DE102011083391A1 - Method for creating spatial three-dimensional image data record, involves determining part of tomography image data record by standard reconstruction, and determining remaining part of data record by information-supplemented reconstruction - Google Patents

Method for creating spatial three-dimensional image data record, involves determining part of tomography image data record by standard reconstruction, and determining remaining part of data record by information-supplemented reconstruction Download PDF

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Abstract

The method involves determining a part of a computed tomography image data record by a standard reconstruction exclusively based on current measurement data. Remaining part of the computed tomography-image data record is determined by information-supplemented reconstruction. A threshold value is defined for a maximum portion of unused projections for aborting a scan. Another threshold value is defined for the maximum portion of the unused projections to a projection angular range for executing the standard reconstruction. An independent claim is also included for a computed tomography system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein CT-System zur Erzeugung eines CT-Bilddatensatzes aus einer Vielzahl von Projektionsdatensätzen. The invention relates to a method and a CT system for generating a CT image data set from a plurality of projection data records.

Es ist allgemein bekannt, dass bei konventionellen CT-Rekonstruktionen – also bei Rekonstruktionen in denen CT-Bilddaten nur aus gemessenen Detektordaten bestimmt werden – der Anteil an nicht verwendbaren Detektorauslesungen (= readings), zum Beispiel aufgrund von Datenübertragungsfehlern durch den Schleifring der Gantry oder aufgrund von Einbrüchen der Hochspannung der Röntgenröhre durch Überschläge, sehr schnell eine Obergrenze erreicht, ab der ein Ausgleich solch fehlender oder falscher Daten durch Interpolationsverfahren nicht mehr möglich ist. Entsprechend können solche konventionellen Rekonstruktionen, die grundsätzlich einen vollständigen Satz an Projektionsdaten benötigen, bei zunehmender Fehlerrate relativ schnell nicht mehr ausgeführt werden und es muss dann ein Abbruch des Scans erfolgen. It is generally known that in conventional CT reconstructions - ie in reconstructions in which CT image data are determined only from measured detector data - the proportion of non-usable detector readings, for example due to data transmission errors through the slip ring of the gantry or due By breaking the high voltage of the X-ray tube by flashovers, very quickly reached an upper limit, from which a compensation of such missing or incorrect data by interpolation is no longer possible. Accordingly, such conventional reconstructions, which generally require a complete set of projection data, can not be performed relatively quickly with increasing error rate, and the scan must then be aborted.

Es sind allerdings inzwischen auch Rekonstruktionsverfahren bekannt, die zwar rechnerisch sehr aufwendig sind, jedoch auf der Basis zusätzlicher Vorkenntnisse bezüglich des abgetasteten Objektes und seiner Eigenschaften über den gemessenen Datensatz hinaus auch mit sehr spärlichen Daten, die eigentlich die Bedingungen des Shannon-Abtasttheorems für eine Rekonstruktion nicht erfüllen, trotzdem brauchbare Bilddaten rekonstruieren können. Ermöglicht wird dies dadurch, dass zusätzliche Informationen über das Objekt oder vorhergehende Bilddaten in den Rekonstruktionsprozess einfließen, die den eigentlich gemäß Shannon-Abtasttheorem zu geringen Informationsgehalt aus den Abtastdaten kompensieren. Es wird also ein für die Rekonstruktion eines CT-Bildes zu geringer Informationsgehalt der verwendeten Detektordaten durch anderweitig gewonnenen Informationsgehalt bezüglich des abzubildenden Objektes ersetzt. Hierbei können vielfältigste Informationen verwendet werden, zum Beispiel ein vorhandenes früheres Bild des Objektes oder Kenntnisse über statistische Eigenschaften der zu erstellenden Abbildung, dort vorhandene bekannte Strukturen oder Ähnliches. Im Folgenden werden solche Rekonstruktionsverfahren daher als „informationsergänzte Rekonstruktionsverfahren“ bezeichnet, meist handelt es sich dabei um Sondervarianten iterativer Rekonstruktionsverfahren. Beispiele hierfür sind die an sich bekannten „compressed sensing“- oder „sparse sampling“- oder „prior image constrained compressed sensing (PICCS)“-Rekonstruktionsverfahren, wie sie beispielsweise in den Druckschriften:

  • – The application of compressed sensing for rapid MR imaging, Authors: Michael Lustig, David Donoho, John M. Pauly, in: Magnetic Resonance in Medicine, Volume 58, Issue 6, pages 1182–1195, December 2007 ;
  • – Prior image constrained compressed sensing (PICCS): A method to accurately reconstruct dynamic CT images from highly undersampled projection data sets, Guang-Hong Chen, Jie Tang, and Shuai Leng, Med. Phys. 35, 660 (2008) .
However, there are now also known reconstruction methods, which are indeed very complex computation, but based on additional prior knowledge of the scanned object and its properties beyond the measured data set also with very sparse data, which actually the conditions of the Shannon sampling theorem for a reconstruction do not fulfill, but still be able to reconstruct usable image data. This is made possible by the fact that additional information about the object or previous image data is included in the reconstruction process, which compensate for the information content from the scan data that is actually too low according to the Shannon sampling theorem. Thus, an information content of the detector data used that is too small for the reconstruction of a CT image is replaced by information content that has otherwise been obtained with regard to the object to be imaged. Here, a wide variety of information can be used, for example, an existing earlier image of the object or knowledge of statistical properties of the image to be created, there existing known structures or the like. In the following, such reconstruction methods are therefore referred to as "information-supplemented reconstruction methods", and these are usually special variants of iterative reconstruction methods. Examples of this are the known "compressed sensing" or "sparse sampling" or "prior image constrained compressed sensing (PICCS)" reconstruction methods, as described, for example, in the publications:
  • - The application of compressed sensing for rapid MR imaging, Authors: Michael Lustig, David Donoho, John M. Pauly, in: Magnetic Resonance in Medicine, Volume 58, Issue 6, pages 1182-1195, December 2007 ;
  • - Prior image constrained compressed sensing (PICCS): A method to accurately reconstruct dynamic CT images from highly undersampled projection data sets, Guang-Hong Chen, Jie Tang, and Shuai Leng, Med. Phys. 35, 660 (2008) ,

Problematisch ist bei diesen informationsergänzten Rekonstruktionsverfahren allerdings, dass der Rechenaufwand zur Erzeugung eines vollständigen CT-Bilddatensatzes sehr aufwendig ist. Aus diesem Grunde haben auch diese Verfahren bisher keine praktische Relevanz in der klinischen Praxis. The problem with these information-supplemented reconstruction methods, however, is that the computational effort for generating a complete CT image data set is very complicated. For this reason, these methods have hitherto no practical relevance in clinical practice.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein CT-System zur Erzeugung eines CT-Bilddatensatzes aus einer Vielzahl von Projektionsdatensätzen zu finden, bei dem im Vergleich zur Bilderzeugung mit konventionellen Rekonstruktionen ein wesentlich höherer Anteil an Datenverlusten toleriert wird, jedoch der rechnerische Aufwand wesentlich unter dem einer Rekonstruktion eines vollständigen CT-Bilddatensatzes durch informationsergänzte Rekonstruktionsverfahren liegt. It is an object of the invention to find a method and a CT system for generating a CT image data set from a plurality of projection data sets, in which compared to imaging with conventional reconstructions a much higher proportion of data losses is tolerated, but the computational effort significantly below which is a reconstruction of a complete CT image data set by information-supplemented reconstruction methods.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the subordinate claims.

Der Erfinder hat erkannt, dass es möglich ist, aus Scans bei denen zum Teil ein derart erhöhter Anteil an nicht verwertbaren oder fehlerhaft übertragenen Detektorauslesungen auftreten, dass eine vollständige Standardrekonstruktion nicht durchführbar ist, trotzdem einen vollständigen CT-Bilddatensatz mit vertretbarem Rechenaufwand zu berechnen. Hierzu soll, – nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt, der gesamte CT-Bilddatensatz durch ein informationsergänztes Rekonstruktionsverfahren, sondern – ausschließlich der Anteil des CT-Bilddatensatzes, für den nur spärliche Detektor- beziehungsweise Projektionsdaten zur Verfügung stehen, nach dem informationsergänzten Rekonstruktionsverfahren berechnet werden und die restlichen Anteile des CT-Scans, bei denen ausreichende Detektor- beziehungsweise Projektionsdaten vorliegen mit der schnelleren Standardrekonstruktion errechnet werden. Der gesamte CT-Bilddatensatz wird dann aus beiden Bildanteilen zusammengesetzt. Gegebenenfalls können fehlerhafte Übergänge zwischen den Bildanteilen, z.B. durch Interpolationen oder ähnliche Anpassungsverfahren, aneinander angeglichen werden, so dass insgesamt ein gleichmäßiger Bildeindruck entsteht. The inventor has recognized that it is possible to compute scans with partially such an increased amount of non-exploitable or erroneously transmitted detector readings that full standard reconstruction is not feasible, yet to compute a complete CT image data set with reasonable computational effort. For this purpose, the entire CT image data set is not calculated by an information-supplemented reconstruction method, as is known from the prior art, but rather exclusively the fraction of the CT image data record for which only sparse detector or projection data is available, according to the information-supplemented reconstruction method and the remaining portions of the CT scan for which sufficient detector or projection data is available can be calculated using the faster standard reconstruction. The entire CT image data set is then composed of both image parts. Optionally, erroneous transitions between the image portions, e.g. by interpolation or similar adaptation methods, be aligned with each other, so that overall creates a uniform image impression.

Entsprechend dieser Erkenntnis schlägt der Erfinder ein Verfahren zur Erzeugung eines CT-Bilddatensatzes vor, wobei ein Teil des CT-Bilddatensatz durch Standardrekonstruktion – also ausschließlich durch Rekonstruktionen aus gemessenen Detektordaten, zum Beispiel durch eine gefilterte Rückprojektion oder ein iteratives Rekonstruktionsverfahren – bestimmt wird und der Rest des CT-Bilddatensatzes durch ein informationsergänztes Rekonstruktionsverfahren – beispielsweise durch iterative „compressed sensing“- oder „sparse sampling“- oder „prior image constrained compressed sensing (PICCS)“-Rekonstruktion – bestimmt wird. According to this finding, the inventor proposes a method for generating a CT image data set, whereby a part of the CT image data set is determined by standard reconstruction-that is, exclusively by reconstructions from measured detector data, for example by a filtered back-projection or an iterative reconstruction method-and the remainder of the CT image data set is determined by an information-supplemented reconstruction method, for example by iterative "compressed sensing" or "sparse sampling" or "prior image constrained compressed sensing (PICCS)" reconstruction.

Konkret kann ein solches Verfahren zur Erzeugung eines CT-Bilddatensatzes die folgenden Verfahrensschritte aufweisen:

  • – festlegen eines ersten Schwellwertes für den maximalen Anteil von nicht verwertbaren Projektionen über dem der Scan abgebrochen wird,
  • – festlegen eines zweiten Schwellwertes für den maximalen Anteil von nicht verwertbaren Projektionen je einem zur Standardrekonstruktion notwendigen Projektionswinkelbereich unter dem eine Standardrekonstruktion ausgeführt wird, wobei der Wert der ersten Schwelle den Wert der zweiten Schwelle übersteigt,
  • – ausführen eines Scans mit einem CT-System, wobei ein zu registrierender Anteil von nicht verwertbaren Detektorausle sungen durch Übertragungsfehler von Detektorrohdaten über ein Schleifringsystem und/oder durch Röhrenstöße entsteht,
  • – Berechnung des CT-Bilddatensatzes, wobei:
  • – mit Detektordaten aus Projektionswinkelbereichen mit Anteilen an nicht verwertbaren Projektionen kleiner als der zweite Schwellwert erste Teile des CT-Bilddatensatzes durch eine Standardrekonstruktion berechnet werden,
  • – mit Detektordaten aus Projektionswinkelbereichen mit Anteilen an nicht verwertbaren Projektionen zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert zweite Teile des CT-Bilddaten satzes durch eine informationsergänzte Rekonstruktion berech net werden,
  • – der gesamte CT-Bilddatensatz aus diesen ersten und zweiten Teilen des CT-Bilddatensatzes zusammengesetzt wird, und
  • – der gesamte CT-Bilddatensatz ausgegeben oder gespeichert wird.
Concretely, such a method for generating a CT image data record can comprise the following method steps:
  • Setting a first threshold for the maximum proportion of non-usable projections over which the scan is aborted,
  • Setting a second threshold value for the maximum proportion of non-utilizable projections for each projection angle range required for the standard reconstruction under which a standard reconstruction is carried out, the value of the first threshold exceeding the value of the second threshold,
  • Performing a scan with a CT system, wherein a portion of non-usable detector readings to be registered is produced by transmission errors of detector raw data via a slip ring system and / or by tube impacts,
  • - Calculation of the CT image data set, wherein:
  • With detector data from projection angle ranges with proportions of non-usable projections smaller than the second threshold value, first parts of the CT image data set are calculated by a standard reconstruction,
  • Second parts of the CT image data set are calculated by means of an information-supplemented reconstruction using detector data from projection angle ranges with portions of non-usable projections between the first and second threshold values,
  • The entire CT image data set is composed of these first and second parts of the CT image data set, and
  • - the entire CT image data set is output or saved.

Vorteilhaft kann das oben beschriebene Verfahren sowohl für die Erstellung eines räumlich dreidimensionalen CT-Bilddatensatzes als auch eines zwei- oder dreidimensionalen CT-Bilddatensatz aus einer Zeitserie von zwei- oder dreidimensionalen CT-Bildern verwendet werden. Im Falle von Zeitserien ist insbesondere die Verwendung eines PICCS-Verfahrens als informationsergänztes Rekonstruktionsverfahren von Vorteil, da hierfür Objektinformationen aus der Zeitserie selbst entnommen werden können. Advantageously, the method described above can be used both for the creation of a spatially three-dimensional CT image data set and a two- or three-dimensional CT image data set from a time series of two- or three-dimensional CT images. In the case of time series, in particular the use of a PICCS method as an information-supplemented reconstruction method is advantageous since object information from the time series itself can be taken from this.

Weiterhin wird vorgeschlagen den ersten Schwellwert – also die Schwelle, ab der der gesamte Scan abgebrochen wird – auf einen Wert im Bereich zwischen 70% und 90% zu setzen. Hierdurch wird erreicht, dass auch noch Scans mit relativ hoher Ausfall- oder Fehlerrate durchgeführt werden können. Im Ergebnis bedeutet dies, dass eine Datenübertragung über den Schleifring einer Gantry weniger aufwendig gestaltet werden muss, also mehr Fehler toleriert werden können und/oder eine Röntgenröhre eine längere brauchbare Lebenszeit aufweist, bevor aufgrund von mangelndem Vakuum die Anzahl der „High Voltage Drops“ sich zu stark erhöht und/oder auf den bisher an sich notwendige Aufwärmprozess vor einem Scan nach längerer Ruhepause verzichtet werden kann. Furthermore, it is proposed to set the first threshold - ie the threshold at which the entire scan is aborted - to a value in the range between 70% and 90%. This ensures that even scans with a relatively high failure or error rate can be performed. As a result, this means that a data transmission via the slip ring of a gantry must be made less expensive, so more errors can be tolerated and / or an x-ray tube has a longer useful life, before due to lack of vacuum, the number of "high voltage drops" itself increased too much and / or can be dispensed with the previously necessary itself warm-up process before a scan after a long period of rest.

Vorzugsweise kann der erste Schwellwert in Abhängigkeit von der Art der Abtastung ausgewählt werden, beispielsweise kann für den ersten Schwellwert im Fall einer Abtastung zur Erstellung einer CT-Bilddatensatz-Zeitserie – zum Beispiel bei Perfusionsmessungen oder im Fall längere Bilddarstellung für die Durchführung einer bildunterstützten Intervention – ein Wert im Bereich von 80% und 90% ausgewählt werden. Alternativ ist es vorteilhaft, diesen ersten Schwellwert im Fall einer Abtastung zur Erstellung eines zeitunabhängigen CT-Bilddatensatzes auf einen Wert im Bereich von 70% und 80% zu setzen. Preferably, the first threshold may be selected depending on the type of scan, for example, for the first threshold in the case of a scan to generate a CT image data set time series - for example, in perfusion measurements or in the case of longer image representation for performing an image-assisted intervention - a value in the range of 80% and 90% can be selected. Alternatively, it is advantageous to set this first threshold value to a value in the range of 70% and 80% in the case of a scan for establishing a time-independent CT image data record.

Weiterhin wird vorgeschlagen, den zweiten Schwellwert, also den Schwellwert, ab dem mit einer rechenaufwendigeren informationsergänzten Rekonstruktion begonnen wird, auf einen Wert im Bereich zwischen 1% und 5% zu setzen. Furthermore, it is proposed to set the second threshold value, that is to say the threshold value, starting from a more data-intensive reconstruction completed with more information, to a value in the range between 1% and 5%.

Der Erfinder schlägt weiterhin vor, dass im zusammengesetzten CT-Bilddatensatz mit dem Standardrekonstruktionsverfahren rekonstruierte Teilbereiche und mit dem informationsergänztem Rekonstruktionsverfahren rekonstruierte Bereiche unterschiedlich markiert sind. Beispielsweise kann die unterschiedliche Markierung durch unterschiedliche Grundfarben einer sonst monochromen Darstellung erreicht werden. Somit kann einem Betrachter des CT-Bilddatensatzes auf einfache Weise die unterschiedliche Rekonstruktionsart innerhalb des Bilddatensatzes dargestellt werden. The inventor further proposes that regions reconstructed in the composite CT image data set with the standard reconstruction method and regions reconstructed using the information-supplemented reconstruction method are differently marked. For example, the different marking can be achieved by different primary colors of an otherwise monochrome representation. Thus, a viewer of the CT image data set can be represented in a simple manner, the different types of reconstruction within the image data set.

Neben dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zählt zum Rahmen der Erfindung auch ein CT-System mit einem Computersystem mit einem Speicher und darin gespeicherten Programmen, um Bildrekonstruktionen durchzuführen, insbesondere mit mindestens einem Strahler-Detektor-System, welches Detektordaten über mindestens einen Schleifring überträgt, und/oder mit mindestens einer Röntgenröhre, welche unter Verwendung einer angelegte Hochspannung zwischen einer Anode und einer Kathode Bremsstrahlung erzeugt, wobei im Speicher des Computersystems auch ein Programm gespeichert ist, welches im Betrieb die Verfahrensschritte eines der voranstehenden Verfahrensansprüche ausführt. In addition to the method according to the invention described above, the scope of the invention also includes a CT system with a computer system having a memory and stored therein programs to perform image reconstructions, in particular with at least one emitter-detector system which transmits detector data via at least one slip ring, and / or with at least an X-ray tube which generates Bremsstrahlung using an applied high voltage between an anode and a cathode, wherein in the memory of the computer system, a program is stored, which executes the method steps of one of the preceding method claims in operation.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles 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 / C-Bogen-System; 2: erste Röntgenröhre; 3: erster Detektor; 4: zweite Röntgenröhre; 5: zweiter Detektor; 6: Gantrygehäuse; 7: Schwenkarm; 8: Untersuchungsliege; 9: Systemachse; 10: Steuer- und Recheneinheit; 11: Kontrastmittelapplikator; 12: EKG-Leitung; 13: Datenübertragungsleitung; Nbad: fehlerhafte Auslesung; Nmax: Schwellwert Stand der Technik; N1: erster Schwellwert; N2: zweiter Schwellwert; P: Patient; Prg1–Prgn: Computerprogramm; S1: Start Scan; S2: Auslesung; S3: Fehlerhafte Auslesung?; S3.1: Aufaddieren der fehlerhaften Auslesungen; S4: Scan Ende; S4.1: Vergleich/Abzweigung; S5: Vergleich/Abzweigung; S6: informationsergänzende Rekonstruktion; S8: Interpolation der fehlerhaften Auslesungen; S9: FBP-Rekonstruktion; Sab: Abbruch; Send: Ende. In the following the invention with reference to a preferred embodiment with reference to the figures will be described in more detail, with only the necessary features for understanding the invention features are shown. The following reference numerals are used: 1: CT system / C-arm system; 2: first X-ray tube; 3: first detector; 4: second X-ray tube; 5: second detector; 6: gantry housing; 7: swivel arm; 8: examination couch; 9: system axis; 10: control and computing unit; 11: contrast agent applicator; 12: ECG lead; 13: data transmission line; N bad : faulty reading; N max : threshold state of the art; N 1 : first threshold; N 2 : second threshold; P: patient; Prg 1 prg n : computer program; S1: start scan; S2: readout; S3: faulty reading ?; S3.1: adding up the erroneous readings; S4: scan end; S4.1: comparison / diversion; S5: comparison / diversion; S6: information completing reconstruction; S8: interpolation of the erroneous readings; S9: FBP reconstruction; Sab: abort; Send: End.

Es zeigen im Einzelnen: They show in detail:

1: CT-System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 : CT system for carrying out the method according to the invention;

2: C-Bogen-System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 : C-arm system for carrying out the method according to the invention;

3: Fließschema zum Scan und Rekonstruktion gemäß Stand der Technik; 3 FIG. 3: flow chart for scanning and reconstruction according to the prior art;

4: Fließschema zum Scan und Rekonstruktion gemäß erfindungsgemäßem Verfahren mit kombinierter Standardrekonstruktion und informationsergänzter Rekonstruktion. 4 Flow chart for the scan and reconstruction according to the inventive method with combined standard reconstruction and information-supplemented reconstruction.

Die 1 zeigt beispielhaft ein CT-System 1 mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Das CT-System 1 weist ein erstes Röhren-/Detektor-System mit einer Röntgenröhre 2 und einem gegenüberliegenden Detektor 3 auf. Optional kann dieses CT-System 1 über eine zweite Röntgenröhre 4 mit einem gegenüberliegenden Detektor 5 verfügen. Beide Röhren-/Detektor-Systeme befinden sich auf einer Gantry, die in einem Gantrygehäuse 6 angeordnet ist und sich während der Abtastung um eine Systemachse 9 dreht. Die Datenübertragung zwischen dem endlos rotierbar angeordneten Detektor und dem stationären System, insbesondere der Steuer- und Recheneinheit 10, erfolgt dabei über nicht näher dargestellte, jedoch allgemein bekannte kontaktlose Schleifringübertragungssysteme, wobei auch aufgrund von elektromagnetischen Störungen Fehler bei der Übertragung auftreten können. Ebenso können auch Fehler im Anschluss an das Schleifringübertragungssystem bei der Übertragung der Daten über die Datenübertragungsleitung 13 entstehen. Grundsätzlich werden solche Fehler aufgrund ebenfalls übertragener Checksum-Werte erkannt und die davon betroffenen Daten entsprechend markiert werden. Das Gleiche gilt auch im Falle eines Hochspannungseinbruches, der detektiert wird, wobei die in der Zeit des Spannungseinbruches ausgelesenen Detektordaten ebenfalls als fehlerhaft markiert werden. The 1 shows an example of a CT system 1 with which the method according to the invention can be carried out. The CT system 1 shows a first tube / detector system with an x-ray tube 2 and an opposite detector 3 on. Optionally, this CT system 1 via a second x-ray tube 4 with an opposite detector 5 feature. Both tube / detector systems are located on a gantry in a gantry housing 6 is arranged and during the scan around a system axis 9 rotates. The data transmission between the endlessly rotatable detector and the stationary system, in particular the control and computing unit 10 , takes place via non-illustrated, but well-known contactless slip ring transmission systems, which may also occur due to electromagnetic interference errors in the transmission. Likewise, errors following the slip ring transmission system may also occur during transmission of the data over the data transmission line 13 arise. In principle, such errors are recognized on the basis of likewise transmitted checksum values and the data affected by them are marked accordingly. The same applies in the case of a high-voltage dip, which is detected, with the detector data read in the time of the voltage dip also being marked as faulty.

Der Patient P befindet sich auf einer verschiebbaren Untersuchungsliege 8, die entweder kontinuierlich oder sequentiell entlang der Systemachse 9 durch das im Gantrygehäuse 6 befindliche Abtastfeld geschoben wird, wobei die Schwächung der von den Röntgenröhren ausgesandten Röntgenstrahlung durch die Detektoren gemessen wird. Patient P is on a sliding examination couch 8th that are either continuous or sequential along the system axis 9 through the gantry housing 6 is pushed scanning field, wherein the attenuation of the X-rays emitted by the X-ray tubes is measured by the detectors.

Während der Messung kann dem Patienten P mit Hilfe eines Kontrastmittelapplikators 11 ein Kontrastmittelbolus injiziert werden, so dass Blutgefäße besser erkennbar werden oder eine Perfusionsmessung durchgeführt werden kann. Bei Cardioaufnahmen kann zusätzlich, mit Hilfe einer EKG-Leitung 12, die Herztätigkeit gemessen werden und eine EKG-gegatete Abtastung durchgeführt werden. During the measurement, the patient P can use a contrast agent applicator 11 a contrast agent bolus be injected so that blood vessels can be better recognized or a perfusion measurement can be performed. In cardio recordings may additionally, with the help of an ECG lead 12 , cardiac activity is measured and an ECG gated scan is performed.

Die Steuerung des CT-Systems erfolgt mit Hilfe einer Steuer- und Recheneinheit 10, in der sich Computerprogramme Prg1 bis Prgn befinden, die auch das in diesem Dokument beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchführen können. Zusätzlich kann über diese Steuer- und Recheneinheit 10 auch die Ausgabe von Bilddaten erfolgen. The control of the CT system is carried out with the aid of a control and processing unit 10 in which computer programs Prg 1 to Prg n are located, which can also carry out the method according to the invention described in this document. In addition, via this control and processing unit 10 also the output of image data takes place.

Alternativ kann dieses Verfahren auch im Zusammenhang mit C-Bogen-Systemen verwendet werden. Diesbezüglich zeigt die 2 ein solches beispielhaftes C-Bogen-System 1 mit dem Aufnahmen, häufig im Rahmen von interventionellen Angiographien, erzeugt werden können. Das hier dargestellte C-Bogen-System 1 verfügt ebenfalls über eine Röntgenröhre 2 mit einem gegenüberliegenden flächig ausgebildeten Detektor 3. Beide Systeme sind mit Hilfe eines Schwenkarms 7 in beliebiger Stellung um den Patienten P zu schwenken. Der Patient P befindet sich auf einer Patientenliege 8, an der zusätzlich ein Kontrastmittelapplikationssystem 11 angeordnet ist, um gegebenenfalls zur Darstellung von Blutgefäßen Kontrastmittel zu injizieren. Gesteuert wird das System über eine Steuer- und Recheneinheit 10, die in ihrem Speicher Computerprogramme Prg1 bis Prgn aufweist, die unter anderem auch das erfindungsgemäße Verfahren zur Bildverarbeitung durchführen können. Alternatively, this method can also be used in conjunction with C-arm systems. In this regard, the shows 2 such an exemplary C-arm system 1 can be generated with the recording, often in the context of interventional angiography. The C-arm system shown here 1 also has an x-ray tube 2 with an opposing planar detector 3 , Both systems are using a swivel arm 7 in any position to pivot around the patient P. The patient P is on a patient bed 8th , in addition to a contrast agent application system 11 is arranged to optionally inject contrast medium for the presentation of blood vessels. The system is controlled by a control and processing unit 10 having in its memory computer programs Prg 1 to Prg n , including the inventive method for image processing can perform.

Auch in solchen Systemen können sich fehleranfällige kabellose Datenübertragungssysteme – ähnlich einem Schleifringübertragungssystem – befinden, in denen gehäuft Fehler entstehen können, wobei auch auf der Datenübertragungsstrecke mit einer Datenübertragungsleitung 13 mit einem Kabel Übertragungsfehler nicht ausgeschlossen werden können. Grundsätzlich werden auch bei einem C-Bogen-System solche Fehler, aufgrund ebenfalls übertragener Checksum-Werte, erkannt und die davon betroffenen Daten entsprechend markiert. Im Falle eines Hochspannungseinbruches an der Röntgenröhre wird dieser detektiert und die in der Zeit des Spannungseinbruches ausgelesenen Detektordaten ebenfalls als fehlerhaft markiert. In such systems, error-prone wireless data transmission systems - similar to a slip ring transmission system - can be found in which frequent errors may occur, including on the data transmission path with a data transmission line 13 with a cable transmission error can not be excluded. In principle, even with a C-arm system, such errors are detected on the basis of likewise transmitted checksum values, and the data affected by them are marked accordingly. In the case of a high-voltage dip at the X-ray tube this is detected and the read in the time of the voltage dip detector data also marked as faulty.

Mit den oben beschriebenen CT-Systemen wird zur Erzeugung von CT-Bilddatensätzen in der Regel ein Verfahren gemäß dem an sich bekannten Fließschema aus der 3 ausgeführt. Demgemäß beginnt das Verfahren mit Start des Scans beim Verfahrensschritt S1. Anschließend werden im Verfahrensschritt S2 eine Vielzahl von sogenannten „Readings“, also Detektorauslesungen durchgeführt, aus denen in bekannter Weise die Projektionsdaten oder Projektionen berechnet werden und mit denen letztendlich die Bildrekonstruktionen ausgeführt werden. Wie bereits mehrfach erwähnt, liefern solche Readings nicht immer korrekte und verwertbare Daten. Dies kann durch Spannungsüberschläge in der Röntgenröhre und einen damit einhergehenden Spannungseinbruch bedingt sein oder auch durch Fehler bei der Datenübertragung über ein Schleifringsystem. Es wird daher regelmäßig im Verfahrensschritt S3 überprüft, ob das jeweilige Reading fehlerfrei ist. Ist dies nicht der Fall, wird es als „Bad Reading“, also fehlerbehaftete Auslesung oder fehlerbehaftete Projektion gekennzeichnet und im Verfahrensschritt S3.1 die Anzahl festgehalten. Treten solche fehlerhaften Datensätze zu häufig auf, können diese nicht mehr durch Interpolationen ersetzt werden, so dass keine sinnvolle Standardrekonstruktion mehr durchgeführt werden kann. Die Entscheidung, ob aufgrund zu häufiger fehlerhafter Auslesungen oder Datenübertragungen ein Abbruch des Scans erfolgt, wird durch einen Vergleich der Anzahl fehlerhafter Readings Nbad mit einem vorgegebenen maximal erlaubten Anteil Nmax an fehlerhaften Detektordaten im Verfahrensschritt S4.1 getroffen. Liegen zu viele fehlerhafte Daten vor, so erfolgt ein Abbruch des Scans im Verfahrensschritt Sab. Andernfalls wird im Verfahrensschritt S4 so lange zurückverzweigt, bis alle vorgesehenen Auslesungen abgeschlossen, also der vollständige Scan durchgeführt ist. With the CT systems described above, the generation of CT image data sets is usually a method according to the flowchart known per se from the 3 executed. Accordingly, the method begins with the start of the scan at step S1. Subsequently, in method step S2, a multiplicity of so-called "readings" are carried out, from which, in a known manner, the projection data or projections are calculated and with which the image reconstructions are finally carried out. As already mentioned several times, such readings do not always provide correct and usable data. This can be caused by voltage flashovers in the X-ray tube and a concomitant voltage dip or by errors in the data transmission via a slip ring system. It is therefore regularly checked in step S3, whether the respective reading is error-free. If this is not the case, it is marked as "Bad Reading", ie faulty readout or erroneous projection, and the number is recorded in method step S3.1. If such erroneous data records occur too frequently, they can no longer be replaced by interpolations so that no meaningful standard reconstruction can be performed any more. The decision as to whether the scan is aborted due to frequent erroneous readings or data transmissions is made by comparing the number of erroneous readings N bad with a predefined maximum allowable proportion N max of erroneous detector data in method step S4.1. If there are too many erroneous data, the scan is aborted in step Sab. Otherwise, in method step S4, the method branches back until all the readings have been completed, ie, the complete scan has been carried out.

Zur eigentlichen Rekonstruktion werden aus den so gewonnenen Daten im Verfahrensschritt S8 die ursprünglich fehlerhaften Detektordaten durch Interpolation korrigiert und mit den korrigierten Daten im Verfahrensschritt S9 eine Standardrekonstruktion auf der Basis der für die zur Rekonstruktion notwendigen Projektionen gewonnenen Detektordaten ausgeführt. Beispielsweise kann es sich dabei um eine gefilterte Rückprojektion (FBP), ein iteratives Rekonstruktionsverfahren oder auch eine analytische Rekonstruktion handeln. For the actual reconstruction, the originally erroneous detector data are corrected by interpolation from the data thus obtained in method step S8 and a standard reconstruction is carried out with the corrected data in method step S9 on the basis of the detector data obtained for the reconstruction. For example, it may be a filtered back projection (FBP), an iterative reconstruction method or an analytical reconstruction.

Da allerdings bei diesem bekannten und zuvor beschriebenen Verfahren die maximale Anzahl fehlerhafter Datensätze Nmax relativ niedrig, meist im Bereich von maximal 1 bis 5%, liegt, kommt es, insbesondere bei älteren Röntgenröhren, auch relativ häufig zum Abbruch eines Scans. However, since in this known and previously described method, the maximum number of defective data sets N max is relatively low, usually in the range of a maximum of 1 to 5%, it comes, especially in older X-ray tubes, also relatively often to cancel a scan.

Zur Vermeidung solcher Situationen wird daher das erfindungsgemäße Verfahren vorgeschlagen, das beispielhaft als Fließschema in der 4 dargestellt ist. Demgemäß beginnt auch das neue Verfahren mit dem Start des Scans beim Verfahrensschritt S1. Anschließend werden im Verfahrensschritt S2 eine Vielzahl von sogenannten „Readings“, also Detektorauslesungen durchgeführt, aus denen in bekannter Weise die Projektionsdaten oder Projektionen berechnet werden und mit denen letztendlich die Bildrekonstruktionen ausgeführt werden. Es wird weiterhin im Verfahrensschritt S3 überprüft, ob das jeweilige Reading fehlerfrei ist. Ist dies nicht der Fall, wird es als „Bad Reading“, also fehlerbehaftete Auslesung oder fehlerbehaftete Projektion gekennzeichnet und im Verfahrensschritt S3.1 deren Anzahl festgehalten. To avoid such situations, therefore, the inventive method is proposed, which is exemplified as a flow chart in the 4 is shown. Accordingly, the new method also begins with the start of the scan in method step S1. Subsequently, in method step S2, a multiplicity of so-called "readings" are carried out, from which, in a known manner, the projection data or projections are calculated and with which the image reconstructions are finally carried out. It is further checked in step S3, if the respective reading is error-free. If this is not the case, it is identified as "Bad Reading", ie faulty reading or faulty projection, and its number is recorded in method step S3.1.

Aufgrund des neune Verfahrens, das über eine wesentlich höhere Fehlertoleranz verfügt, da zusätzliche – nicht aus dem aktuellen zu Rekonstruktion verwendeten Datensatz stammende – Informationen über das gescannte Objekt verwendet werden, kann nun jedoch der maximale Anteil N1 fehlerhafter Detektordatensätze, ab dem ein Scan abgebrochen werden muss, wesentlich erhöht werden. Die Entscheidung, ob aufgrund zu häufiger fehlerhafter Auslesungen oder Datenübertragungen ein Abbruch des Scans erfolgt, wird durch einen Vergleich der Anzahl fehlerhafter Readings Nbad mit dem – nun im Vergleich zum Verfahren aus der 3 wesentlich höheren – vorgegebenen maximal erlaubten Anteil N1 an fehlerhaften Detektordaten im Verfahrensschritt S4.1 getroffen. Liegen trotzdem zu viele fehlerhafte Daten vor, so erfolgt auch hier ein Abbruch des Scans im Verfahrensschritt Sab. Andernfalls wird im Verfahrensschritt S4 so lange zurückverzweigt und weitere Auslesungen durchgeführt, bis der vollständige Scan abgeschlossen ist. However, due to the new method, which has much higher Fault Tolerance, since additional information not derived from the current record used for reconstruction is used over the scanned object, the maximum fraction N 1 of erroneous detector data sets beyond which a scan aborts can now be aborted must be substantially increased. The decision as to whether the scan is aborted due to frequent erroneous readings or data transmissions is determined by comparing the number of erroneous readings N bad with the - now compared to the method from the 3 much higher - predetermined maximum allowable proportion N 1 of erroneous detector data made in step S4.1. If there are still too many incorrect data, the scan will also be aborted in step Sab. Otherwise, branching back takes place in method step S4 and further readings are carried out until the complete scan has been completed.

Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt nun nach der Datensammlung im neuen Verfahrensschritt S5 eine Entscheidung, ob der jeweils zur Rekonstruktion anstehende Teilbereich des zu erstellenden CT-Bilddatensatzes unter Verwendung einer Standardrekonstruktion oder einer informationsergänzten Rekonstruktion ausgeführt wird. Als Entscheidungskriterium dient hierfür ein weiterer Schwellwert N2, der grundsätzlich dem Schwellwert Nmax aus dem Stand der Technik entspricht. Allerdings kann im erfindungsgemäßen Verfahren der Schwellwert N2 etwas niedriger angesetzt werden, da die Konsequenz einer Überschreitung des Schwellwertes N2 nicht der Abbruch des Scans bedeutet, sondern nur den Übergang auf ein aufwendigeres Rekonstruktionsverfahren. Entsprechend kann in Bezug auf die Standardrekonstruktion ein höherer Bildqualitätsstandard gesetzt werden, bis zu dem noch solche Rekonstruktionen ausgeführt werden. In contrast to the prior art now takes place after the data collection in the new process step S5, a decision whether the each pending to reconstructing portion of the CT image data set to be created using a standard reconstruction or an information-supplemented reconstruction is performed. For this purpose, a further threshold value N 2 serves as the decision criterion, which basically corresponds to the threshold value N max from the prior art. However, in the method according to the invention, the threshold value N 2 can be set somewhat lower, since the consequence of exceeding the threshold value N 2 does not mean that the scan is aborted, but only the transition to a more elaborate reconstruction method. Accordingly, with respect to standard reconstruction, a higher image quality standard can be set to which such reconstructions are still performed.

Ist Nbad < N2 und die Entscheidung zu Gunsten einer Standardrekonstruktion getroffen, so kann im Verfahrensschritt S8 die Korrektur fehlerbehafteter Detektordaten, zum Beispiel durch Interpolation, ausgeführt werden. Anschließend erfolgt im Verfahrensschritt S9 eine Standardrekonstruktion der jeweiligen Teile des zu erstellenden CT-Bilddatensatzes. If N bad <N 2 and the decision has been made in favor of a standard reconstruction, the correction of erroneous detector data, for example by interpolation, can be carried out in method step S8. Subsequently, in method step S9, a standard reconstruction of the respective parts of the CT image data record to be created takes place.

Ist Nbad > N2 – und gleichzeitig aufgrund des vorhergehenden Nicht-Abbruchs des Scans Nbad < N1 –, so erfolgt die Entscheidung für eine aufwendigere Rekonstruktion des jeweiligen Teils des CT-Bilddatensatzes mit Hilfe einer informationsergänzten Rekonstruktion im Verfahrensschritt S6. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine iterative „compressed sensing“-Rekonstruktion oder „sparse sampling“-Rekonstruktion oder „prior image constrained compressed sensing (PICCS)“-Rekonstruktion handeln. Wesentlich ist dabei, dass das Rekonstruktionsverfahren zusätzlich, über die Detektordaten des aktuellen Scans hinausgehende Informationen aufweist. Dies können Kenntnisse aus zeitlich vorhergehenden Bildern, Kenntnisse über die statistische Verteilung der Absorptionswerte des Objektes, Kenntnis über das Vorhandensein von Kontrastmittel, Kenntnisse über bekannte Strukturen im Objekt oder Ähnliches sein, womit der fehlende Informationsgehalt aufgrund fehlerhafter Abtastdaten ausgeglichen wird. If N bad > N 2 - and at the same time due to the previous non-abort of the scan N bad <N 1 -, the decision is made for a more elaborate reconstruction of the respective part of the CT image data set with the aid of an information-supplemented reconstruction in method step S6. For example, this may be an iterative "compressed sensing" reconstruction or "sparse sampling" reconstruction or "prior image constrained compressed sensing (PICCS)" reconstruction. It is essential that the reconstruction method additionally has information that goes beyond the detector data of the current scan. This may be knowledge of temporally preceding images, knowledge of the statistical distribution of the absorption values of the object, knowledge of the presence of contrast agents, knowledge of known structures in the object or the like, which compensates for the missing information content due to erroneous sampling data.

Sind alle Teile des CT-Bilddatensatzes rekonstruiert, so kann aus den einzelnen Teilen ein gesamter CT-Bilddatensatz kombiniert werden und im Verfahrensschritt Send ausgegeben werden. If all parts of the CT image data record have been reconstructed, then an entire CT image data record can be combined from the individual parts and output in the process step Send.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren bestehen darin, dass:

  • – die neue Methode bis zu 90% fehlerhafte Auslesungen pro Umdrehung wegen HV-Drops oder Übertragungsfehler toleriert und immer noch akzeptable Bilder durch die Verwendung zusätz licher Vorinformationen toleriert, ohne dass ein Scan abgebrochen werden müsste und damit applizierte Patientendosis, Scanner-Zeit oder appliziertes Kontrastmittel vergeudet würde;
  • – das Verfahren gegenüber dem Stand der Technik bei gleich zeitig akzeptablen Rekonstruktionszeiten mehr Hochspannungs einbrüche toleriert, wodurch die Laufzeiten der verwendeten Röntgenröhren verlängert werden;
  • – Hochspannungseinbrüche an der Röntgenröhre beim Aufwärmen der Röntgenröhre nach dem Hochfahren des Systems und vor dem ersten Scan nicht mehr so kritisch sind. Zur Zeit ist es noch notwendig eine nach längerer Standzeit kalt gewordene Rönt genröhre durch Leerscans aufzuheizen und damit die Chance zu Spannungseinbrüchen zu verringern. Mit dem neuen Verfahren ist dies nicht mehr notwendig. Dies verbessert die Verfügbar keit der Ausrüstung, die Röhrenlebensdauer, spart Energie und ermöglicht es den Notaufnahmen der Krankenhäuser ein CT-Sys tem in einem „Power-Down“-Zustand der Gantry zu halten, wenn dieses nicht in Gebrauch ist, um weitere Energie zu sparen;
  • – es auch viele Übertragungsfehler im Schleifringsystem tole riert und damit das System unter Toleranz höherer Fehlerraten bei der Übertragung und damit kostengünstiger aufgebaut wer den kann. Da solche Übertragungsfehler meist auf unkorrelier tem Rauschen basieren, ergeben sich auch zufällige Fehler, die optimal durch informationsergänzte Rekonstruktionsverfah ren, zum Beispiel eine „compressed sensing“-Rekonstruktion, kompensiert werden können.
The main advantages of the method according to the invention are that:
  • The new method tolerates up to 90% erroneous readings per revolution due to HV drops or transmission errors, and still tolerates acceptable images through the use of additional pre-information without having to abort a scan and thus administered patient dose, scanner time, or applied contrast agent would be wasted;
  • - The method over the prior art with simultaneously acceptable reconstruction times more high voltage tolerated tolerances, whereby the maturities of the X-ray tubes used are extended;
  • - High voltage dips on the X-ray tube when warming up the X-ray tube after booting the system and before the first scan are no longer so critical. At the moment it is still necessary to heat an X-ray tube which has become cold after a longer service life by means of empty scans and thus to reduce the chance of voltage dips. This is no longer necessary with the new procedure. This improves instrument availability, tube life, conserves energy, and allows hospital emergency departments to keep a CT system in a gantry "power-down" state when it is not in use for further energy save up;
  • - It also tole many transmission errors in the slip ring system and thus the system built under tolerance higher error rates during transmission and thus more cost-effective who can. Since such transmission errors are usually based on uncorrelated noise, there are also random errors that can be optimally compensated by information-supplemented Rekonstruktionsverfah ren, for example, a "compressed sensing" reconstruction.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Michael Lustig, David Donoho, John M. Pauly, in: Magnetic Resonance in Medicine, Volume 58, Issue 6, pages 1182–1195, December 2007 [0003] Michael Lustig, David Donoho, John M. Pauly, in: Magnetic Resonance in Medicine, Volume 58, Issue 6, pages 1182-1195, December 2007 [0003]
  • A method to accurately reconstruct dynamic CT images from highly undersampled projection data sets, Guang-Hong Chen, Jie Tang, and Shuai Leng, Med. Phys. 35, 660 (2008) [0003] A method to accurately reconstruct dynamic CT images from highly undersampled projection data sets, Guang-Hong Chen, Jie Tang, and Shuai Leng, Med. Phys. 35, 660 (2008) [0003]

Claims (14)

Verfahren zur Erzeugung eines CT-Bilddatensatzes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des CT-Bilddatensatzes durch eine ausschließlich auf aktuellen Messdaten basierte Standardrekonstruktion und der Rest des CT-Bilddatensatzes durch eine informationsergänzte Rekonstruktion bestimmt wird. A method for generating a CT image data set, characterized in that a part of the CT image data set is determined by an exclusively based on current measurement data standard reconstruction and the rest of the CT image data set by an information-supplemented reconstruction. Verfahren zur Erzeugung eines CT-Bilddatensatzes gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: 2.1. festlegen eines ersten Schwellwertes (N1) für den maximalen Anteil von nicht verwertbaren Projektionen über dem der Scan abgebrochen wird, 2.2. festlegen eines zweiten Schwellwertes (N2) für den maximalen Anteil von nicht verwertbaren Projektionen je einem zur Standardrekonstruktion notwendigen Projektionswinkelbereich unter dem eine Standardrekonstruktion ausgeführt wird, wobei der Wert der ersten Schwelle den Wert der zweiten Schwelle übersteigt (N2 < N1), 2.3. ausführen eines Scans mit einem CT-System, wobei ein zu registrierender Anteil (Nbad) von nicht verwertbaren Detektorauslesungen durch Übertragungsfehler von Detektorrohdaten über ein Schleifringsystem und/oder durch Röhrenstöße entsteht, 2.4. Berechnung des CT-Bilddatensatzes, wobei: 2.4.1. mit Detektordaten aus Projektionswinkelbereichen mit Anteilen an nicht verwertbaren Projektionen kleiner als der zweite Schwellwert (N2 mit Nbad < N2) erste Teile des CT-Bilddatensatzes durch eine Standardrekonstruktion berechnet werden, 2.4.2. mit Detektordaten aus Projektionswinkelbereichen mit Anteilen an nicht verwertbaren Projektionen zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert (N2 mit N2 < Nbad < N1) zweite Teile des CT-Bilddatensatzes durch eine informationsergänzte Rekonstruktion berechnet werden, 2.4.3. der gesamte CT-Bilddatensatz aus diesen ersten und zweiten Teilen des CT-Bilddatensatzes zusammengesetzt wird, und 2.5. der gesamte CT-Bilddatensatz ausgegeben oder gespeichert wird. Method for generating a CT image data set according to the preceding patent claim 1, characterized by the following method steps: 2.1. setting a first threshold value (N 1 ) for the maximum proportion of non-usable projections over which the scan is aborted, 2.2. determining a second threshold value (N 2 ) for the maximum proportion of non-utilizable projections for each projection angle range required for the standard reconstruction under which a standard reconstruction is carried out, the value of the first threshold exceeding the value of the second threshold (N 2 <N 1 ), 2.3 , performing a scan with a CT system, whereby a fraction to be registered (N bad ) of non-usable detector readings is caused by transmission errors of detector raw data via a slip ring system and / or by tube impacts, 2.4. Calculation of the CT image dataset, where: 2.4.1. with detector data from projection angle ranges with proportions of non-usable projections smaller than the second threshold value (N 2 with N bad <N 2 ), first parts of the CT image data set are calculated by a standard reconstruction, 2.4.2. with detector data from projection angle ranges with proportions of non-usable projections between the first and second threshold values (N 2 with N 2 <N bad <N 1 ), second parts of the CT image data set can be calculated by an information-supplemented reconstruction, 2.4.3. the entire CT image data set is composed of these first and second parts of the CT image data set, and 2.5. the entire CT image data set is output or stored. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der CT-Bilddatensatz ein räumlich dreidimensionaler Bilddatensatz ist. Method according to one of the preceding claims 1 to 2, characterized in that the CT image data set is a spatially three-dimensional image data set. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der CT-Bilddatensatz eine Zeitserie eines räumlich zweidimensionalen CT-Bilddatensatzes ist. Method according to one of the preceding claims 1 to 2, characterized in that the CT image data set is a time series of a spatially two-dimensional CT image data set. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der CT-Bilddatensatz eine Zeitserie eines räumlich dreidimensionalen CT-Bilddatensatzes ist. Method according to one of the preceding claims 1 to 2, characterized in that the CT image data set is a time series of a spatially three-dimensional CT image data set. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellwert im Bereich zwischen 70% und 90% gesetzt wird. Method according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the first threshold value is set in the range between 70% and 90%. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwellwert im Bereich zwischen 1% und 5% gesetzt wird. Method according to one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that the second threshold is set in the range between 1% and 5%. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im zusammengesetzten CT-Bilddatensatz mit dem Standardrekonstruktionsverfahren rekonstruierte Teilbereiche und mit dem informationsergänztem Rekonstruktionsverfahren rekonstruierte Bereiche unterschiedlich markiert sind. Method according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that in the composite CT image data set with the standard reconstruction method reconstructed partial areas and areas reconstructed with the information-supplemented reconstruction method are marked differently. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Markierung durch unterschiedliche Grundfarben einer sonst monochromen Darstellung erreicht wird. Method according to the preceding claim 8, characterized in that the different marking is achieved by different primary colors of an otherwise monochrome representation. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Bilddaten im Übergangsbereich zwischen den Teilbereichen durch Interpolation aneinander angenähert werden. Method according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that image data in the transition region between the subregions are approximated by interpolation. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellwert (N1) in Abhängigkeit von der Art der Abtastung ausgewählt wird. Method according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the first threshold value (N 1 ) is selected depending on the type of scanning. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Schwellwert (N1) im Fall einer Abtastung zur Erstellung einer CT-Bilddatensatz-Zeitserie ein Wert im Bereich von 80% und 90% ausgewählt wird. A method according to the preceding claim 11, characterized in that for the first threshold value (N 1 ) in the case of a scan to establish a CT image data set time series a value in the range of 80% and 90% is selected. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Schwellwert (N1) im Fall einer Abtastung zur Erstellung eines zeitunabhängigen CT-Bilddatensatzes ein Wert im Bereich von 70% und 80% ausgewählt wird. Method according to the preceding claim 11, characterized in that for the first threshold value (N 1 ) in the case of a scan for establishing a time-independent CT image data set a value in the range of 70% and 80% is selected. CT-System (1) mit einem Computersystem (10) mit einem Speicher und darin gespeicherten Programmen, um Bildrekonstruktionen durchzuführen, insbesondere mit mindestens einem Strahler-Detektor-System, welches Detektordaten über mindestens einen Schleifring überträgt, und/oder mit mindestens einer Röntgenröhre, welche unter Verwendung einer angelegte Hochspannung zwischen einer Anode und einer Kathode Bremsstrahlung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher des Computersystems (10) auch ein Programm (Prg1–Prgn) gespeichert ist, welches im Betrieb die Verfahrensschritte eines der voranstehenden Verfahrensansprüche ausführt. CT system ( 1 ) with a computer system ( 10 ) with a memory and programs stored therein to perform image reconstructions, in particular with at least one emitter-detector system which transmits detector data via at least one slip ring, and / or with at least one x-ray tube, which uses an applied high voltage between an anode and a Cathode Bremsstrahlung generates, thereby characterized in that in the memory of the computer system ( 10 ) Also a program (Prg 1 -Prg n ) is stored, which executes the method steps of one of the preceding method claims during operation.
DE201110083391 2011-09-26 2011-09-26 Method for creating spatial three-dimensional image data record, involves determining part of tomography image data record by standard reconstruction, and determining remaining part of data record by information-supplemented reconstruction Withdrawn DE102011083391A1 (en)

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US5053958A (en) * 1988-06-06 1991-10-01 General Electric Company Method to reduce image reconstruction time in limited-angle ct systems including using initial reconstruction valves for measured projection data during each iteration

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Non-Patent Citations (2)

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Title
A method to accurately reconstruct dynamic CT images from highly undersampled projection data sets, Guang-Hong Chen, Jie Tang, and Shuai Leng, Med. Phys. 35, 660 (2008)
Michael Lustig, David Donoho, John M. Pauly, in: Magnetic Resonance in Medicine, Volume 58, Issue 6, pages 1182-1195, December 2007

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