messdaten genutzt, die in der gleichen Herzphase aufgezeichnet werden. Für die Perfusionsmessungen wird ein Konstrastmittel injiziert, dessen Ausbreitung über die Zeit durch die Partialscans erfasst wird. Durch diese Partialscans wird zwar die erforderliche zeitliche Auflösung erreicht, jedoch treten in den rekonstruierten CT-Bildern CT-Wertschwankungen auf, die vom Startwinkel des jeweiligen Partialscans abhängen. Dieser Startwinkel lässt sich aufgrund der Phasensteuerung nicht frei wählen. 1 zeigt zur Veranschaulichung die Abhängigkeit der CT-Werte vom Startwinkel. Hier wurden N = 12 Partialscans eines Wasserphantoms bei 12 unterschiedlichen Startwinkeln αn simuliert. An der y-Achse sind die Mittelwerte einer ROI (Region of Interest) und an der x-Achse die Startwinkel aufgetragen. Die CT-Werte der Partialscans (durchgezogene Kurve mit Kreuzen) weisen deutliche Schwankungen von bis zu ±4 HU auf, die zu Partialscanartefakten in den rekonstruierten Bildern führen. Die CT-Werte eines Vollumlaufscans, die zum Vergleich in der Grafik als gestrichelte Kurve mit Kreisen aufgetragen sind, sind konstant und somit unabhängig vom Startwinkel.Performing perfusion measurements on the myocardium using dynamic, phase-correlated cardiac CT only uses measurement data recorded in the same phase of the heart. For the perfusion measurements, a contrast agent is injected, whose propagation over time is detected by the partial scans. Although the required temporal resolution is achieved by these partial scans, CT value fluctuations occur in the reconstructed CT images, which depend on the starting angle of the respective partial scan. This starting angle can not be freely selected due to the phase control. 1 shows for illustration the dependence of the CT values on the starting angle. Here, N = 12 partial scans of a water phantom were simulated at 12 different starting angles α n . The mean values of an ROI (region of interest) are plotted on the y-axis and the starting angles on the x-axis. The CT scans of the partial scans (solid curve with crosses) show significant variations of up to ± 4 HU, leading to partial scan artifacts in the reconstructed images. The CT values of a full-scale scan, which are plotted as a dashed curve with circles in the graph for comparison, are constant and thus independent of the starting angle.

Verschiedene Faktoren, wie z. B. Objektbereiche mit hohen Schwächungskoeffizienten oder asymmetrische Geometrien, tragen dazu bei, dass ein vom Projektionswinkel abhängiges Streustrahlungsprofil erzeugt wird. In einem Vollumlaufscan wird das Objekt von allen Projektionswinkeln aus bestrahlt, was eine gleichmäßige Verteilung der Streustrahlung über alle Winkel ermöglicht. In diesem Fall ist das Ergebnis invariant unter Änderung des Startwinkels. In einem Partialscan werden die Daten jedoch auf einen Winkelbereich von π beschränkt, was diese Invarianz aufhebt und somit jedem Partialscandatensatz abhängig vom Startwinkel ein bestimmtes Streustrahlprofil zuweist. Diese Inkonsistenzen sind die Hauptursache für die unerwünschten Partialscanartefakte.Various Factors, such as B. object areas with high attenuation coefficients or asymmetrical geometries, contribute to the one from the projection angle dependent stray radiation profile is generated. In one Full-rotation scan will scan the object from all projection angles irradiated, resulting in a uniform distribution of Scattered radiation over all angles possible. In In this case, the result is invariant under change of Start angle. In a partial scan, however, the data becomes one Angular range of π limited, what this invariance picks up and thus each Partialscandatensatz depends on Start angle assigns a specific scattered beam profile. These inconsistencies are the main cause of the unwanted partial scan artifacts.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein virtueller Vollumlaufdatensatz aus den gemessenen Partialscandatensätzen erzeugt. Dadurch können die zeitlich variierenden CT-Werte des Kontrastmittels mit berücksichtigt werden, wie im Folgenden gezeigt wird. Zunächst wird jedoch auf die Erzeugung der realen Partialscans eingegangen.at the proposed method becomes a virtual full rotation data set generated from the measured partial scan records. Thereby may be the time-varying CT values of the contrast agent be taken into account, as shown below. First, however, is based on the generation of real partial scans received.

Bei einer Perfusionsuntersuchung werden an einer konstanten z-Position die zeitlich variierenden CT-Werte eines anflutenden Kontrastmittels untersucht. In der phasenkorrelierten Kardio-CT werden aus einem kontinuierlich aufgenommenen Scan p0(α, ξ, γ) retrospektiv N Partialscans pP n(α, ξ, γ) erzeugt (n = 1, ... N), die so gewählt sind, dass sie zeitlich in der n-ten Diastole des Herzzyklus liegen. Die pP n(α, ξ, γ) entsprechen Sinogrammen mit dem Projektionswinkel α, der Detektorkoordinate ξ und dem Kegelwinkel γ. Aus Gründen der Übersicht werden die Variablen ξ und γ im Folgenden nicht mehr explizit mit angegeben. Es wird ferner davon ausgegangen, dass ein geeignetes Rebinning von Fächerstrahl- auf Parallelstrahlgeometrie stattgefunden hat. In dieser Notation wird α fortlaufend gezählt, d. h. α ∊ [0; 2πk], wobei k für die Anzahl der während einer Perfusionsuntersuchung durchgeführten Rotationen der Gantry steht. Entscheidend für die Bestimmung des Rekonstruktionsfensters ist der Startwinkel αn, ab dem über einen Winkelbereich von π Daten akquiriert werden. Die αn werden so gewählt, dass das Rekonstruktionsfenster zeitlich in der n-ten Diastole des Herzzyklus zu liegen kommt. Der Einfachheit halber wird hier angenommen, dass die Herzrate niedrig genug ist, um einen kompletten π Partialscandatensatz innerhalb einer Diastole zu gewinnen. Da die pP n nacheinander erfolgen, wächst n proportional zur gescanten Zeit t. Die pP n erhält man durch projektionsweise Muliplikation von p0 mit einer Gewichtungsfunktion w(α – αn): pP n(α) = w(α – αn)·p0(α) (1) In a perfusion study, the temporally varying CT values of an in-flowing contrast agent are examined at a constant z-position. In the phase-correlated cardio-CT, from a continuously recorded scan p 0 (α, ξ, γ), retrospective N partial scans p P n (α, ξ, γ) are generated (n = 1,... N), which are selected in this way in that they are temporally in the nth diastole of the cardiac cycle. The p P n (α, ξ, γ) correspond to sinograms with the projection angle α, the detector coordinate ξ and the cone angle γ. For reasons of clarity, the variables ξ and γ are no longer explicitly stated below. It is further assumed that a suitable fan-beam to parallel beam geometry rebinning has taken place. In this notation α is continuously counted, ie α ε [0; 2πk], where k is the number of rotations of the gantry performed during a perfusion study. Decisive for the determination of the reconstruction window is the starting angle α n , from which over an angular range of π data are acquired. The α n are chosen so that the reconstruction window comes to lie temporally in the n th diastole of the heart cycle. For the sake of simplicity, it is assumed here that the heart rate is low enough to obtain a complete π partial scan record within one diastole. Since the p P n are successive, n increases in proportion to the scanned time t. The p P n is obtained by projection multiplication of p 0 with a weighting function w (α - α n ): p P n (α) = w (α - α n ) · P 0 (α) (1)

Hierbei bezeichnet α den Projektionswinkel in Parallelstrahlgeometrie. Die Gewichtungsfunktion wird wie folgt gewählt:

Figure 00080001
Here α denotes the projection angle in parallel beam geometry. The weighting function is chosen as follows:
Figure 00080001

Der Faktor 2 gewährleistet eine geeignete Normierung.Of the Factor 2 ensures suitable standardization.

Dies ist eine bekannte Methode zur Gewinnung der phasenkorellierten Partialscandatensätze. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, durch geeignete Triggerung des Computertomographen nur dann Daten aufzuzeichnen, wenn die korrekte Herzphase erreicht ist, um die Partialscandatensätze zu erhalten.This is a known method for obtaining the phase-corrected partial scan records. Of course, it is also possible by suitable triggering of the computer tomograph only then data record when the correct cardiac phase is reached, to the To obtain partial scan records.

Für die nachfolgenden Berechnungen wird ein neuer Projektionswinkel ϑ ∊ [0; 2π] eingeführt, der sich über α = ϑ + 2πk berechnet. Die Variable k = 0, ... K zählt die Rotationen der Gantry. Für die Startwinkel gilt entsprechend αn = ϑn + 2πkn, wobei kn für die k-te Rotation steht, in der der Startwinkel αn zu liegen kommt. Mit dieser Formulierung ergibt sich für Gleichung (1): pPn (ϑ + 2πk) = wk(ϑ, ϑn)p0(ϑ + 2πk) (2) For the subsequent calculations, a new projection angle θ ε [0; 2π] is introduced, which calculates over α = θ + 2πk. The variable k = 0, ... K counts the rotations of the gantry. Accordingly, for the starting angles α n = θ n + 2πk n , where k n stands for the k th rotation in which the starting angle α n comes to lie. With this formulation, equation (1) yields: p P n (θ + 2πk) = w k (θ, θ n ) p 0 (θ + 2πk) (2)

Hier wurde zur Abkürzung definiert: wk(ϑ, ϑn) = w(ϑ – ϑn + 2π(Θ(ϑn – ϑ – π) + k – kn)). Here we have defined for short: w k (θ, θ n ) = w (θ - θ n + 2π (Θ (θ n - θ - π) + k - k n )).

Θ(x) bezeichnet die Heaviside-Stufenfunktion, die eine korrekte Fortführung der Gewichtungsfunktion für Winkel ϑn > π ermöglicht, was der modulo-Operation entspricht, wobei Θ(x) = 0 für x < 0 und Θ(x) = 1 für x ≥ 0.Θ (x) denotes the Heaviside step function, which allows a correct continuation of the weighting function for angles θ n > π, which corresponds to the modulo operation, where Θ (x) = 0 for x <0 and Θ (x) = 1 for x ≥ 0.

Ein wesentlicher Schritt des vorliegenden Verfahrens besteht in der Erschaffung eines künstlichen Vollumlaufscans pF n(ϑ). Die pF n(ϑ) werden projektionsweise aus den pP n(ϑ) der Partialscans über Mittelung berechnet. Dazu werden die gemessenen Partialscandatensätze entlang des Intervalls [0; 2π] angeordnet, wobei die Startwinkel ϑn den entsprechenden Winkelpositionen in [0; 2π] zugeordnet werden.An essential step of the present method is the creation of a full-scale artificial scan p F n (θ). The p F n (θ) are calculated by projection from the p P n (θ) of the partial scans via averaging. For this purpose, the measured partial scan data sets along the interval [0; 2π], the starting angles θ n corresponding to the respective angular positions in [0; 2π] are assigned.

Um einen künstlichen Vollumlaufdatensatz zu erzeugen, werden eine Anzahl A = 2a + 1 der gewonnenen Partialscans entsprechend ihres Startwinkels aufaddiert und normiert. Die Partialscans werden zusätzlich mit einem zeitlichen Gewicht gn' multipliziert, auf das später noch näher eingegangen wird. Der n-te künstliche Vollumlaufscan pFn (ϑ) wird wie folgt berechnet:

Figure 00090001
In order to generate a full-scale synthetic data set, a number A = 2a + 1 of the obtained partial scans are added up and normalized according to their starting angle. The partial scans are additionally multiplied by a time weight g n ' , which will be discussed in more detail later. The nth full-scale artificial scan p F n (Θ) is calculated as follows:
Figure 00090001

Der Normierungsfaktor

Figure 00090002
stellt sicher, dass jede Projektion korrekt gemittelt wurde. Die Variable A muss so gewählt werden, dass W ≠ 0∀ϑ und außerdem muss 0 ≤ a ≤ N erfüllt sein. Je größer a wird, desto weniger ähnelt die Perfusionsinformation im n'-ten Partialscan der interessierenden Zeit n. Demzufolge werden die Partialscans mit dem zeitlichen Gewicht gn' multipliziert, der diesem Sachverhalt Rechnung trägt: je größer |n – a|, desto kleiner gn'. Die gn' können z. B. als Gaußverteilung implementiert werden. Im einfachsten Fall setzt man einfach A = N und gn' = 1, d. h. alle vorhandenen Partialscans tragen in gleichem Maße zur Mittelung bei.The normalization factor
Figure 00090002
Ensures that every projection has been averaged correctly. The variable A must be chosen such that W ≠ 0∀θ and also 0 ≤ a ≤ N must be satisfied. The larger a becomes, the less the perfusion information in the n'th partial scan is similar to the time of interest n. As a result, the partial scans are multiplied by the time weight g n ' which takes account of this fact: the larger | n - a |, the smaller g n ' . The g n ' can z. B. be implemented as a Gaussian distribution. In the simplest case one simply sets A = N and g n ' = 1, ie all existing partial scans contribute to the same extent to the averaging.

Die Erschaffung eines künstlichen Vollumlaufscans entspricht einer Mittelung über die Zeit (n ∝ t), die gewährleistet, dass der Projektionswert des anflutenden Kontrastmittels in allen Winkelpositionen die gleiche mittlere Größe hat. Die morphologische Information wird von der Mittelung jedoch nicht verändert, da die Operationen an einer konstanten z-Position (konstante Position auf der Systemachse des Computertomographen) durchgeführt werden und die verwendeten Partialscandatensätze aus dem gleichen zeitlichen Rekonstruktionsfenster, d. h. der Diastole, stammen. Zur Veranschaulichung lässt sich sagen, dass die Startwinkel ϑn, und damit auch die Partialscandatensätze pPn (ϑ), entlang des Intervalls [0; 2π] angeordnet werden.The creation of a full-scale artificial scan corresponds to averaging over time (n α t), which ensures that the projection value of the in-flow contrast agent has the same average size in all angular positions. The morphological information is not changed by the averaging, however, since the operations are performed at a constant z-position (constant position on the system axis of the computer tomograph) and the partial scan datasets used originate from the same temporal reconstruction window, ie diastole. By way of illustration, it can be said that the start angles θ n , and thus also the partial scan rates p P n (Θ) along the interval [0; 2π] are arranged.

Dies ist anhand der 3 veranschaulicht, in der beispielhaft drei Partialscans dargestellt sind, die verschiedene Startwinkel ϑ1, ϑ2 und ϑ3 aufweisen. Die Grafik veranschaulicht den Prozess, der zu einem künstlichen Vollumlaufdatensatz pFn (ϑ) (schwarzer Kreis) führt. Die drei Partialscandatensätze pP1 (ϑ), pP2 (ϑ) und pP3 (ϑ) (Halbkreise) decken jeweils einen π-Bereich ab, dessen Lage von der Position des jeweiligen Startwinkels ϑn im Intervall [0; 2π] abhängt. Die Erzeugung einer künstlichen Projektion in pF n(ϑ) ist für einen willkürlichen Winkel ϑ und den Fall A = 3 gezeigt. Die drei Projektionen (schwarze Punkte) aus den drei Partialscandatensätzen werden zu einer künstlichen Projektion in pF n(ϑ), als Rechteck dargestellt, gemittelt. In dem gezeigten Fall wäre noch ein vierter Datensatz nötig, um den linken, noch offenen Bereich in pFn (ϑ) abzudecken. Auf diese Weise wird ein künstlicher Vollumlaufdatensatz erhalten, der in der Darstellung als geschlossener Kreis angedeutet ist.This is based on the 3 3 illustrates, by way of example, three partial scans having different starting angles θ 1 , θ 2 and θ 3 . The graph illustrates the process leading to a full-scale synthetic data set p F n (Θ) (black circle) leads. The three partial scan records p P 1 (Θ) . p P 2 (Θ) and p P 3 (Θ) (Semicircles) each cover a π-range whose position from the position of the respective starting angle θ n in the interval [0; 2π]. The generation of an artificial projection in p F n (θ) is shown for an arbitrary angle θ and the case A = 3. The three projections (black dots) from the three partial scans are averaged into an artificial projection in p F n (θ), shown as a rectangle. In the case shown, a fourth data record would still be needed to find the left, still open area in p F n (Θ) cover. In this way, an artificial full-rotation data set is obtained, which is indicated in the representation as a closed circle.

Weiter oben wurde erläutert, dass die Partialscanartefakte auf die fehlenden Datenbereiche in den Partialscans zurückzuführen sind. Das vorgeschlagene Verfahren beseitigt die Inkonsistenzen in pPn (ϑ + 2πk), indem die fehlenden Winkelbereiche aufgefüllt werden.It was explained above that the partial scan artifacts are due to the missing data areas in the partial scans. The proposed method eliminates the inconsistencies in p P n (θ + 2πk) by filling in the missing angle ranges.

Dazu werden die fehlenden Bereiche mit Daten aus dem n-ten künstlichen Vollumlaufdatensatz aufgefüllt. Letzterer wird dazu mit einer um den Bereich π verschobenen Gewichtungsfunktion gewichtet. Da pFn (ϑ) auf einen Winkelbereich von nur [0; 2π] beschränkt ist, wird für die verschobene Gewichtungs funktion k = 0 gewählt. pCn (ϑ + 2πk) bezeichnet im Folgenden den n-ten korrigierten Partialscandatensatz:

Figure 00110001
For this purpose, the missing areas are filled with data from the nth full-scale synthetic data record. The latter is weighted with a weighting function shifted by the range π. There p F n (Θ) to an angular range of only [0; 2π], k = 0 is selected for the shifted weighting function. p C n (θ + 2πk) below denotes the nth corrected partial scan data set:
Figure 00110001

Der zweite Term auf der rechten Seite kann auch als virtueller Partialscan pVn (ϑ) aufgefasst werden, da er ebenfalls nur einen Winkelbereich von π abdeckt: pVn (ϑ) = pFn (ϑ)(2 – w0(ϑ, ϑn)). The second term on the right can also be used as a virtual partial scan p V n (Θ) since it also only covers an angular range of π: p V n (θ) = p F n (θ) (2 - w 0 (θ, θ n )).

Der Faktor ½ in Gl.(3) stellt sicher, dass

Figure 00110002
The factor ½ in Eq. (3) ensures that
Figure 00110002

Ein schematischer Überblick über das Verfahren ist in 2 dargestellt.A schematic overview of the method is in 2 shown.

Für die Rekonstruktion der korrigierten Daten wird die Transformation zwischen α und ϑ wieder rückgängig gemacht. Das gewünschte, korrigierte CT-Bild fCn (r), das zu Perfusionsuntersuchungen verwendet werden kann, wird z. B. über eine gefilterte Rückprojektion berechnet:

Figure 00110003
For the reconstruction of the corrected data, the transformation between α and θ is reversed. The desired, corrected CT image f C n (R) , which can be used for perfusion examinations, z. B. calculated via a filtered rear projection:
Figure 00110003

R bezeichnet hier den Operator der Radontransformation in 3-D. Es wird unterschieden zwischen einer Rückprojektion R –1 / α mit einem Definitionsbereich α ∊ [0; ∞] und R –1 / ϑ mit einem Definitionsbereich ϑ ∊ [0; 2π].Here R denotes the operator of the radon transformation in 3-D. A distinction is made between a backprojection R -1 / α with a definition range α ε [0; ∞] and R -1 / θ with a domain of definition θ Ε [0; 2π].

In einer alternativen Ausgestaltungsvariante können die virtuellen Partialscans pVn (ϑ) auch so definiert werden, dass sie den gleichen Winkelbereich wie pPn (ϑ + 2πk) abdecken, d. h. pVn (ϑ) = pFn (ϑ)w0(ϑ, ϑn). In diesem Fall werden die virtuellen Partialscandatensätze pVn (ϑ) erst von dem künstlichen Vollumlaufdatensatz pFn (ϑ) abgezogen und die Differenz zu den pPn (ϑ + 2πk) addiert: pCn (ϑ + 2πk) = pPn (ϑ + 2πk) + pF(ϑ) – pVn (ϑ). In an alternative embodiment variant, the virtual partial scans p V n (Θ) also be defined so that they have the same angular range p P n (θ + 2πk) cover, ie p V n (θ) = p F n (Θ) w 0 (θ, θ n ) , In this case, the virtual partial scan records become p V n (Θ) only from the artificial full circulation data set p F n (Θ) subtracted and the difference to the p P n (θ + 2πk) added: p C n (θ + 2πk) = p P n (θ + 2πk) + p F (θ) - p V n (Θ).

Es wird – wie im ersten Fall auch – davon ausgegangen, dass die virtuellen ebenso wie die originalen Partialscandatensät ze mit dem Partialscanartefakt behaftet sind. Werden die Summanden wie in Gl.(4) rekonstruiert, ergibt sich fCn (r) = fPn (r) + fF(r) – fVn (r) ⇒ fCn (r) = fPn (r) – (fVn (r) –fF(r)). It is - as in the first case - assumed that the virtual as well as the original Partialscandatensät ze with the Partialscanartefakt are afflicted. If the summands are reconstructed as in Eq. (4), the result is f C n (r) = f P n (r) + f F (r) - f V n (r) ⇒ f C n (r) = f P n (r) - (f V n (r) -f F (R)).

Hier beschreibt fCn (r) das korrigierte Partialscanbild, fPn (r) das ursprünglich gemessene Partialscanbild, fVn (r) das virtuelle Partialscanbild und fFn (r) den rekonstruierten künstlichen Vollumlaufdatensatz.Here describes f C n (R) the corrected partial scan image, f P n (R) the originally measured partial scan image, f V n (R) the virtual partial scan picture and f F n (R) the reconstructed full scale synthetic data set.

Mit anderen Worten erhält man den reinen n-ten Partialscanartefakt, indem fFn (r) von fVn (r) abgezogen wird. Das ist möglich, da sich die Informationen über Morphologie aufheben und die Perfusionsinformationen in pF(ϑ) für alle Winkelpositionen gleich sind. Zieht man von fPn (r) den Partialscanartefakt ab, also fVn (r) – fF(r), erhält man das korrigierte Partialscanbild fCn (r).In other words, we obtain the pure nth partial scan artefact by f F n (R) from f V n (R) is deducted. This is possible because the morphology information disappears and the perfusion information in p F (θ) is the same for all angular positions. If you pull from f P n (R) the partial scan artifact, so f V n (r) - f F (R) , you get the corrected partial scan picture f C n (R) ,

Das dargestellte Verfahren wurde anhand eines simulierten dynamischen Kopfphantoms verifiziert. Die Grafik der 4 zeigt hierzu die Mittelwerte der ROI in Abhängigkeit der Zeit und damit des Startwinkels, der für die Berechnung des Partialscans genutzt wurde. Die Startwinkel ergeben sich aus einer simulierten Herzrate von 70 bpm. Die durchgezogene Kurve (+) zeigt die Auswertung der Vollumlaufbilder, die als Referenz dienen und eine Sollkurve darstellen. Die gestrichelte Kurve (x) stellt die Mittelwerte der rekonstruierten Partialscans dar. Es ist deutlich zu erkennen, dass die CT-Werte der rekonstruierten Partialscans mit einer großen Schwankung behaftet sind. Die mittlere Abweichung von den rekonstruierten Vollumlaufscans beträgt 2,5 HU. Die gepunktete Kurve (o) beschreibt den Verlauf der mit oben beschriebenem Verfahren korrigierten CT-Werte. Die CT-Wertschwankungen sind deutlich reduziert. Die mittlere Abweichung von den rekonstruierten Vollumlaufscans beträgt lediglich 0,4 HU. Es ergibt sich damit eine Verbesserung der mittleren Abweichung von 84%.The presented method was verified by means of a simulated dynamic head phantom. The graphic of the 4 shows the mean values of the ROI as a function of the time and thus the starting angle, which was used for the calculation of the partial scan. The starting angles result from a simulated heart rate of 70 bpm. The solid curve (+) shows the evaluation of the full-circle images, which serve as a reference and represent a setpoint curve. The dashed curve (x) represents the average values of the reconstructed partial scans. It can be clearly seen that the CT values of the reconstructed partial scans are subject to a large fluctuation. The mean deviation from the reconstructed full-scale scans is 2.5 HU. The dotted curve (o) describes the course of the CT values corrected by the method described above. The CT value fluctuations are significantly reduced. The mean deviation from the reconstructed full-rotation scans is only 0.4 HU. This results in an improvement of the mean deviation of 84%.

5 zeigt schließlich in stark schematisierter Darstellung eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung kann beispielsweise ein Bildrechner mit einer Speichereinheit 1, einem Datenspeicher 2 und einem Bildrekonstruktionsmodul 3 sein, in dem ein Modul 4 zur Reduzierung der Partialscanartefakte implementiert ist. Dieses Modul 4 ist so ausgebildet, dass es die oben beschriebenen Verfahrensschritte zur Reduktion der Partialscanartefakte durchführt. Die korrigierten und rekonstruierten Bilder der Partialscans lassen sich dann an einem Bildanzeigegerät 5 darstellen. 5 finally shows in a highly schematic representation of an exemplary apparatus for performing the method. This device can be, for example, an image processor with a memory unit 1 , a data store 2 and an image reconstruction module 3 be in which a module 4 is implemented to reduce the partial scan artifacts. This module 4 is designed to perform the above-described process steps for reducing partial scan artifacts. The corrected and reconstructed images of the partial scans can then be displayed on an image display device 5 represent.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Primak et al., „A technical solution to avoid partial scan artifacts in MDCT”, Med. Phys. 34 (2007), Nr. 12, Seiten 4726 bis 4737 [0003] Primak et al., "A technical solution to avoid partial scan artifacts in MDCT", Med. Phys. 34 (2007), No. 12, pages 4726 to 4737 [0003]
  • - Meinel et al., „Reduction of half-scan shading artifact based on full-scan correction”, Academic Radiology 13(1), Seiten 55 bis 62, 2006 [0004] Meinel et al., "Reduction of half-scan shading artifacts based on full-scan correction", Academic Radiology 13 (1), pp. 55-62, 2006 [0004]
  • - Meinel et al. [0011] Meinel et al. [0011]

Claims (10)

Verfahren zur Reduzierung von Partialscanartefakten in Bilddaten der phasenkorrelierten Computertomographie, die aus Rohdaten mehrerer realer Partialscans bei unterschiedlichen Startwinkeln erzeugt werden, bei dem – aus den Rohdaten aller realen Partialscans oder einer einer Teilmenge hiervon zunächst künstlich ein Datensatz für einen Vollumlaufscan berechnet wird, – aus dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan Datensätze für virtuelle Partialscans mit unterschiedlichen Startwinkeln extrahiert werden, – die Rohdaten der realen Partialscans jeweils mit Datensätzen korrigiert werden, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem oder um π verschobenem Startwinkel gehören, und – aus den korrigierten Rohdaten der realen Partialscans jeweils ein Bild rekonstruiert wird.Method for reducing partial scan artifacts in image data of the phase-correlated computed tomography, the Raw data of several real partial scans at different starting angles be generated, in which - from the raw data of all real ones Partial scans or one of a subset thereof first artificially a record for a full rotation scan is calculated, - from the artificially formed Record for the full scan data records for extracted virtual partial scans with different starting angles become, - the raw data of the real partial scans respectively be corrected with records that are too artificial generated partial scans with the same or shifted by π Start angles include, and - from the corrected Raw data of the real partial scans reconstructed one image at a time becomes. Verfahren zur Reduzierung von Partialscanartefakten in Bilddaten der phasenkorrelierten Computertomographie, die aus Rohdaten mehrerer realer Partialscans bei unterschiedlichen Startwinkeln erzeugt werden, bei dem – aus den Rohdaten aller realen Partialscans oder einer einer Teilmenge hiervon zunächst künstlich ein Datensatz für einen Vollumlaufscan berechnet wird, – aus dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan Datensätze für virtuelle Partialscans mit unterschiedlichen Startwinkeln extrahiert werden, – aus dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan und den Datensätzen für virtuelle Partialscans jeweils Bilddatensätze rekonstruiert werden, – für jeden Bilddatensatz eines virtuellen Partialscans ein Differenzdatensatz zwischen diesem Bilddatensatz und dem Bilddatensatz des Vollumlaufscans berechnet wird, – aus den Rohdaten der realen Partialscans jeweils ein Bild rekonstruiert wird und – die Bilder der realen Partialscans jeweils mit den Dif ferenzdatensätzen korrigiert werden, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem Startwinkel gehören.Method for reducing partial scan artifacts in image data of the phase-correlated computed tomography, the Raw data of several real partial scans at different starting angles be generated, in which - from the raw data of all real ones Partial scans or one of a subset thereof first artificially a record for a full rotation scan is calculated, - from the artificially formed Record for the full scan data records for extracted virtual partial scans with different starting angles become, - from the artificially formed data set for the full scan and the records for Virtual Partialscans each reconstructed image data sets become, - for each image dataset of a virtual Partialscans a difference data set between this image data set and the image data set of the full-rotation scan is calculated - out The raw data of the real partial scans is reconstructed one image at a time will and - the images of the real partial scans respectively be corrected with the difference records that belong to Artificially generated partial scans with the same starting angle belong. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für jeden Datensatz für virtuelle Partialscans ein Differenzdatensatz zwischen diesem Datensatz und dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan berechnet wird und die Rohdaten der realen Partialscans jeweils mit Differenzdatensätzen korrigiert werden, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem Startwinkel gehören.The method of claim 1, wherein for each Virtual partial scan set a differential record between this record and the artificially formed record is calculated for the full-scale scan and the raw data the real partial scans each with difference records be corrected, which leads to artificially generated partial scans belong with the same starting angle. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Korrektur dadurch erfolgt, dass für einen Scanbereich von 2π fehlende Daten des realen Partialscans mit Daten des künstlich erzeugten Partialscans ergänzt werden, der einen gegenüber dem realen Partialscan um π verschobenen Startwinkel aufweist.The method of claim 1, wherein the correction This is done by missing for a scan range of 2π Data of the real partial scan with data of the artificially generated Partialscans be supplemented, one opposite the real partial scan by π shifted starting angle has. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die künstliche Bildung des Datensatzes für den Vollumlaufscan dadurch erfolgt, dass über jeweils alle zur Verfügung stehenden Projektionen der realen Partialscans bei gleichem Projektionswinkel gemittelt wird, um eine gemittelte Projektion zu erhalten, und die gemittelten Projektionen zur Bildung des Datensatzes für den Vollumlaufscan zusammengesetzt werden.Method according to one of claims 1 to 4, in which the artificial formation of the data set for the full-scan is done by over all available projections of real partial scans is averaged at the same projection angle to an average Projection, and the averaged projections to education of the full scan scan data set become. Vorrichtung zur Reduzierung von Partialscanartefakten in Bilddaten der phasenkorrelierten Computertomographie, die aus Rohdaten mehrerer realer Partialscans bei unterschiedlichen Startwinkeln erzeugt werden, mit wenigstens einer Recheneinheit (1), einem Datenspeicher (2), einem Bildrekonstruktionsmodul (3) und einem Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten, wobei das Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten so ausgebildet ist, dass es – aus den Rohdaten aller realen Partialscans oder einer einer Teilmenge hiervon zunächst künstlich einen Datensatz für einen Vollumlaufscan berechnet, – aus dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan Datensätze für virtuelle Partialscans mit unterschiedlichen Startwinkeln extrahiert, und – die Rohdaten der realen Partialscans jeweils mit den Datensätzen korrigiert, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem oder um π verschobenem Startwinkel gehören, und wobei das Bildrekonstruktionsmodul (3) so ausgebildet ist, dass es aus den korrigierten Rohdaten der realen Partialscans jeweils ein Bild rekonstruiert.Device for reducing partial scan artifacts in image data of phase-correlated computed tomography, which are generated from raw data of a plurality of real partial scans at different starting angles, with at least one arithmetic unit ( 1 ), a data memory ( 2 ), an image reconstruction module ( 3 ) and a module ( 4 ) for the reduction of partial scan artifacts, wherein the module ( 4 ) is designed to reduce partial scan artifacts such that it first artificially calculates a data set for a full-rotation scan from the raw data of all real partial scans or one of a subset thereof, extracts data sets for virtual partial scans with different starting angles from the artificially formed data record for the full-scale scan; and - the raw data of the real partial scans are respectively corrected with the data sets belonging to artificially generated partial scans with the same or π shifted starting angle, and wherein the image reconstruction module ( 3 ) is designed such that it reconstructs an image from the corrected raw data of the real partial scans. Vorrichtung zur Reduzierung von Partialscanartefakten in Bilddaten der phasenkorrelierten Computertomographie, die aus Rohdaten mehrerer realer Partialscans bei unterschiedlichen Startwinkeln erzeugt werden, mit wenigstens einer Recheneinheit (1), einem Datenspeicher (2), einem Bildrekonstruktionsmodul (3) und einem Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten, wobei das Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten so ausgebildet ist, dass es – aus den Rohdaten aller realen Partialscans oder einer einer Teilmenge hiervon zunächst künstlich einen Datensatz für einen Vollumlaufscan berechnet, – aus dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan Datensätze für virtuelle Partialscans mit unterschiedlichen Startwinkeln extrahiert, – für jeden Bilddatensatz eines virtuellen Partialscans einen Differenzdatensatz zwischen diesem Bilddatensatz und dem Bilddatensatz des Vollumlaufscans berechnet und – aus den Rohdaten der realen Partialscans rekonstruierte Bilder jeweils mit den Differenzdatensätzen korrigiert, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem oder ähnlichem Startwinkel gehören, und wobei das Bildrekonstruktionsmodul (3) so ausgebildet ist, dass es – aus dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollum laufscan und den Datensätzen für virtuelle Partialscans jeweils die Bilddatensätze rekonstruiert und – aus den Rohdaten der realen Partialscans jeweils ein Bild rekonstruiert.Apparatus for reducing partial scan artifacts in image data of phase-correlated computer tomography, which are generated from raw data of several real partial scans at different starting angles, with at least one arithmetic unit ( 1 ), a data memory ( 2 ), an image reconstruction module ( 3 ) and a module ( 4 ) for the reduction of partial scan artifacts, wherein the module ( 4 ) is designed to reduce partial scan artifacts such that it first artificially calculates a data set for a full-rotation scan from the raw data of all real partial scans or one of a subset thereof, extracts data sets for virtual partial scans with different starting angles from the artificially formed data record for the full-scale scan; For each image data set of a virtual partial scan, calculating a difference data set between this image data set and the image data set of the full-rotation scan; and correcting images reconstructed from the raw partial scans with the difference data sets corresponding to artificially generated partial scans having the same or similar starting angle; and wherein the image reconstruction module ( 3 ) is designed so that it - each reconstructs the image data sets from the artificially formed data set for the Vollum laufscan and the data sets for virtual partial scans and - reconstructs an image from the raw data of the real partial scans. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten so ausgebildet ist, dass es für jeden Datensatz für virtuelle Partialscans einen Differenzdatensatz zwischen diesem Datensatz und dem künstlich gebildeten Datensatz für den Vollumlaufscan berechnet und die Rohdaten der realen Partialscans jeweils mit Differenzdatensätzen korrigiert, die zu künstlich erzeugten Partialscans mit gleichem Startwinkel gehören.Device according to Claim 6, in which the module ( 4 ) is designed for the reduction of partial scan artifacts such that it calculates a differential data set for each virtual partial scan set between this data set and the artificially formed data set for the full scan and corrects the raw data of the real partial scans respectively with differential data sets corresponding to artificially generated partial scans with the same starting angle belong. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten so ausgebildet ist, dass es für die Korrektur für einen Scanbereich von 2π fehlende Daten des realen Partialscans mit Daten des künstlich erzeugten Partialscans ergänzt, der einen gegenüber dem realen Partialscan um π verschobenen Startwinkel aufweist.Device according to Claim 6, in which the module ( 4 ) is designed for the reduction of partial scan artifacts such that, for the correction for a scan area of 2π, it replenishes missing data of the real partial scan with data of the artificially generated partial scan which has a starting angle shifted by π relative to the real partial scan. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der das Modul (4) zur Reduktion von Partialscanartefakten so ausgebildet ist, dass es zur künstlichen Bildung des Datensatzes für den Vollumlaufscan über jeweils alle zur Verfügung stehenden Projektionen der realen Partialscans bei gleichem Projektionswinkel mittelt, um eine gemittelte Projektion zu erhalten, und die gemittelten Projektionen zur Bildung des Datensatzes für den Vollumlaufscan anschließend zusammensetzt.Device according to one of claims 6 to 9, in which the module ( 4 ) is adapted to reduce partial scan artifacts such that it averages the artificial data set for the full scan across all available projections of the real partial scans at the same projection angle to obtain an average projection and the averaged projections to form the data set for the full scan then composed.
DE200810055727 2008-11-04 2008-11-04 Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data Ceased DE102008055727A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810055727 DE102008055727A1 (en) 2008-11-04 2008-11-04 Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810055727 DE102008055727A1 (en) 2008-11-04 2008-11-04 Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008055727A1 true DE102008055727A1 (en) 2010-05-06

Family

ID=42063044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810055727 Ceased DE102008055727A1 (en) 2008-11-04 2008-11-04 Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008055727A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9235907B2 (en) 2012-03-20 2016-01-12 Juan C. Ramirez Giraldo System and method for partial scan artifact reduction in myocardial CT perfusion
CN112568925A (en) * 2019-09-30 2021-03-30 通用电气精准医疗有限责任公司 System and method for cardiac imaging

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Meinel et al., "Reduction of half-scan shading artifact based on full-scan correction", Academic Radiology 13(1), Seiten 55 bis 62, 2006
MEINEL, J.A. [u.a.]: Reduction of Half-Scan Shading Artifact Based on Full-Scan Correction. In: Academic radiology, Vol.13, 2006, No.1, S.55-62, ISSN 1076-6332 *
Primak et al., "A technical solution to avoid partial scan artifacts in MDCT", Med. Phys. 34 (2007), Nr. 12, Seiten 4726 bis 4737
PRIMAK, A.N. [u.a.]: A technical solution to avoid partial scan artifacts in cardiac MDCT. In: Med. Phys., Vol.34, 2007, No.12, S.4726-4737. ISSN 094-2405 *
STENNER, Philip [u.a.]: Partial Scan Artifact Reduction (PSAR) for the Assessment of Cardiac Perfusion in Dynamic Phase-Correlated CT. In: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 2008, S.5203-5209.-ISSN 1082-3654 *
STENNER, Philip [u.a.]: Partial Scan Artifact Reduction (PSAR) for the Assessment of Cardiac Perfusion in Dynamic Phase-Correlated CT. In: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 2008, S.5203-5209.-ISSN 1082-3654 PRIMAK, A.N. [u.a.]: A technical solution to avoid partial scan artifacts in cardiac MDCT. In: Med. Phys., Vol.34, 2007, No.12, S.4726-4737. ISSN 094-2405 MEINEL, J.A. [u.a.]: Reduction of Half-Scan Shading Artifact Based on Full-Scan Correction. In: Academic radiology, Vol.13, 2006, No.1, S.55-62, ISSN 1076-6332

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9235907B2 (en) 2012-03-20 2016-01-12 Juan C. Ramirez Giraldo System and method for partial scan artifact reduction in myocardial CT perfusion
CN112568925A (en) * 2019-09-30 2021-03-30 通用电气精准医疗有限责任公司 System and method for cardiac imaging

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013217351B4 (en) Image-based motion compensation of image data
DE102010019016B4 (en) Method for reconstructing image data of a moving examination object from measured data together with associated objects
DE102005051620A1 (en) Iterative object tomographic data reconstruction procedure uses back projection of object and applies corrections calculated from difference from forward projection
DE102011083643A1 (en) Method, computer system and CT system for determining a motion field and for motion-compensating reconstruction with this motion field
DE102009051384A1 (en) Beam hardening correction for CT perfusion measurements
DE102011086771A1 (en) Computer tomography system and method for determining volume information about a body
DE102011083647A1 (en) Motion compensated computer tomography-image data set creating method, involves reconstructing final image data set using movement-compensating reconstruction method based on reconstruction algorithm and movement field
DE102016215971A1 (en) Segmentation of angiography using an existing three-dimensional reconstruction
EP3640893A1 (en) Method of reconstructing a three-dimensional outcome image data set
DE102008048045A1 (en) A method for generating computer tomographic image data sets of a patient in cardiac CT in a perfusion control under contrast medium application
DE102010011911A1 (en) Tomosynthesis method with an iterative maximum a posteriori reconstruction
DE102015206127B4 (en) Method and image data determination device for reconstructing image data in CT imaging
DE102006045721A1 (en) Tomographic photograph production method for partially cyclically moved test subject involves utilizing data records from detector output data of different cycle phase ranges in each of at least two iteration stages
DE102011017710B4 (en) Method for providing a 3D x-ray image data set for a moving object with highly absorbent material
DE102009007236A1 (en) CT image reconstruction of a moving examination object
DE102008038357B3 (en) Method for generating 2D slice images from 3D projection data acquired by means of a CT system from an examination object containing metallic parts
DE102012217613A1 (en) Method for artifact reduction in specific-dimensional image data set, involves determining corrected projection data, in which for each pixel of projection image, correction data is determined
DE102008055727A1 (en) Method for reducing partial scan artifact in image data of phase-correlated cardio-computed tomography, involves correcting raw data using extracted datasets, and reconstructing image from corrected raw data
EP3564906A1 (en) Method for generating image data in a computer tomography unit, image generating computer, computer tomography unit, computer program product and computer-readable medium
DE102021208272A1 (en) Optimal weighting of DSA mask images
DE202012012506U1 (en) Improved SPECT motion correction
DE102010026675A1 (en) Method and device for determining a phase of an object movement in an image series, imaging device and computer program product
DE102008038330B4 (en) Method of reconstructing 2D slice images from computed tomographic 3D projection data captured as complete and truncated projections
DE102010013361B4 (en) Improved time resolution for cardiac CT recordings
DE102012217610A1 (en) Method for evaluating n-dimensional projection images of target object e.g. patient using X-ray device, involves determining consistency of information by comparing projection image data with associated comparison data

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8120 Willingness to grant licenses paragraph 23
8131 Rejection