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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von aufgrund eines fest mit einem Röntgendetektor verbundenen Streustrahlenrasters auftretenden Bildartefakten bei der Aufnahme von dreidimensionalen Bilddatensätzen mit einer Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen, an dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler und der Röntgendetektor angeordnet sind, wobei aus unterschiedlichen Aufnahmegeometrien zweidimensionale Projektionsbilder eines Objekts aufgenommen und zur Rekonstruktion des dreidimensionalen Bilddatensatzes verwendet werden. Daneben betrifft die Erfindung eine Röntgeneinrichtung.
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C-Bogen-Röntgeneinrichtungen, also Röntgeneinrichtungen, die einen C-Bogen aufweisen, an dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler und ein Röntgendetektor vorgesehen sind, sind im Stand der Technik bereits bekannt. Aufgrund wenigstens eines Bewegungsfreiheitsgrades des C-Bogens, insbesondere wenigstens einer Rotationsmöglichkeit, können der Röntgendetektor und der Röntgenstrahler so um ein aufzunehmendes Objekt, insbesondere einen Patienten, verfahren werden, dass verschiedene Zielgebiete unter unterschiedlichen Projektionswinkeln, also aus unterschiedlichen Aufnahmegeometrien, aufgenommen werden können.
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Um Einflüsse durch Streustrahlung zu vermeiden, weisen derartige Röntgeneinrichtungen meist ein sogenanntes Streustrahlenraster auf, welches letztlich aus einem auf den Röntgendetektor aufgesetzten Gitter besteht. Bevorzugt werden dabei sogenannte fokussierte Streustrahlenraster verwendet, die fest mit dem Röntgendetektor verbunden sind und auf eine übliche Entfernung zwischen dem Röntgenstrahler und dem Röntgendetektor eingestellt sind, wie sie für gezielte, insbesondere hoch aufgelöste diagnostische zweidimensionale Röntgenbildaufnahmen, sogenannte Radiographie-Aufnahmen, benötigt wird.
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Inzwischen wurde jedoch auch vorgeschlagen, mittels einer Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen dreidimensionale Bilddatensätze aufzunehmen, indem ähnlich der Computertomographie (CT) vorgegangen wird, daher auch die häufige Bezeichnung C-Bogen-CT. Dabei werden entlang einer Aufnahmetrajektorie, meist durch Rotation des C-Bogens realisiert, aus verschiedenen Aufnahmegeometrien, mithin unter verschiedenen Projektionsrichtungen, zweidimensionale Projektionsbilder aufgenommen, aus denen über übliche Verfahren dreidimensionale Bilddatensätze rekonstruiert werden können, beispielsweise mittels der iterativen Rekonstruktion oder der gefilterten Rückprojektion (FBP). Der dreidimensionale Bilddatensatz enthält dabei letztlich ein dreidimensionales Volumen von Schwächungskoeffizienten, das das Ziel beschreibt.
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Das erwähnte Streustrahlenraster (englisch auch „anti scatter grid“) führt nicht nur zu einer Reduzierung der Streustrahlung, sondern auch der gewünschten Primärstrahlung, nachdem es eine auch die Primärstrahlung teilweise blockierende Struktur, insbesondere Gitterstruktur, aufweist. Dies führt zu Artefakten im Röntgen-Projektionsbild, die wiederum zu einer reduzierten Bildqualität im rekonstruierten Bilddatensatz führen. Um diese Artefakte zu reduzieren, ist es bekannt, eine pixelbasierte Gain-Korrektur mittels eines Korrekturbildes vorzunehmen, welches beispielsweise durch Kalibration erhalten werden kann. Dabei kann durch ein solches Korrekturbild nicht nur der Effekt der Gitterstrukturen des Streustrahlenrasters berücksichtigt werden, sondern auch ein gerade bei der C-Bogen-CT häufig auftretendes Problem, nachdem ein größerer Abstand zwischen dem Röntgenstrahler und dem Röntgendetektor verwendet wird, als der, für den das Streustrahlenraster fokussiert ist, so dass letztlich bei defokussiertem Streustrahlenraster aufgenommen wird, was zu einer ungleichen Intensitätsverteilung führt, insbesondere einer zu den Rändern des Detektors hin abnehmenden Intensität selbst bei homogener Ausleuchtung.
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Insbesondere im Zusammenhang mit einer solchen Intensitätsschwankung aufgrund eines defokussierten Streustrahlenrasters ist auch ein weiterer nachteiliger Effekt bei der C-Bogen-CT zu betrachten, nämlich die Tatsache, dass aufgrund mechanischer Ungenauigkeiten der Röntgeneinrichtung zu verschiedenen Aufnahmezeitpunkten, also bei verschiedenen Aufnahmegeometrien, Abweichungen auftreten, insbesondere im Hinblick auf die Position des Fokus des Röntgenstrahlers relativ zum Röntgendetektor. Es kommt mithin zu Verschiebungen von Artefaktmustern und insbesondere auch der genannten Intensitätsverteilung, was zu deutlich sichtbaren Kanten im rekonstruierten Volumen führen kann, obwohl diese Effekte in den Projektionsbildern kaum feststellbar sind. Derartige mechanische Ungenauigkeiten der Röntgeneinrichtung basieren im Wesentlichen darauf, dass der C-Bogen nicht vollständig starr ist und daher beispielsweise in verschiedenen Stellungen des C-Bogens ein unterschiedlicher Einfluss der Schwerkraft auf die Röntgeneinrichtung vorliegt.
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Die genannten mechanischen Ungenauigkeiten erlauben es letztlich nicht, eine globale Korrektur, mithin ein einziges Korrekturbild, für alle Aufnahmegeometrien zu verwenden, da dies wiederum zum Beibehalten von Artefakten oder zum Auftreten neuer Artefakte, wie beschrieben, führen kann.
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Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, ein separates, pixelbasiertes Korrekturbild für jede Aufnahmegeometrie, mithin jedes aufzunehmende Projektionsbild, zu erstellen und vorzuhalten. Das Korrekturbild wird durch eine Kalibrierungsmessung bestimmt, wobei beispielsweise, um zu ähnlichen Intensitätswerten wie bei der Aufnahme eines Patienten zu gelangen, eine Kupferplatte in den Strahlengang eingebracht werden kann. Da das Rauschen ein kritischer Parameter in der Rekonstruktion ist, nachdem beispielsweise für Patienten das Rauschen direkt mit der Patientendosis korreliert ist, darf das Korrekturbild nur einen sehr geringen Rauschbeitrag enthalten. Um gute Korrekturbilder zu erhalten, werden daher im Stand der Technik eine Vielzahl von Kalibrationsbildern für jede Aufnahmegeometrie aufgenommen und gemittelt, was einen äußerst hohen Kalibrationsaufwand erfordert. Eine Entrauschung der Bilder durch eine einfache Glättung, beispielsweise einen Gauss-Filter, löst das Problem nicht, nachdem damit auch das Muster der Artefakte auf den Korrekturbildern zerstört wird, so dass die Korrektur die zerstörten Artefaktmuster nicht mehr beseitigen kann. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist, dass eine sehr hohe Menge an Speicherplatz erforderlich ist, um Korrekturbilder für jede Aufnahmegeometrie vorzuhalten, denn im Rahmen einer Komprimierung würden auch die wesentlichen Strukturen verloren gehen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur von aufgenommenen Projektionsbildern im Hinblick auf durch ein Streustrahlenraster erfolgte Artefakte anzugeben, welches die mechanischen Unzulänglichkeiten hinreichend berücksichtigt, mit einem reduzierten Kalibrationsaufwand auskommt und insbesondere auch den Speicherplatzbedarf für Korrekturbilder reduziert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:
- – Aufnahme jeweils eines Kalibrationsbildes für jede Aufnahmegeometrie,
- – Ermittlung eines Durchschnittsbildes aus allen aufgenommenen Kalibrationsbildern,
- – Ermittlung von Subtraktionsbildern für alle Aufnahmegeometrien durch Subtraktion des Durchschnittsbildes von den entsprechenden Kalibrationsbildern,
- – Glättung der Subtraktionsbilder zur Entrauschung der Subtraktionsbilders, und
- – Speichern der Subtraktionsbilder und des Durchschnittsbildes,
wobei zur Korrektur von aufgenommenen Projektionsbildern für jede Aufnahmegeometrie ein Korrekturbild durch Addition des der Aufnahmegeometrie zugeordneten Subtraktionsbildes und des Durchschnittsbildes ermittelt und das Korrekturbild zur Korrektur des Projektionsbildes verwendet wird.
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Erfindungsgemäß wird also das Problem adressiert, ein geglättetes, also entrauschtes Korrekturbild für jede Aufnahmegeometrie zu ermitteln, welches auch weiterhin das Artefaktmuster, welches durch das Streustrahlenraster ausgelöst wird, enthält. Hierzu wird zunächst ein einziges Kalibrationsbild für jede Aufnahmegeometrie aufgenommen. Diese einzelnen Kalibrationsbilder sind, wie bereits erwähnt wurde, verrauscht, so dass sie nicht unmittelbar als Korrekturbilder eingesetzt werden können.
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Mithin wird erfindungsgemäß nun vorgeschlagen, zunächst ein Durchschnittsbild aller aufgenommenen Kalibrationsbilder zu errechnen. Nachdem das Streustrahlenraster fest mit dem Röntgendetektor verbunden ist, sind die entsprechenden unmittelbar durch das Streustrahlenraster ausgelösten Artefaktmuster mit hohen Frequenzen im Ortsraum immer gleich, so dass das Durchschnittsbild diese Information hoher Ortsfrequenzen des Artefaktmusters des Streustrahlenrasters enthält, während das Rauschen aufgrund der statistischen Betrachtung einer Vielzahl von Kalibrationsbildern reduziert ist. Die angesprochenen mechanischen Ungenauigkeiten der Röntgeneinrichtung tragen zu diesen Hochfrequenzinformationen aufgrund der nicht vorhandenen relativen Bewegung zwischen Streustrahlenraster und Röntgendetektor nicht bei.
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Das Durchschnittsbild wird sodann von jedem aufgenommenen Kalibrationsbild abgezogen, um Subtraktionsbilder zu erhalten. Diese Subtraktionsbilder enthalten mithin das Artefaktmuster mit hohen Ortsfrequenzen nun nicht mehr und können daher geglättet werden. Zu korrigierende verbleibende Muster, beispielsweise eine Intensitätsverteilung aufgrund eines nicht für den Abstand zwischen Röntgendetektor und Röntgenstrahler bei der Aufnahme der Kalibrationsbilder fokussiertem Streustrahlenrasters ändern sich auf eher großen Abständen, weisen mithin niedrige Ortsfrequenzen auf, die auch bei einer Glättung, die erfindungsgemäß bevorzugt lokal sein kann, erhalten bleiben. Auf diese Weise ist es also möglich, die Subtraktionsbilder zu „entrauschen“ und sodann, insbesondere komprimiert, gemeinsam mit dem Durchschnittsbild abzuspeichern.
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Um das tatsächlich zu verwendende Korrekturbild für eine gegebene Aufnahmegeometrie zu erhalten, muss nun lediglich – gegebenenfalls nach einer Dekompression des gespeicherten Subtraktionsbildes – das Durchschnittsbild wieder zu dem Subtraktionsbild addiert werden. Letztlich werden die von der konkreten Aufnahmegeometrie unabhängigen hochfrequenten Informationen der Artefaktmuster durch die Ermittlung des Durchschnittsbildes und dessen Subtraktion zum einen anhand des Durchschnittsbildes aufbewahrt, zum anderen der weiteren Betrachtung im Hinblick auf die Entrauschung entzogen, da erkannt wurde, dass die von der Aufnahmegeometrie abhängigen Artefakt-Informationen bei den niedrigen Ortsfrequenzen liegen. Mithin ist eine Entrauschung durch Glättung genau dann möglich, wenn die hochfrequenten Artefaktmuster nicht mehr verloren werden können.
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Wie dargestellt wurde, bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren in seiner konkreten Problemlösung hauptsächlich auf Fälle, in denen bei der Aufnahme der Projektionsbilder ein defokussiertes Streustrahlenraster vorliegt und gleichzeitig mechanische Ungenauigkeiten, insbesondere ausgelöst aufgrund der nicht perfekten Starrheit des C-Bogens, insbesondere bezüglich der Schwerkraft. Mithin lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft dann anwenden, wenn das Streustrahlenraster für eine andere Entfernung zwischen dem Röntgendetektor und dem Röntgenstrahler als die bei der Aufnahme der Projektionsbilder genutzte Entfernung fokussiert ist und/oder unter dem Einfluss der Schwerkraft eine Verschiebung des Röntgenstrahlers gegen den Röntgendetektor und mithin das Streustrahlenraster bei unterschiedlichen Positionen des C-Bogens auftritt.
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Insgesamt ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren bei einem deutlich reduzierten Kalibrierungsaufwand das Artefaktniveau in rekonstruierten Bilddatensätzen deutlich zu reduzieren, nachdem das Rauschen trotz Aufnahme nur eines einzigen Kalibrationsbildes deutlich reduziert werden kann.
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Während es grundsätzlich denkbar ist, eine Glättung unter Verwendung eines Gauss-Filters in Betracht zu ziehen, ist diese jedoch nicht lokal und hat daher gegebenenfalls den Verlust von Artefaktmustern mittlerer oder auch niedriger Ortsfrequenzen zur Folge.
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Daher kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung in besonders bevorzugter Weise vorgesehen sein, dass ein auf Variation basierender, lokaler Glättungsalgorithmus zur Glättung der Subtraktionsbilder eingesetzt wird, wobei eine Minimierung der Summe einer Norm und eines insbesondere mit einem Gewichtungsfaktor eingehenden Regularisierungs-Funktionals vorgenommen wird. Auf diese Weise wird lokal gearbeitet, so dass auch Artefaktmuster mittlerer und niedrigerer Frequenzen auf verbesserte Weise erhalten bleiben, die durch die geänderten Aufnahmebedingungen in der jeweiligen Aufnahmegeometrie ausgelöst werden. Ein solcher auf Variation basierender, lokaler Glättungsalgorithmus kann mathematisch als ein Minimierungsproblem beschrieben werden, in Formeln als
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Darin bezeichnet U * / i das gewünschte geglättete Subtraktionsbild, Ui das Ausgangs-Subtraktionsbild und die Funktion ψ ein Regularisierungs-Funktional, das geeignet gewählt werden muss. λ ist ein Gewichtungsfaktor, der eine Feineinstellung ermöglicht und M der Minimierungsraum, also der Raum, aus dem die Lösungen gewählt werden.
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Während es nun grundsätzlich möglich ist, eine übliche TV-Glättung (total variation smoothing) vorzunehmen, wird es erfindungsgemäß bevorzugt, dass eine Sobolev-Regularisierung verwendet wird, bei der der Sobolev-Raum W1,p als Lösungsraum für die Minimierung betrachtet wird. Die erwähnte Norm wird dabei als die dem Sobolev-Raum zugeordnete Norm gewählt. p wird mit besonderem Vorteil größer als 1 gewählt, aber möglichst nahe an 1, beispielsweise als p = 1.1, da sich hier gezeigt hat, dass auf diese Weise eine Glättung der Subtraktionsbilder bei hinreichender Aufrechterhaltung der Information über die Artefaktmuster auf hervorragende Weise möglich ist. Eine andere gute Wahl bezieht sich auf den Raum W1,1 mit Radon-Maßen.
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Wie bereits erwähnt, ist ein weiteres bestehendes Problem bei heutigen Verfahren, insbesondere jenen, die aus mehreren Kalibrationsbildern gemittelte Korrekturbilder für jede Aufnahmegeometrie vorhalten, der hohe Speicherplatzbedarf. Mithin ist es wünschenswert, die Korrekturbilder (zumindest teilweise) komprimieren zu können, während die Artefaktmuster erhalten werden können. Nachdem erfindungsgemäß eine Aufteilung in die hochfrequenten Artefaktmuster in dem Durchschnittsbild und die Subtraktionsbilder gegeben ist, kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass die Subtraktionsbilder vor dem Speichern mit einem Kompressionsalgorithmus komprimiert werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass ein eventuell auftretender Informationsverlust sich nicht auf die in den Subtraktionsbildern verbliebenen Artefaktmuster mittlerer oder höherer Ortsfrequenzen bezieht, so dass mit besonderem Vorteil vorgesehen sein kann, dass ein Wavelet-Kompressionsalgorithmus, insbesondere unter Verwendung eines CDF9/7- oder eines CDF5/3-Wavelets, verwendet wird. Insbesondere kann dabei ein Wavelet-Kompressionsverfahren mit weicher Schwellwertbetrachtung und variablem Schwellwert herangezogen werden. Eine weiche Schwellwertbetrachtung (soft thresholding) bedeutet letztlich, dass bei Erreichen des Schwellwerts nicht ein Sprung in der Kompressionsfunktion vorliegt, sondern der lineare Verlauf bei 0 beginnend unmittelbar nach dem Schwellwert beginnt, da hiermit gute Ergebnisse erreicht werden können. Ein variabler Schwellwert ist dahingehend zu verstehen, dass der Schwellwert selbst für Detailräume abhängig von den Ortsfrequenzen gewählt wird, mithin selbst variabel ist. Dieses Konzept wird im Englischen zusammenfassend auch als „Bayesian soft thresholding“ bezeichnet. Besonders geeignete Wavelets wurden bereits beschrieben, wobei das CDF5/3-Wavelet eine verlustfreie Kompression erlaubt, bei dem CDF9/7-Wavelet eine verlustbehaftete Kompression möglich ist.
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Bei geeigneter Auswahl des Kompressionsverfahrens erlaubt die vorliegende Erfindung beispielsweise eine Reduzierung des benötigten Speicherplatzes auf etwa 7 %. Es ergibt sich also in jedem Fall eine deutliche Einsparung.
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Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen, an dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler und ein Röntgendetektor angeordnet sind, aufweisend ein fest mit dem Röntgendetektor verbundenes Streustrahlenraster und eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung übertragen, mit welcher mithin ebenso die Vorteile der vorliegenden Erfindung erhalten werden können. Die Steuereinrichtung führt automatisch das erfindungsgemäße Verfahren aus, wofür beispielsweise geeignete Hardware- und/oder Softwarekomponenten vorgesehen sein können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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2 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung
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Im erfindungsgemäßen Verfahren, mithin auch im dargestellten Ausführungsbeispiel, geht es um eine Korrektur von aufgrund eines fest mit dem Röntgendetektor verbundenen Streustrahlenrasters auftretenden Artefakten, konkret also um eine Korrektur der Projektionsbilder, die für eine dreidimensionale Rekonstruktion genutzt werden, derart, dass Artefakte im dreidimensionalen Datensatz reduziert werden. Solche Artefakte, wie sie im hier dargestellten Ausführungsbeispiel betrachtet werden, haben letztlich verschiedene Ursachen. Neben den Artefaktmustern, die sich bereits in den Projektionsbildern durch Abschattungen durch ein Gitter des Streustrahlenrasters zwangsläufig ergeben, können zudem auch Identitätsschwankungen auftreten, wenn ein nicht auf die korrekte Entfernung zwischen dem Röntgenstrahler und dem Röntgendetektor fokussiertes Streustrahlenraster eingesetzt wird bzw. die Entfernung zwischen dem Röntgendetektor und dem Röntgenstrahler nicht so eingestellt wird, dass sich der Fokussierungsabstand ergibt. Diese auf die Abschattungen bezogenen Bildeffekte sind unabhängig von der konkreten Aufnahmegeometrie, wobei allerdings auch Effekte auftreten können, die von der Aufnahmegeometrie abhängig sind, beispielsweise von mechanischen Ungenauigkeiten der Röntgeneinrichtung, insbesondere des C-Bogens, ausgelöste Effekte. Diese beruhen üblicherweise auf einer relativen Verschiebung von dem Fokus des Röntgenstrahlers und dem Röntgendetektor mit dem Streustrahlenraster, beispielsweise aufgrund von Effekten der Schwerkraft. Durch eine Verschiebung des Fokus relativ zum Detektor tritt auch eine Verschiebung der oben genannten nicht homogenen Intensitätsverteilung auf, so dass bei deren Korrektur Kantenartefakte und dergleichen auftreten können.
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Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht sich konkret auf eine Möglichkeit, mit geringem Messaufwand geeignete Korrekturbilder für die verschiedenen Aufnahmegeometrien zu erzeugen, die noch immer alle relevanten Artefaktmuster enthalten und effizient speicherbar sind.
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Hierzu werden in einem Schritt 1, vgl. 1, zunächst Kalibrationsbilder 2 aufgenommen, wobei für jede hier betrachtete Aufnahmegeometrie nur ein einziges Kalibrationsbild 2 erforderlich ist. Beispielsweise kann dabei eine homogene Beleuchtung durch eine Kupferplatte sichergestellt werden.
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In einem Schritt 3 werden nun alle diese zweidimensionalen Kalibrationsbilder 2 gemittelt, so dass ein einziges Durchschnittsbild 4 erhalten wird. Das Durchschnittsbild 4 enthält insbesondere die mit hohen Frequenzen im Ortsraum verbundenen Informationen zu den durch die Abschattung durch das Streustrahlenraster entstandenen Artefaktmustern, nachdem diese unabhängig von der Aufnahmegeometrie immer entstehen, da das Streustrahlenraster ortsfest mit dem Röntgendetektor verbunden ist.
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In einem Schritt 5 werden nun Subtraktionsbilder 6 gebildet, indem von den Kalibrationsbildern 2 jeweils das Durchschnittsbild 4 abgezogen wird.
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Die Subtraktionsbilder 6 werden in einem Schritt 7 nun geglättet, wobei ein lokales, auf Variation basierendes Glättungsverfahren verwendet wird. Konkret wird im hier dargestellten Ausführungsbeispiel dabei eine Sobolev-Regularisierung verwendet, wobei als Lösungsraum der Sobolev-Raum W1,p verwendet wird, hier beispielhaft mit p = 1.1, wobei selbstverständlich auch die entsprechende Norm verwendet wird. So ist es möglich, die Subtraktionsbilder 6 zu entrauschen, wobei gleichzeitig Artefaktmuster bzw. Effekte aufgrund des Streustrahlenrasters, beispielsweise eine verschobene Intensitätsverteilung, die bei mittleren und/oder niedrigen Ortsfrequenzen liegen, erhalten werden. Man erhält also als Ergebnis des Schrittes 7 entrauschte, also weniger verrauschte, Subtraktionsbilder 6.
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Diese entrauschten Subtraktionsbilder 6 werden nun in einem Schritt 8 komprimiert, wobei eine wavelet-Kompression mit weicher Schwellwertbetrachtung (soft thresholding) und variablem Schwellwert eingesetzt wird. Dabei wird hier das CDF9/7-wavelet verwendet.
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Die geglätteten, komprimierten Subtraktionsbilder 6 und das Durchschnittsbild 4 werden als ein Korrekturdatensatz 9 in einer Speichereinrichtung zur späteren Verwendung bei der Korrektur von Projektionsbildern aufbewahrt. Die Speichereinrichtung kann dabei Teil einer das Verfahren durchführenden Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung sein.
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Zur Korrektur von bei unterschiedlichen Aufnahmegeometrien aufgenommenen Projektionsbildern 10, aus denen ein dreidimensionaler Bilddatensatz 11 rekonstruiert werden soll, werden nun in einem Schritt 12 zunächst Korrekturbilder ermittelt, indem die geglätteten, komprimierten Subtraktionsbilder 6 dekomprimiert werden und dann das Durchschnittsbild und das jeweilige geglättete, dekomprimierte Subtraktionsbild 6 für jede Aufnahmegeometrie, die benötigt wird, aufsummiert werden. Ebenso in Schritt 12 erfolgt die Korrektur der Projektionsbilder 10 unter Verwendung der so erhaltenen Korrekturbilder.
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Unter Verwendung der korrigierten Projektionsbilder 10 erfolgt dann in einem Schritt 13 die Rekonstruktion des dreidimensionalen Bilddatensatzes 11, wobei beispielsweise ein Verfahren der gefilterten Rückprojektion oder der iterativen Rekonstruktion verwendet werden kann.
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2 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 14. Diese umfasst einen C-Bogen 15, an dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler 16 und ein Röntgendetektor 17 angeordnet sind. Der C-Bogen 15 kann dabei um mindestens eine Achse um eine Patientenliege 18, auf der ein hier nicht näher dargestellter Patient angeordnet werden kann, geschwenkt werden, um Röntgenbilder bzw. Projektionsbilder verschiedener Aufnahmegeometrien, mithin verschiedener Projektionsrichtungen, aufnehmen zu können. Um Streustrahlen effektiv zu mindern, ist auf dem Röntgendetektor 17 ein bezüglich diesem ortsfestes Streustrahlenraster 19 montiert.
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Das Streustrahlenraster 19 ist auf eine bestimmte Entfernung zwischen dem Röntgendetektor 17 und dem Röntgenstrahler 16 hin fokussiert, wobei diese Entfernung ideal gewählt ist, um zweidimensionale Radiographie-Röntgenbilder, also zweidimensionale diagnostische Durchleuchtungsbilder, aufnehmen zu können. Sollen Projektionsbilder 10, aus denen ein dreidimensionaler Bilddatensatz 11 rekonstruiert werden soll, aufgenommen werden, wird jedoch meist die maximal mögliche Entfernung zwischen dem Röntgendetektor 17 und dem Röntgenstrahler 16 gewählt, so dass das Streustrahlenraster 19 für diese Entfernung nicht fokussiert ist.
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Ferner kommt hinzu, dass bei der Verwendung des C-Bogens 15 mechanische Ungenauigkeiten auftreten, beispielsweise aufgrund dessen nicht komplett starrer Ausbildung und der unterschiedlich wirkenden Schwerkraft auf den Röntgenstrahler 16 und den Röntgendetektor 17 mit dem Streustrahlenraster 19. Dies führt zu einer leichten Verschiebung des Fokus des Röntgenstrahlers 16 im Bezug auf den Röntgendetektor 17 und das Streustrahlenraster 19, was sich auch in den Projektionsbildern als Effekt des Streustrahlenrasters 19 bemerkbar macht.
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Die Röntgeneinrichtung 14 umfasst ferner zu ihrer Steuerung eine Steuereinrichtung 20, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Dazu weist die Steuereinrichtung 20 insbesondere eine Speichereinrichtung 21 zum Speichern des Korrektur-Datensatzes 9 mit den geglätteten komprimierten Subtraktionsbildern 6 und dem Durchschnittsbild 4 auf.
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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.
