DE102011003240B4 - Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen - Google Patents

Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen Download PDF

Info

Publication number
DE102011003240B4
DE102011003240B4 DE102011003240.1A DE102011003240A DE102011003240B4 DE 102011003240 B4 DE102011003240 B4 DE 102011003240B4 DE 102011003240 A DE102011003240 A DE 102011003240A DE 102011003240 B4 DE102011003240 B4 DE 102011003240B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image data
data set
axis
artifacts
prg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102011003240.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011003240A1 (de
Inventor
Harald Schöndube
Dr. Stierstorfer Karl
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.)
Siemens Healthcare GmbH
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
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 Siemens Healthcare GmbH filed Critical Siemens Healthcare GmbH
Priority to DE102011003240.1A priority Critical patent/DE102011003240B4/de
Priority to CN201210014767.0A priority patent/CN102613986B/zh
Priority to US13/358,624 priority patent/US8606038B2/en
Publication of DE102011003240A1 publication Critical patent/DE102011003240A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011003240B4 publication Critical patent/DE102011003240B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computerised tomographs
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5258Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
    • G06T5/77
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10072Tomographic images
    • G06T2207/10081Computed x-ray tomography [CT]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20024Filtering details
    • G06T2207/20032Median filtering

Abstract

Artefaktreduktion in CT-Bilddatensätzen aus gekippten Spiralscans eines CT-Systems (1) mit einer entlang einer Systemachse (z) verschiebbaren Gantry mit einer Rotationsachse (z'), wobei die Rotationsachse mit der Systemachse (z) einen spitzen Winkel (δ) bildet, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: 1.1. Durchführung eines Spiralscans eines Objektes (O) bei gleichzeitig relativ zur Systemachse (z) gekippter Rotationsachse (z') der Gantry, 1.2. Rekonstruktion mindestens eines CT-Bilddatensatzes aus Detektordaten, die während eines endlichen Vorschubs entlang der Systemachse (z) gesammelt wurden, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sein können, welche von defekten Detektorpixeln stammen, 1.3. Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie (L) aller Schnittpunkte der Systemachse (z) und der Rotationsachse (z') im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans, 1.4. Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie (L) und 1.5. Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt der zu entfernenden Ringartefakte (A1–A3) verwendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen, die aufgrund von defekten Detektorpixeln in typischer Ausbildung entstehen.
  • Ein ähnliches Verfahren zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen, die aufgrund von defekten Detektorpixeln bei einfachen Kreisscans entstehen, ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 198 35 451 B4 (= US 6 047 039 A ) bekannt. Bei dem dort dargestellten Verfahren werden allerdings lediglich exakt kreisförmige Artefakte, wie sie bei defekten Detektorpixeln in Verbindung mit Kreisscans entstehen, entfernt.
  • Im Falle einer Bildrekonstruktion aus Detektordaten, die im Rahmen eines Spiralscans bei gleichzeitig geneigter Gantry gewonnen werden, ergeben sich jedoch keine exakt kreisförmigen Artefakte mehr, so dass eine Anwendung des aus der Druckschrift DE 198 35 451 B4 bekannten Verfahrens zur Artefaktreduktion nicht ausreicht, um solche Artefakte zu entfernen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen, die aufgrund von defekten Detektorpixeln in typischer Ausbildung entstehen, zu finden, welches mit Erfolg auf CT-Bilddatensätze aus Spiralscans mit gleichzeitig geneigter Gantry beziehungsweise relativ zur Systemachse geneigter Rotationsachse der Gantry anwendbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
  • Die Erfinder haben folgendes erkannt:
    Bei der CT-Bildrekonstruktion resultieren defekte Detektorkanäle üblicherweise in ringförmigen Artefakten im Bild. Diese Artefakte sind um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet, der identisch mit der Position des Isozentrums, also des Drehzentrums der Gantry, im Bild ist. Da aus technischen Gründen leichte Defekte im Detektor nie ganz auszuschließen sind, ist nach dem Stand der Technik bei medizinischen CT-Geräten typischerweise ein auch als ”Balancing” bezeichneter Korrekturschritt, der diese Artefakte entfernen soll, Teil der Bildrekonstruktions-Pipeline.
  • Im Fall einer Spiraltrajektorie (Spiral-CT) treten im Bild typischerweise keine vollständigen Ringe, sondern nur Teilringe auf. Allen Fällen gemein ist jedoch der gemeinsame Mittelpunkt im Isozentrum, so dass die Balancing-Algorithmen für beide Fälle angewendet werden können.
  • Wird jedoch bei der Aufnahme der CT-Daten die Gantry gegenüber der Systemachse beziehungsweise Tischvorschubachse gekippt, ist dieses Merkmal eines gemeinsamen Mittelpunkts der Ringartefakte nicht mehr gegeben. Ein bei dieser Scanweise entstehender Artefakt entspricht im Bild einer Spirale mit während des Scans wanderndem Mittelpunkt, so dass die bekannten Verfahren der Artefaktreduktion nicht wirksam werden.
  • Es ist nach der Erkenntnis der Erfinder jedoch möglich, die Grundzüge des bekannten Verfahrens dahingehend zu modifizieren, dass weiterhin Ringartefakte gesucht und entfernt werden, wobei jedoch mehrere Bezugspunkte dieser Ringartefakte, also deren Mittelpunkte, auf einer Line gewählt werden, die im CT-Bilddatensatz durch den während des Scans wandernden Schnittpunkt zwischen Systemachse und Rotationsachse definiert ist. Durch diese mehrfache Eliminierung kreisförmiger Strukturen um mehrere Mittelpunkte werden auch die spiralförmigen Artefakte schrittweise wirksam entfernt.
  • Demgemäß schlagen die Erfinder eine Artefaktreduktion in CT-Bilddatensätzen aus gekippten Spiralscans eines CT-Systems mit einer entlang einer Systemachse verschiebbaren Gantry mit einer Rotationsachse, wobei die Rotationsachse mit der Systemachse einen spitzen Winkel bildet, vor, wobei die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden:
    • – Durchführung eines Spiralscans eines Objektes bei gleichzeitig relativ zur Systemachse gekippter Rotationsachse der Gantry,
    • – Rekonstruktion mindestens eines CT-Bilddatensatzes aus Detektordaten, die während eines endlichen Vorschubs entlang der Systemachse gesammelt wurden, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sein können, welche von defekten Detektorpixeln stammen,
    • – Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie aller Schnittpunkte der Systemachse und der Rotationsachse im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans,
    • – Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie und
    • – Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt der zu entfernenden Ringartefakte verwendet wird.
  • Vorteilhaft ist es bei diesem Verfahren, wenn aus dem CT-Bilddatensatz durch mehrfache Filterung mindestens ein Artefakt-Bilddatensatz berechnet wird, welcher nur die Bildartefakte enthält, die von defekten Detektorpixeln stammen, der mindestens eine Artefakt-Bilddatensatz vom CT-Bilddatensatz pixelweise subtrahiert wird und das Ergebnis angezeigt und/oder gespeichert und/oder weiterverarbeitet wird.
  • Hierbei ist es günstig, den Artefakt-Bilddatensatz je ausgewähltem Mittelpunkt durch Ausführung der folgenden Verfahrensschritte zu berechnen:
    • – Durchführung einer Median-Hochpassfilterung in radialer Richtung, bezogen auf den jeweils betrachteten Mittelpunkt,
    • – gefolgt von einer Vielzahl von Tiefpassfilterungen in Winkelrichtung entlang von Kreisbögen unterschiedlicher Radien um den jeweiligen Mittelpunkt.
  • Besonders günstig ist es auch eine Schwellwertfilterung aufzunehmen und den Artefakt-Bilddatensatz je ausgewähltem Mittelpunkt durch Ausführung der folgenden Verfahrensschritte zu berechnen:
    • – Durchführung einer Schwellwertfilteroperation auf dem CT-Bilddatensatz,
    • – gefolgt von einer Median-Hochpassfilterung in radialer Richtung, bezogen auf den jeweils betrachteten Mittelpunkt,
    • – gefolgt von einer erneuten Schellwertfilteroperation,
    • – gefolgt von einer Vielzahl von Tiefpassfilterungen in Winkelrichtung entlang von Kreisbögen unterschiedlicher Radien um den jeweiligen Mittelpunkt.
  • Hierbei wird eine Medianfilterung in radialer Richtung auf dem Ursprungsbild durchgeführt, was eine Art von Tiefpassfilterung darstellt. Wenn man das mediangefilterte Bild dann vom Ursprungsbild abzieht, erhält man ein median-hochpass-gefiltertes Bild, welches nur noch Kanten enthält, die senkrecht auf der radialen Filterrichtung stehen. Um nun z. B. Knochenkanten von Ringartefakten zu unterscheiden erfolgen die Schwellwertbildung, wobei davon ausgegangen wird, dass ein Artefakt einen gewissen Schwellwert nicht überschreitet, sowie die Tiefpassfilterung in Winkelrichtung, also entlang der vermuteten Ringartefakte.
  • Weiterhin kann je CT-Bilddatensatz für jeden ausgewählten Mittelpunkt ein separater Artefakt-Bilddatensatz erzeugt und die Artefakt-Bilddatensätze einzeln vom CT-Bilddatensatz subtrahiert werden.
  • Alternativ kann auch je CT-Bilddatensatz für jeden ausgewählten Mittelpunkt ein Artefakt-Bilddatensatz erzeugt und aufaddiert werden und der daraus sich ergebende Gesamt-Artefakt-Bilddatensatz für alle ausgewählten Mittelpunkte vom CT-Bilddatensatz subtrahiert werden.
  • In den meisten praktischen Fällen des oben dargestellten Verfahrens genügt es, wenn je CT-Bilddatensatz zwei oder drei Mittelpunkte ausgewählt werden.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren zählt zum Rahmen der Erfindung auch ein Computersystem eines CT-Systems mit zu einer Systemachse kippbarer Rotationsachse einer Gantry, aufweisend einen Speicher für Computerprogramme, der auch ein Computerprogramm enthält, welches im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt:
    • – Empfang von Detektordaten aus einem Spiralscan eines Objektes bei gleichzeitig relativ zur Systemachse gekippter Rotationsachse der Gantry,
    • – Rekonstruktion mindestens eines CT-Bilddatensatzes aus Detektordaten, die während eines endlichen Vorschubs entlang der Systemachse gesammelt wurden, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sind, welche von defekten Detektorpixeln stammen,
    • – Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie aller Schnittpunkte der Systemachse und der Rotationsachse im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans,
    • – Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie und
    • – Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt der zu entfernenden Ringartefakte verwendet wird.
  • Schließlich zählt zum Rahmen der Erfindung auch ein gegebenenfalls separat stehendes oder über eine Netzleitung mit einem CT-System verbundenes Computersystem, welches zur Bildbearbeitung ausgebildet und mit einem Speicher für Computerprogramme versehen ist, wobei der Speicher auch ein Computerprogramm enthält, welches im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt:
    • – Empfang von mindestens einem CT-Bilddatensatz aus Detektordaten einer Spiralabtastung mit geneigter Gantry, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sind, welche von defekten Detektorpixeln stammen,
    • – Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie aller Schnittpunkte der Systemachse und der Rotationsachse im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans,
    • – Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie und
    • – Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt der zu entfernenden Ringartefakte verwendet wird.
  • In beiden oben beschriebenen Computersystemen können dann auch Computerprogramme gespeichert sein, die im Betrieb die weiteren zuvor beschriebenen Verfahrensschritte ausführen können.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden folgende Bezugszeichen verwendet: 1: CT-System; 2: erste Röntgenröhre; 3: erster Detektor; 4: zweite Röntgenröhre; 5: zweiter Detektor; 6: Gantrygehäuse; 7: Patient; 8: Patientenliege; 10: Computersystem: 11: Kontrastmittelapplikator; 12: EKG-Leitung; A1, A2, A3: Artefaktlinien; B: CT-Bild; BE: Bildebene; D: Detektor; F: Fokus; L: Verbindungslinie; M: Messfeld; M1, M2, M3: Mittelpunkte; O: Objekt; Prg1 bis Prgn: Computerprogramme; S1; Sn: Randstrahlen; x: horizontale Querachse; y: senkrechte Hochachse; y': Senkrechte auf der Rotationsachse; z: Systemachse; z': gekippte Rotationsachse; δ: Winkel.
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • 1 ein beispielhaftes CT-System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine schematische Darstellung der Bezugssysteme in einem Schnitt eines CT-Systems,
  • 3 eine Darstellung eines CT-Bilddatensatzes einer Aufnahme eines zylindrischen Objektes unter Simulation von drei defekten Detektorpixeln und
  • 4 eine vektorisierte Darstellung des Bildes aus 3.
  • Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes CT-System 1 mit einem Gantrygehäuse 6, in dem sich auf einer hier nicht näher dargestellten Gantry eine Röntgenröhre 2 mit einem gegenüberliegenden Detektor 3 befinden, welcher im Betrieb um eine Rotationsachse der Gantry rotiert. Die Gantry selbst ist kippbar um eine horizontale Querachse x aufgebaut, so dass ein Patient 7, der sich auf einer Patientenliege 8 befindet, in einer entsprechend schrägen Ebene gescannt werden kann. Für diesen Scan wird der Patient 7 mit Hilfe der Patientenliege 8 entlang einer Systemachse z durch das Messfeld M der Gantry kontinuierlich hindurch bewegt, während gleichzeitig mit dem Strahler-/Detektorsystem, bestehend aus Röntgenröhre 2 und Detektor 3, der Körper des Patienten 7 durch Röntgenstrahlung abgescannt wird. Optional besteht die Möglichkeit auf der Gantry zusätzlich ein zweites Strahler-/Detektorsystem anzubringen. Dieses ist hier durch die zweite Röntgenröhre 4 und dem zweiten, dieser Röntgenröhre gegenüberliegenden Detektor 5 dargestellt.
  • Das CT-System 1 verfügt außerdem über ein Computersystem 10, welches einerseits zur Steuerung des CT-Systems 1 verwendet wird und hierzu Computerprogramme Prg1 bis Prgn in seinem Speicher gespeichert hat. Dieses Computersystem 10 kann zusätzlich als EKG-System verwendet werden, welches mit Hilfe einer EKG-Leitung 12 den Herzrhythmus des Patienten 7 aufnehmen kann und damit die Steuerung der Abtastung des Patienten 7 beeinflussen kann. Zusätzlich wird in der hier gezeigten Darstellung des CT-Systems 1 auch ein Kontrastmittelapplikator 11 gezeigt, mit welchem dem Patienten zur besseren Kontrastierung organischer Strukturen Kontrastmittel injiziert werden kann.
  • Erfindungsgemäß befindet sich in den Programmen Prg1 bis Prgn auch mindestens ein Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduktion von Ringartefakten ausführen kann, wenn dieses auf rekonstruierte Bilddaten, die auch durch das Computersystem 10 berechnet werden können, angewendet wird.
  • Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der 2 ein schematischer Schnitt durch ein zylinderförmiges untersuchtes Objekt O, welches mit seiner Längsachse parallel zur z-Achse des Koordinatensystems des CT-Systems ausgerichtet ist. Außerdem ist die y-Achse dieses Koordinatensystems ebenfalls gezeigt. Senkrecht auf dem Schnitt zwischen der z-Achse und der y-Achse befindet sich die x-Achse dieses Koordinatensystems, die mit der Querachse x aus 1 identisch ist. Außerdem ist die z-Achse identisch zur Systemachse z aus der 1 und das nutzbare Messfeld M mit zwei gestrichelten Linien begrenzt dargestellt.
  • In der 2 ist weiterhin schematisch ein Strahler-/Detektorsystem dargestellt, bestehend aus einem Fokus F, von dem ein Strahlenbündel – angedeutet durch die Randstrahlen S1 und Sn – auf den gegenüberliegenden Detektor D ausgerichtet ist. Die Gantry, auf der der Fokus F und der Detektor D angeordnet sind, ist im vorliegenden Fall um einen Winkel δ, der größer als Null ist, um die nicht dargestellte x-Achse gekippt, so dass die Rotationsebene der Gantry, die durch die gekippte y'-Achse dargestellt wird, während des Scans diesen Winkel δ zur y-Achse einnimmt. Die neue Rotationsachse der Gantry ist im vorliegenden Bild mit z' angegeben. Die y'-Achse und die z'-Achse sind jeweils gestrichelt dargestellt. Zur Verdeutlichung der Ausführung eines erfindungsgemäßen Spiralscans, der über einen gewissen Zeitraum läuft, wobei hier die Gantry relativ zum scannenden Objekt O verschoben wird, sind – gepunktet und mit dünnen Linien gezeichnet – links und rechts von dem eigentlichen gekippten Koordinatensystem die korrespondierenden Koordinatensysteme zum Anfang und zum Ende des Scans eingetragen. Die Koordinatenursprünge liegen dabei alle auf der z-Achse (Systemachse) und beschreiben gleichzeitig Beispiele ausgewählter Mittelpunkte M1 bis M3. Entlang der y'-Achse ist außerdem ein schraffierter Bereich BE dargestellt, der die Bildebene zeigt, die später in einem rekonstruierten Schnittbild dargestellt wird.
  • Wird ein solcher Scan mit gekippter Gantry mit drei defekten Detektorpixeln durchgeführt, so entsteht eine Aufnahme dieses Objektes O, wie es in der darunter stehenden 3 gezeigt ist. Die 3 zeigt ein CT-Bild B, bei dem das an sich zylinderförmige Objekt O – hier ein wassergefüllter Plexiglaszylinder (weißer Rand = Plexiglas, grau innen = Wasser) –, aufgrund des schrägen Schnittes eine ovale Kontur aufweist, wobei in der Darstellung des zylinderförmigen Objektes drei Artefaktspuren A1, A2 und A3 gezeigt sind.
  • Zur deutlicheren Darstellung wurde nochmals in der 4 diese bildliche Darstellung des Objektes O vektorisiert aufgezeichnet, wobei hier auf eine Grauwertdarstellung verzichtet wird und in einer reinen schwarz-weiß Darstellung die Artefaktspuren A1 bis A3 nochmals besonders gut zu erkennen sind.
  • Erfindungsgemäß wird nun bei einem derartigen Bild eine Linie L gesucht, auf der die Strahlen, die durch die – hier nicht eingetragenen – Mittelpunkte M1 bis M3 verlaufen, zu finden sind. Um mehrere auf dieser Linie L gelegene ausgewählte Mittelpunkte wird dann ein an sich bekanntes Artefaktreduktionsverfahren zur Entfernung von Ringartefakten ausgeführt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Anwendung von zwei oder drei bekannten Artefaktentfernungsverfahren um zwei oder drei Mittelpunkte auf der Linie L ausreichend sind, um eine gute Eliminierung der Artefakte zu erzeugen.
  • Insgesamt wird mit der Erfindung also ein Verfahren und ein Computersystem mit einer Software zur Artefaktreduktion in CT-Bilddatensätzen aus Spiralscans eines CT-Systems mit einer gekippten Gantry vorgeschlagen, wobei um mindestens zwei Positionen des sich während des Spiralscans verschiebenden Drehzentrums jeweils eine Entfernung von Ringartefakten um diese Positionen ausgeführt wird, wobei die jeweilige Position als Mittelpunkt der zu entfernenden Ringartefakte verwendet wird.

Claims (10)

  1. Artefaktreduktion in CT-Bilddatensätzen aus gekippten Spiralscans eines CT-Systems (1) mit einer entlang einer Systemachse (z) verschiebbaren Gantry mit einer Rotationsachse (z'), wobei die Rotationsachse mit der Systemachse (z) einen spitzen Winkel (δ) bildet, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: 1.1. Durchführung eines Spiralscans eines Objektes (O) bei gleichzeitig relativ zur Systemachse (z) gekippter Rotationsachse (z') der Gantry, 1.2. Rekonstruktion mindestens eines CT-Bilddatensatzes aus Detektordaten, die während eines endlichen Vorschubs entlang der Systemachse (z) gesammelt wurden, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sein können, welche von defekten Detektorpixeln stammen, 1.3. Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie (L) aller Schnittpunkte der Systemachse (z) und der Rotationsachse (z') im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans, 1.4. Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie (L) und 1.5. Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt der zu entfernenden Ringartefakte (A1–A3) verwendet wird.
  2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 2.1. aus dem CT-Bilddatensatz durch mehrfache Filterung mindestens ein Artefakt-Bilddatensatz berechnet wird, welcher nur die Bildartefakte enthält, die von defekten Detektorpixeln stammen, 2.2. der mindestens eine Artefakt-Bilddatensatz vom CT-Bilddatensatz pixelweise subtrahiert wird und 2.3. das Ergebnis angezeigt und/oder gespeichert und/oder weiterverarbeitet wird.
  3. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Artefakt-Bilddatensatz je ausgewähltem Mittelpunkt (M1–M3) durch Ausführung der folgenden Verfahrensschritte berechnet wird: 3.1. Durchführung einer Median-Hochpassfilterung in radialer Richtung, bezogen auf den jeweils betrachteten Mittelpunkt (M1–M3), 3.2. gefolgt von einer Vielzahl von Tiefpassfilterungen in Winkelrichtung entlang von Kreisbögen unterschiedlicher Radien um den jeweiligen Mittelpunkt (M1–M3).
  4. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Artefakt-Bilddatensatz je ausgewähltem Mittelpunkt (M1–M3) durch Ausführung der folgenden Verfahrensschritte berechnet wird: 4.1. Durchführung einer Schwellwertfilteroperation auf dem CT-Bilddatensatz, 4.2. gefolgt von einer Median-Hochpassfilterung in radialer Richtung, bezogen auf den jeweils betrachteten Mittelpunkt (M1–M3), 4.3. gefolgt von einer erneuten Schellwertfilteroperation, 4.4. gefolgt von einer Vielzahl von Tiefpassfilterungen in Winkelrichtung entlang von Kreisbögen unterschiedlicher Radien um den jeweiligen Mittelpunkt (M1–M3).
  5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass je CT-Bilddatensatz für jeden ausgewählten Mittelpunkt (M1–M3) ein Artefakt-Bilddatensatz erzeugt und die Artefakt-Bilddatensätze einzeln vom CT-Bilddatensatz subtrahiert werden.
  6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass je CT-Bilddatensatz für jeden ausgewählten Mittelpunkt (M1–M3) ein Artefakt-Bilddatensatz erzeugt und aufaddiert werden und der daraus sich ergebenden Gesamt-Artefakt-Bilddatensatz für alle ausgewählten Mittelpunkte (M1–M3) vom CT-Bilddatensatz subtrahiert wird.
  7. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass je CT-Bilddatensatz zwei oder drei Mittelpunkte (M1-M3) ausgewählt werden.
  8. Computersystem (10) eines CT-Systems (1) mit zu einer Systemachse (z) kippbarer Rotationsachse (z') einer Gantry, aufweisend einen Speicher für Computerprogramme (Prg1–Prgn), dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher auch ein Computerprogramm (Prg1–Prgn) enthält, welches im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt: 8.1. Empfang von Detektordaten aus einem Spiralscan eines Objektes (O) bei gleichzeitig relativ zur Systemachse (z) gekippter Rotationsachse (z') der Gantry, 8.2. Rekonstruktion mindestens eines CT-Bilddatensatzes aus Detektordaten, die während eines endlichen Vorschubs entlang der Systemachse (z) gesammelt wurden, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sind, welche von defekten Detektorpixeln stammen, 8.3. Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie (L) aller Schnittpunkte (M1–M3) der Systemachse (z) und der Rotationsachse (z') im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans, 8.4. Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie (L) und 8.5. Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt (M1–M3) der zu entfernenden Ringartefakte (A1–A3) verwendet wird.
  9. Computersystem (10) ausgebildet zur Bildbearbeitung mit einem Speicher für Computerprogramme (Prg1–Prgn), dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher auch ein Computerprogramm (Prg1–Prgn) enthält, welches im Betrieb die folgenden Verfahrensschritte durchführt: 9.1. Empfang von mindestens einem CT-Bilddatensatz aus Detektordaten einer Spiralabtastung mit geneigter Gantry, wobei in diesem mindestens einen CT-Bilddatensatz Bildartefakte vorhanden sind, welche von defekten Detektorpixeln stammen, 9.2. Bestimmen der geometrischen Lage der Verbindungslinie (L) aller Schnittpunkte (M1–M3) der Systemachse (z) und der Rotationsachse (z') im rekonstruierten Bilddatensatz während des Scans, 9.3. Auswahl von mindestens zwei Punkten im CT-Bilddatensatz auf der Verbindungslinie (L) und 9.4. Durchführung jeweils einer Entfernung von Ringartefakten (A1–A3) um jeden der ausgewählten Punkte, wobei der jeweilige Punkt als Mittelpunkt (M1–M3) der zu entfernenden Ringartefakte (A1–A3) verwendet wird.
  10. Computersystem (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm (Prg1–Prgn) im Speicher derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb auch die Verfahrensschritte der voranstehenden Patentansprüche 2 bis 7 ausführt.
DE102011003240.1A 2011-01-27 2011-01-27 Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen Expired - Fee Related DE102011003240B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011003240.1A DE102011003240B4 (de) 2011-01-27 2011-01-27 Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen
CN201210014767.0A CN102613986B (zh) 2011-01-27 2012-01-17 减少重建的ct图像数据组中的伪影的方法和计算机系统
US13/358,624 US8606038B2 (en) 2011-01-27 2012-01-26 Method and computer system for the reduction of artifacts in reconstructed CT image datasets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011003240.1A DE102011003240B4 (de) 2011-01-27 2011-01-27 Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011003240A1 DE102011003240A1 (de) 2012-08-02
DE102011003240B4 true DE102011003240B4 (de) 2017-02-02

Family

ID=46511193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011003240.1A Expired - Fee Related DE102011003240B4 (de) 2011-01-27 2011-01-27 Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8606038B2 (de)
CN (1) CN102613986B (de)
DE (1) DE102011003240B4 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2011253779A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-20 Canon Kabushiki Kaisha Estimation of shift and small image distortion
CN103593826B (zh) * 2013-10-22 2016-08-17 南方医科大学 图像环形伪影校正方法
WO2018103015A1 (zh) * 2016-12-07 2018-06-14 深圳先进技术研究院 一种环形伪影修正的方法及装置
EP3628230A1 (de) * 2018-09-27 2020-04-01 Koninklijke Philips N.V. Röntgenbildgebungssystem mit fremdkörperreduzierung
CN112070856B (zh) * 2020-09-16 2022-08-26 重庆师范大学 基于非下采样轮廓波变换的有限角c型臂ct图像重建方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19835451B4 (de) * 1997-08-20 2005-03-24 Siemens Ag Verfahren für einen Computertomographen zur Nachverarbeitung eines Schnittbildes und nach diesem Verfahren arbeitender Computertomograph
US20050111611A1 (en) * 2002-10-30 2005-05-26 Kabushhiki Kaisha Toshiba Tilted gantry helical cone-beam feldkamp reconstruction for multislice CT

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314397A (ja) * 2000-05-10 2001-11-13 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc ファントム取付姿勢の検出方法及びそのx線ct装置
DE10242910A1 (de) * 2001-09-17 2003-04-24 Ge Med Sys Global Tech Co Llc Bildrekonstruktionsverfahren und Röntgen-CT-Gerät
US6751283B2 (en) * 2002-08-06 2004-06-15 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Reconstruction method for tilted-gantry computed tomography
DE102004044698A1 (de) * 2004-09-15 2006-03-30 Siemens Ag Verfahren zur Beseitigung von Ringartefakten aus mit einem Computertomographiegerät erzeugten Schichtbildern
US7394887B2 (en) * 2004-10-15 2008-07-01 General Electric Company Method and apparatus for reconstruction of tilted cone beam data
DE602007010192D1 (de) * 2006-01-26 2010-12-16 Toshiba Kk Röntgen-CT-Gerät, sowie Verfahren zur Phantomzuweisung
US8260017B2 (en) * 2009-02-19 2012-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotation center identifying method and apparatus, ring artifact correction method, and X-ray diagnostic apparatus employing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19835451B4 (de) * 1997-08-20 2005-03-24 Siemens Ag Verfahren für einen Computertomographen zur Nachverarbeitung eines Schnittbildes und nach diesem Verfahren arbeitender Computertomograph
US20050111611A1 (en) * 2002-10-30 2005-05-26 Kabushhiki Kaisha Toshiba Tilted gantry helical cone-beam feldkamp reconstruction for multislice CT

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011003240A1 (de) 2012-08-02
US8606038B2 (en) 2013-12-10
CN102613986B (zh) 2016-06-01
CN102613986A (zh) 2012-08-01
US20120195483A1 (en) 2012-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10114099B4 (de) Verfahren zum Detektieren der dreidimensionalen Position eines in einen Körperbereich eingeführten medizinischen Untersuchungsinstruments, insbesondere eines in ein Gefäß eingeführten Katheters
DE102006041033B4 (de) Verfahren zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bildvolumens
DE69931750T2 (de) Verfahren und gerät zur verkalkungsmessung
DE102012204019B4 (de) Verfahren zur Reduzierung von Bewegungsartefakten
DE102005012654B4 (de) Verfahren und Computertomographie-System zur Erstellung tomographischer Aufnahmen eines Objektes
DE102009032059A1 (de) Sinogrammbearbeitung für die Metallartefaktreduktion in der Computertomographie
DE102005005839A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung von Artefakten bei Kegelstrahl-CT-Bildrekonstruktionen
DE102011088265B4 (de) Verfahren zur Korrektur von aufgrund eines Streustrahlenrasters auftretenden Bildartefakten
DE102009037243A1 (de) Verfahren zur hervorgehobenen Darstellung von Objekten bei interventionellen angiographischen Untersuchungen
DE102011003240B4 (de) Verfahren und Computersystem zur Reduktion von Artefakten in rekonstruierten CT-Bilddatensätzen
DE102016202434A1 (de) Auswahlverfahren für einen Artefaktkorrekturalgorithmus, Datenverarbeitungseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens und medizinische Bildgebungsanlage
DE10051462A1 (de) Verfahren zur Strahlaufhärtungskorrektur für ein mittels eines CT-Geräts aufgenommenes Ausgangsbild
DE102006027670A1 (de) Bildbasierte Artefaktreduktion bei der PET/CT Bildgebung
DE102007030097A1 (de) Röntgen-CT-Gerät
DE102010019632A1 (de) Verfahren zur Aufnahme und Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes und Röntgeneinrichtung
DE102008031530B4 (de) Verfahren zur Korrektur von Trunkierungsartefakten
DE102004044698A1 (de) Verfahren zur Beseitigung von Ringartefakten aus mit einem Computertomographiegerät erzeugten Schichtbildern
DE102010013360A1 (de) Verbesserte Mehrsegment-Bildrekonstruktion für Cardio-CT-Aufnahmen
DE102008038357B3 (de) Verfahren zur Erzeugung von 2D-Schnittbildern aus 3D-Projektionsdaten, die mittels eines CT-Systems von einem metallische Anteile enthaltenden Untersuchungsobjekt erfasst wurden
DE102008021926B4 (de) Erstellung und Präsentation von patientenindividuellen Panoramadarstellungen
DE102007002417B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Position für wenigstens eine halbtransparente Blende und zugehörige Einrichtung
DE102011081167A1 (de) Rückprojektion eines Projektionsbilddatensatzes mit tiefenabhängiger Filterung
DE10009746B4 (de) Verfahren zur Reduzierung von Strichartefakten in einem CT-Bild
DE102009019840A1 (de) Kontrastverstärkung von CT-Bildern mittels eines Multibandfilters
DE19835873A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zellenkopplung bei einem Mehrschnittcomputer-Tomographie-System

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee