DE102012203086A1

DE102012203086A1 - Bildverarbeitungsvorrichtung eines computertomographie-systems

Info

Publication number: DE102012203086A1
Application number: DE102012203086A
Authority: DE
Inventors: Michael Schmitt; Stefan Reisinger; Virginia Voland
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-08-29
Also published as: EP2633817A1; US9042510B2; US20130235970A1; EP2633817B1

Abstract

Eine Bildverarbeitungsvorrichtung eines Computertomographie-Systems umfasst eine Schnittstelle und einen Kalibrierdatenermittler. Die Schnittstelle ist ausgebildet, um einen ersten Satz von Durchstrahlungsaufnahmen eines zu untersuchenden Objekts aus ersten diskreten Aufnahmewinkeln und um einen zweiten Satz von Durchstrahlungsaufnahmen des zu untersuchenden Objekts aus zweiten diskreten Aufnahmewinkeln zu empfangen. Der Kalibrierdatenermittler ist ausgebildet, um auf Basis des ersten Satzes Kalibrierdaten für das Computertomographie-System zu ermitteln. Der erste Satz ist ferner während eines ersten Rotationslaufs aufgenommen, bei dem das Computertomographie-System und das zu untersuchende Objekt relativ zueinander rotieren, wobei der zweite Satz während zumindest eines weiteren Rotationslaufs nach dem ersten Rotationslauf aufgenommen ist. Auf Basis auf Basis der Kalibrierdaten und des ersten und zweiten Satzes ist eine Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar.

Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung eines Computertomographie-Systems, auf ein Computertomographie-System sowie auf ein Verfahren zur Ermittlung von Kalibrierdaten für ein Computertomographie-System.
Computertomographie-Systeme (CTs) bieten im Gegensatz zu Standard Röntgen-Systemen den Vorteil, dass Schnittbilder sowohl zweidimensional als auch dreidimensional mittels eines Computers berechnet werden können. Diese Berechnung basiert auf einer Vielzahl von digitalisierten Röntgenaufnahmen, die ein Objekt aus unterschiedlichen Durchstrahlungswinkeln darstellen und unter Einbeziehung von geometrischen Parametern des CTs zusammengefügt werden können. Mittels einer genauen Kenntnis solcher geometrischer Parameter bzw. allgemein der Aufnahmegeometrie kann sowohl in der zweidimensionalen als auch in der dreidimensionalen Computertomographie eine artefaktfrei Rekonstruktion der Schichtaufnahmen realisiert werden.
3a zeigt einen schematischen Aufbau eines Computertomographie-Systems in der Kegelstrahlgeometrie, während 3b ein Spiral-Computertomographie-System zeigt, das ebenfalls auf der Kegelstrahlgeometrie basiert.
Das in 3a gezeigte Computertomographie-System weist eine Aufnahmeeinheit 10 mit einer Strahlenquelle 12, wie z. B. eine Röntgenröhre, und einen der Strahlenquelle zugeordneten Strahlendetektor 14 auf. Zwischen der Strahlenquelle 12 und dem Detektor 14 ist das zu durchleuchtende Objekt 16 drehbar angeordnet. Das Objekt 16 kann z. B. mittels einer Manipulationseinrichtung um ein Drehzentrum bzw. eine Drehachse 17 rotiert werden. Die Drehachse 17 liegt näherungsweise senkrecht (oder ggf. geringfügig verkippt) zu einer Durchstrahlungsrichtung 18, die sich von der Strahlenquelle 12 zu dem Strahlendetektor 14 erstreckt. Diese Durchstrahlungsrichtung 18 ist zentriert innerhalb des Strahlenkegels 20 angeordnet und verläuft parallel zu dem Zentralstrahl, der als Strahl zwischen dem Punkt der Röntgenstrahlerzeugung, nämlich einem Brennfleck der Strahlenquelle 12, und der Mitte des Detektors 14 definiert ist.
Entlang dieses Strahlenkegels breitet sich die Strahlung, z. B. die Röntgenstrahlung der Strahlungsquelle 12 aus, und durchleuchtet das Objekt 16. Die Absorption der Strahlung durch das Objekt 16 kann mittels des Strahlendetektors 14 in Form einer Durchstrahlungsaufnahme 16' detektiert werden. Hierbei wandelt der Detektor 14 die empfangene Strahlung der Strahlenquelle 12, die durch das Objekt 16 abgeschwächt ist, in Grauwerte um, die ein Maß für die Abschwächung darstellen. Während der Rotation wird dann eine Vielzahl von Durchstrahlungsaufnahmen 16' (Projektion) aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln aufgenommen, auf Basis welcher eine Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar ist.
Diese Funktionsweise ist auch auf Spiral- bzw. Helix-Computertomographie-Systeme übertragbar, wie in 3b gezeigt ist. Ein Spiral-Computertomographie-System, weist prinzipielle denselben Aufbau des Computertomographie-Systems aus 3a auf, wobei jedoch das zu untersuchenden Objekt 16 zusätzlich zur Rotation beispielsweise mittels der Manipulationseinrichtung selbst oder einer zusätzlichen Hubeinrichtung translatorisch entlang der Rotationsachse 17 bewegbar ist. Bei dem in 3b gezeigten Aufbau ist es aufgrund des weiteren Freiheitsgrades bzw. die translatorische Bewegung entlang der Rotationsachse 17 möglich, verschiedene Schichtaufnahmen des Objekts 16 aus verschiedenen Aufnahmewinkeln in unterschiedlichen horizontalen Ebenen aufzunehmen. Also wird die rotorische Bewegung um die Rotationsachse 17 mit der translatorischen Bewegung entlang der Rotationsachse 17 überlagert, so dass das Objekt 16 mehrfach um die Rotationsachse 17 (verbunden mit einem vertikalen Vorschub) gedreht wird und so spiralförmig durchleuchtet werden kann. Die erreichbare Ortsauflösung und Bildschärfe hängt von den geometrischen Eigenschaften des bildgebenden Systems ab.
Anhand einer Vielzahl von Durchstrahlungsaufnahmen des durchleuchteten Objekts 16' aus unterschiedlichen Aufnahmewinkeln und ggf. in mehreren Ebenen ist eine Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar, wobei die Rekonstruktion auf einer genauen Kenntnis der geometrischen Parameter, wie z. B. der relativen Position der Drehachse 17 gegenüber der Strahlenquelle 12 oder einer möglichen Verkippung (z. B. in einem Bereich von 0° bis 90°) der Rotationsachse 17, basiert. Für eine ausreichende Bildqualität bei der Rekonstruktion wird angenommen, dass die Position der Drehachse 17 mit einer Genauigkeit von ±0,2 × d_eff bekannt ist, wobei d_eff die effektive Pixelgröße im Bild darstellt. Die effektive Pixelgröße d_eff ist der Quotient aus dem Abstand der Detektorelemente d_Det zueinander und dem Vergrößerungsfaktor M in der Abbildung: d_eff = d_Det/M
Ist die relative Position (also nicht notwendigerweise die absolute Position) der Drehachse 17 nicht hinreichend bekannt, wirkt sich dies in der Rekonstruktion negativ auf die Bildqualität aus. Die Bildqualität hängt des Weiteren auch von der Position des Brennflecks ab, wobei sich diese typischerweise mit variierenden Röntgenparametern, wie z. B. einer Röntgenspannung, ändert. Die Position der Drehachse 17 wird daher bevorzugter Weise für jede Computertomographie-Aufnahme (Datenakquisition), mindestens jedoch bei veränderten Betriebsparametern neu ermittelt. Bei der industriell genutzten Computertomographie kommt – im Gegensatz zur medizinischen Computertomographie, die sich im Wesentlichen mit einer gleichbleibenden Prüfaufgabe beschäftigt – hinzu, dass die Anforderungen z. B. hinsichtlich des zu untersuchenden Materials oder hinsichtlich der Bildqualität häufig variieren. Folglich ändern sich häufig die Anlagengeometrie und die damit verbundenen geometrischen Parameter, so dass beispielsweise eine erneute Bestimmung der Position der Drehachse 17 bzw. des Drehzentrums erforderlich ist.
Wie es in der Patentschrift DE 4325351 C2 beschrieben ist, wird bei aktuellen Verfahren zur Bestimmung des Drehzentrums ein Referenzobjekt zu Hilfe genommen. Hierbei wird z. B. ein länglicher Gegenstand, wie z. B. ein Stab, eine Nadel oder ein Draht als Referenzobjekt mit einer Manipulationseinheit an verschiedene Positionen bewegt und die Positionsdaten des Referenzobjekts aufgenommen. Auf der Grundlage der Positionsdaten sind geometrische Parameter, wie z. B. die relative Position der Drehachse 17 zum Zentralstrahl (vgl. Durchstrahlungsrichtung 18) und der Vergrößerungsfaktor M bestimmbar. Des Weiteren ist auch neben der Rotationsachse 17 die Translationsachse im Gesamtsystem bestimmbar, wenn das Referenzobjekt in Translation bewegt wird. Zusätzlich bietet das Verfahren die Möglichkeit, einen Gütefaktor auszugeben, der ein Maß für die Zuverlässigkeit der Berechnung des Drehzentrums bildet. Ein alternatives Verfahren, für das beispielsweise eine translatorische Objektbewegung in der Zentralebene notwendig ist, ermittelt die geometrischen Daten mittels einer Abbildung eines kugelförmigen Referenzobjekts, das über eine Hubachse bewegt wird.
Nach erfolgreicher Bestimmung der Rotationsachse 17 bzw. des Rotationszentrums kann der Projektionsdatensatz eines beliebigen aufzunehmenden Objekts, der an derselben Achsposition und mit denselben Röntgenparametern aufgenommen ist, artefaktfrei rekonstruiert werden. Diese gilt insbesondere bei CTs, die auf der Fächerstrahlgeometrie oder Kegelstrahlgeometrie basieren. Allerdings können bei den oben beschriebenen Verfahren die im Folgenden erläuterten Fehlerquellen nicht vollständig ausgeschlossen werden, was ggf. eine Verminderung der Präzision bei der Abbildung zur Folge haben könnte.
Die Fehler entstehen beispielsweise dadurch, dass das Referenzobjekt durch das abzubildende Objekt 16 vor der eigentlichen Aufnahme, aber nach der Kalibrierung ausgetauscht wird. Hierdurch wird die Messumgebung, z. B. Umgebungstemperatur, durch den Austausch verändert. Weiter kann eine Verschiebung des Drehzentrums 17 durch den Austausch des Objekts 16 entstehen, wobei hier bei entsprechender Vergrößerung bereits eine Verschiebung von einigen Mikrometern ausreicht, um die Bildqualität zu beeinträchtigen. Eine Möglichkeit dies zu minimieren besteht darin, das Referenzobjekt z. B. oberhalb des zu untersuchenden Objekts anzubringen. Nach Bestimmung der Drehachse 17 kann das Referenzobjekt beispielsweise über eine Hubachse aus dem Bildbereich entfernt werden bzw. der Rekonstruktionsbereich vertikal auf das zu untersuchende Objekt 16 eingeschränkt werden.
Alternativ zu den oben beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, geometrische Parameter wie z. B. die Drehachse 17 oder das Drehzentrum mittels eines Prescans vor der Datenakquisition für die Computertomographie-Aufnahme am Objekt selbst oder nach der Datenakquisition zu ermitteln. In der Patentschrift DE 10 2007 008 1178 A1 wird mittels eines Prescans der Streustrahlenanteil winkelabhängig bestimmt und in die Computertomographie-Messung einbezogen. Der Streustrahlenanteil dient zur Kalibrierung des medizinischen CTs, so dass die Dosis winkelabhängig moduliert werden kann, da sich für unterschiedliche Durchstrahlungsrichtungen durch den Patienten unterschiedliche Strahlungslängen ergeben. In der Patentschrift US 5457724 A wird ein weiterer Prescan beschrieben, mittels welchem die Position des Patienten und dessen Mittelpunkt bestimmt werden. Bei weiteren Verfahren wird mittels eines solchen Prescans die Position des Patienten unter Zuhilfenahme von Kontrastmitteln bestimmt. Alle diese Verfahren, die auf einem Prescan basieren, erfordern jedoch zusätzliche Zeit und Interaktion des Betreibers mit dem CT.
Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren zu schaffen, welche eine zeiteffiziente und/oder genaue Ermittlung von Kalibrierdaten ermöglicht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Computertomographie-System gemäß Anspruch 19 und ein Verfahren zur Ermittlung von Kalibrierdaten gemäß Anspruch 22 gelöst.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Bildverarbeitungsvorrichtung eines Computertomographie-Systems mit einer Schnittstelle und einem Kalibrierdatenermittler. Die Schnittstelle ist ausgebildet, um einen ersten Satz von Durchstrahlungsaufnahmen eines zu untersuchenden Objekts aus ersten diskreten Aufnahmewinkeln und um einen zweiten Satz von Durchstrahlungsaufnahmen des zu untersuchenden Objekts aus zweiten diskreten Aufnahmewinkeln zu empfangen. Der Kalibrierdatenermittler ist ausgebildet, um auf Basis des ersten Satzes Kalibrierdaten für das Computertomographie-System zu ermitteln. Der erste Satz ist ferner während eines ersten Rotationslaufs aufgenommen, bei dem das Computertomographie-System und das zu untersuchende Objekt relativ zueinander rotieren, wobei der zweite Satz während zumindest eines weiteren Rotationslaufs nach dem ersten Rotationslauf aufgenommen ist. Auf Basis der Kalibrierdaten und des ersten und zweiten Satzes ist eine (zweidimensionale oder dreidimensionale) Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung basieren darauf, dass Kalibrier- bzw. Korrekturdaten, wie z. B. die relative Position der Drehachse oder sonstige geometrische Daten, direkt während des Messvorgangs ermittelt werden können. Diese Kalibrierdaten werden anhand eines ersten Satzes an Durchstrahlungsaufnahmen eines beliebigen, zu prüfenden Objekts während einer ersten Rotation (z. B. um 360°) bestimmt. Hierbei wird der erste (Projektionsdaten-) Satz, der bevorzugterweise einen reduzierten Umfang aufweist, innerhalb kurzer Zeit in einem ersten Rotationslauf ermittelt. Mit einer Bestimmung der Kalibrierdaten auf Basis dieses reduzierten ersten Satzes werden zusätzliche Interaktionen des Anlagenbedieners (z. B. Austausch des Referenzobjekts gegen das zu untersuchende Objekt, Verfahren von Achsen) vermieden und so mögliche Fehlerquellen reduziert. Der Umfang des ersten Satzes ist so gewählt, dass trotz der reduzierten Größe zuverlässige Ergebnisse für die Kalibrierdaten zu erwarten sind, auf denen die Rekonstruktion der Computertomografie-Aufnahme aufbaut. In einem oder mehreren weiteren Rotationsläufen können nun weitere Durchstrahlungsaufnahmen des Objekts, die zu einem zweiten Satz (mit erweitertem Umfang) gehören, aufgenommen werden. Auf Basis dieser zusätzlichen Durchstrahlungsaufnahmen zusammen mit den Kalibrierdaten sowie mit den bereits ermittelten Durchstrahlungsaufnahmen des ersten Satzes kann die Rekonstruktion erfolgen. Da die Rekonstruktion unter Verwendung der Daten des ersten Satzes bereits beginnen kann bevor der zweite Satz vollständig aufgenommen ist, ermöglicht der Einsatz dieser Bildverarbeitungsvorrichtung bzw. das Vorgehen eine erhebliche Zeitreduzierung bei der Computertomographie.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind die ersten diskreten Aufnahmewinkel, die zur Ermittlung der Kalibrierdaten dienen, gleichmäßig entlang einer Umdrehung des ersten Rotationslaufs verteilt, wobei die zweiten diskreten Aufnahmewinkel zwischen den ersten diskreten Aufnahmewinkeln beliebig verteilt sind.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Verfahren zur Ermittlung von Kalibrierdaten für ein Computertomographie-System. Das Verfahren weist den Schritt des Aufnehmens eines ersten Satzes von Durchstrahlungsaufnahmen eines zu untersuchenden Objekts aus ersten diskreten Aufnahmewinkeln während eines ersten Rotationslaufs auf, bei dem das Computertomographie-System und das zu untersuchende Objekt relativ zueinander rotieren. Ferner weist das Verfahren den Schritt des Ermittelns von Kalibrierdaten für das Computertomographie-System auf Basis des ersten Satzes auf sowie den Schritt des Aufnehmens eines zweiten Satzes von Durchstrahlungsaufnahmen des zu untersuchenden Objekts aus zweiten diskreten Aufnahmewinkeln während eines zweiten Rotationslaufs, wobei auf Basis der Kalibrierdaten des ersten und zweiten Satzes eine Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar ist. Da keine Beeinflussung der Messung durch Austausch des Referenzobjekts gegen das zu untersuchende Objekt stattfindet, verbessert sich die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Artefakte in der Rekonstruktion werden so reduziert, was sich wiederum positiv auf die Bildqualität und somit positiv auf Auswertbarkeit der Computertomographie-Aufnahme auswirkt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft ein Computertomographie-System, welches eine Aufnahmeeinheit, einen Objektträger und die oben beschriebene Bildverarbeitungsvorrichtung aufweist. Die Aufnahmeeinheit umfasst eine Strahlenquelle und einen der Strahlenquelle zugeordneten Strahlendetektor und ist ausgebildet, um Durchstrahlungsaufnahmen des zu untersuchenden Objekts aufzunehmen. Die Aufnahmeeinheit und der Objektträger sind zueinander rotierbar, so dass die ersten und zweiten diskreten Aufnahmewinkel angefahren werden können. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Objektträger entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen um eine Rotationsachse rotierbar ist. Hierbei besteht der Vorteil, dass für die Kalibrierung keine zusätzliche translatorische Verfahreinheit notwendig ist, so dass die Herstellkosten für das CT reduziert werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1a ein schematisches Blockdiagramm einer Bildverarbeitungsvorrichtung eines Computertomographie-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
1b eine schematische Darstellung von Freiheitsgraden eines Computertomographie-Systems zur Illustration der unterschiedlichen Aufnahmewinkel gemäß Ausführungsbeispielen;
2a–2b schematische Blockdiagramme zur Illustration des Verfahrens zur Kalibrierung bzw. zur Ermittlung von Durchstrahlungsaufnahmen gemäß Ausführungsbeispielen; und
3a–3b schematische Darstellungen von Computertomographie-Systemen.
Bevor nachfolgend die Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander angewendet werden kann bzw. austauschbar ist.
1a zeigt eine Bildverarbeitungsvorrichtung 30 mit einer Schnittstelle 32 und einem Kalibrierdatenermittler 34. Die Schnittstelle 32 ist mit einem Computertomographie-System verbunden, so dass über diese ein erster Satz 36 von Durchstrahlungsaufnahmen eines zu untersuchenden Objekts 16, z. B. eines menschlichen Körpers oder eines industriell hergestellten Bauteils, und ein zweiter Satz 38 von Durchstrahlungsaufnahmen desselben zu untersuchenden Objekts 16 empfangen werden kann.
Der erste Satz 36 der Durchstrahlungsaufnahmen basiert beispielsweise auf drei Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b und 36c, die während eines ersten Rotationslaufs des Computertomographie-Systems um das Objekt 16 oder des Objekts 16 in dem Computertomographie-System aufgenommen sind. Durch die Rotation des Computertomographie-Systems und des zu untersuchenden Objekts 16 relativ zueinander können die einzelnen Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b und 36c aus unterschiedlichen diskreten Aufnahmewinkeln aufgenommen werden. Auf Basis dieses ersten Satzes 36 ermittelt der Kalibrierdatenermittler 34 die Kalibrierdaten 40 und gibt diese beispielsweise an das Computertomographie-System oder einen Computertomographie-Rekonstruierer aus. Unter Kalibrierdaten können unterschiedliche Daten, wie z. B. geometrische Daten des CTs bzw. eine relative Lage einer Rotationsachse oder einer Verkippung der Rotationsachse in dem CT verstanden werden.
Die Ermittlung solcher Kalibrierdaten erfolgt prinzipiell nach bekannten Verfahren bzw. Algorithmen, wie sie beispielsweise in der Patentschrift DE 4325351 beschrieben sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1a wird allerdings nicht ein separates Referenzobjekt zur Kalibrierung herangezogen, sondern die Ermittlung der Kalibrierdaten mittels des Objekts 16 durchgeführt. Die relative Lage der Rotationsachse wird beispielsweise auf Basis der aus unterschiedlichen diskreten Aufnahmewinkeln beobachteten Verschiebung der Rotationsachse gegenüber einem Referenzpunkt des zu untersuchenden Objekts 16, z. B. des geometrischen Schwerpunkts, detektiert. Der geometrische Schwerpunkt des Objekts 16 wird im Abschwächungsprofil bestimmt, wie es in der Patentschrift US 5457724 beschrieben ist. Beim Auftragen der Position des geometrischen Schwerpunkts über die Winkelposition entlang einer vollständigen Rotation wandert die Position des Schwerpunkts im Idealfall gemäß einer Sinusfunktion. Die additive Konstante, um die der Verlauf des geometrischen Schwerpunkts von einem Sinus abweicht, beschreibt den Abstand des Rotationszentrums von dem Zentralstrahl 18 (vgl. 3a). Es wird angemerkt, dass dieses Verfahren für die Parallelstrahlgeometrie eine hohe Berechnungsgenauigkeit erreicht, während bei der Kegelstrahlgeometrie auf eine Approximation zurückgegriffen wird. Der Grad der Abweichung von einem sinusförmigen Verlauf gibt zudem ein Maß für die Güte der Kalibrierung, so dass die Daten sofort überprüft und bewertet werden können. Zusammenfassend heißt das, dass die Ermittlung der relativen Lage der Rotationsachse analog zu dem Vorgehens mittels eines Referenzobjekts erfolgt, wobei jedoch ein Referenzpunkt des zu untersuchenden Objekts 16 selbst das Referenzobjekt bildet. Dies bietet den Vorteil, dass für die Untersuchung das Objekt 16 nicht erst neu in dem Computertomographie-System platziert werden muss, so dass keine Beeinträchtigung der Messung erfolgt und insgesamt auch die Dauer eines Computertomographie-Vorgangs verkürzt wird. Für die Ermittlung derartiger Kalibrierdaten 40 sind einige wenige Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b und 36c, wie z. B. 40 oder 36 Durchstrahlungsaufnahmen ausreichend, so dass die Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b und 36c, beispielsweise alle 10°, innerhalb der Umdrehung bzw. Teilumdrehung aufgenommen werden und eine zusätzliche Kalibrierung im Vorfeld (z. B. mittels eines Prescans) nicht notwendig ist.
Auf Basis der ermittelten Kalibrierdaten sowie auf Basis der Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b und 36c des ersten Satzes 36 kann in Kombination mit Durchstrahlungsaufnahmen 38a, 38b, 38c, 38d, 38e und/oder 38f des zweiten Satzes 38 die Computertomographie-Aufnahme ermittelt werden. Prinzipiell kann mit der Ermittlung der zweidimensionalen oder dreidimensionalen Computertomographie-Aufnahme bereits begonnen werden, nachdem der erste Satz 36 vollständig empfangen und ausgewertet ist, also insbesondere bevor der zweite Satz 38 vollständig empfangen ist, so dass eine schnelle, ggf. aber auch unvollständig aufgelöste Computertomographie-Aufnahme darstellbar ist. Hintergrund hierzu ist, dass je mehr verschiedene Aufnahmewinkel für die projizierten Durchstrahlungsaufnahmen verwendet werden, desto größer ist die Tiefeninformation, die aus dem resultierenden Satz 38 rekonstruiert werden kann. Typischerweise entspricht die gewählte Winkelanzahl der Detektorbreite in Pixeln × Pi/2. Für eine konventionelles dreidimensionales Computertomographie-System mit einem Detektor, der z. B. 1024 Pixel breit ist, bedeutet das, dass ca. 1600 Durchstrahlungsaufnahmen aufgenommen werden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass zu der Gesamtzahl der Durchstrahlungsaufnahmen sowohl die Durchstrahlungsaufnahmen des ersten Satzes 36 als auch die Durchstrahlungsaufnahmen des zweiten Satzes 38 gezählt werden können, so dass möglichst schnell die Computertomographie-Aufnahme ausgegeben werden kann. An dieser Stelle wird angemerkt, dass bevorzugterweise die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen des ersten Satzes 36 um einen Faktor von mindestens 2 oder sogar mindestens 10 oder 15 kleiner sein kann als die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen des zweiten Satzes 38, da typischerweise für die Rekonstruktion einer Computertomographie-Aufnahme eine höhere Informationsdichte benötigt wird als für die Berechnung der Kalibrierdaten 40.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen weist die Bildverarbeitungsvorrichtung einen Computertomographie-Rekonstruierer auf, der die Rekonstruktion der Computertomographie-Aufnahme durchführt und mit dieser beginnt nachdem der erste Satz 36 vollständig empfangen und ausgewertet ist und insbesondere bevor der zweite Satz 38 vollständig empfangen ist. Entsprechend einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Rekonstruktion der Computertomographie-Aufnahme erst nach vollständiger Aufnahme des zweiten Satzes 38 der Durchstrahlungsaufnahmen durchgeführt wird.
1b zeigt einen Rotationskreis einer Aufnahmeeinheit eines Computertomographie-System um das Objekt 16, in dem die Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b und 36c mit den zugehörigen diskreten Aufnahmewinkeln w36a, w36b und w36c des ersten Satzes 36 sowie die Durchstrahlungsaufnahmen 38a, 38b, 38c, 38d, 38e und 38f mit den zugehörigen diskreten Aufnahmewinkeln w38a, w38b, w38c, w38d, w38e und w38f des zweiten Satzes 38 illustriert sind. Es wird angemerkt, dass die diskreten Aufnahmewinkeln w36a, w36b und w36c und w38a, w38b, w38c, w38d, w38e und w38f in einer Ebene, die durch den Rotationskreis bestimmt ist, liegen. Die diskreten Aufnahmewinkel w36a, w36b und w36c sind gleichmäßig entlang des Rotationskreises verteilt, während jeweils zwei diskrete Aufnahmewinkel w38a und w38b, w38c und w38d sowie w38e und w38f zwischen den diskreten Aufnahmewinkeln w36a, w36b und w36c verteilt sind.
Das Computertomographie-System rotiert während des ersten Rotationslaufs und den weiteren Rotationsläufen um die Rotationsachse 17 bzw. fährt die diskreten Aufnahmewinkel w36a, w36b und w36c, w38a, w38b, w38c, w38d, w38e und w38f des ersten und zweiten Satzes 36 und 38 an, um die Durchstrahlungsaufnahmen des Objekts 16 zu ermitteln. Hierzu kann die Bildverarbeitungsvorrichtung entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen eine Computertomographie-Steuerung aufweisen, die ausgebildet ist, um das Computertomographie-System zu steuern. Das System wird entsprechend Ausführungsbeispielen so gesteuert, dass in dem ersten Rotationslauf die Aufnahmewinkel w36a, w36b und w36c des ersten Satzes 36 angefahren werden, während in einem weiteren Rotationslauf nach Vollendung des ersten Rotationslaufs die diskreten Aufnahmewinkel w38a, w38b, w38c, w38d, w38e und w38f des zweiten Satzes 38 angefahren werden.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann das Computertomographie-System so gesteuert sein, dass mehr als ein weiterer Rotationslauf durchgeführt wird. Folglich erfolgt dann bei einem ersten weiteren Rotationslauf die Aufnahme von den diskreten Aufnahmewinkeln 38a, 38c und 38e bevor in einem zweiten weiteren Rotationslauf die diskreten Aufnahmewinkel 38b, 38d und 38f angefahren werden. Insofern bietet diese Art der Steuerung die Möglichkeit, mittels einer Vielzahl von Rotationen den vollständigen zweiten Satz 38 der Durchstrahlungsaufnahmen zu ermitteln.
2a zeigt schematisch den Gesamtablauf bei einer Computertomographie-Messung mit der referenzfreien Kalibrierung. Das Verfahren ist in drei Hauptschritte untergliedert. Initialisierung 46, Bildaufnahme und Kalibrierung 48 sowie Rekonstruktion 50.
Bei der Initialisierung erfolgt der Systemstart 46a, die Initialisierung der Röntgenkomponenten 46b und der Detektorabgleich 46c. Nach Durchführung dieser Initialisierung 46 ist das Computertomographie-System aufnahmebereit, so dass ein Objekt in demselben platziert werden kann und mit der Bildaufnahme und Kalibrierung 48 begonnen werden kann. Prinzipiell entspricht die Bildaufnahme dem Standardvorgehen, wobei jedoch die Reihenfolge der einzelnen Durchstrahlungsaufnahmen an den unterschiedlichen Aufnahmewinkeln geändert ist. Im Gegensatz zu dem Standardvorgehen werden die einzelnen Durchstrahlungsaufnahmen aus den einzelnen diskreten Aufnahmewinkeln (z. B. bei 800 Winkeln 0°, 0,45°, 0,9°, 1,35°, usw.) nicht in einer einzigen Umdrehung aufgenommen, sondern mit veränderter Reihenfolge in mehreren Rotationsläufen ermittelt. Dieses Vorgehen ist bei der Detaillierung des Schrittes Bildaufnahme und Kalibrierung 48 in 2b illustriert.
2b zeigt Schritt Bildaufnahme und Kalibrierung 48 ohne Prescan im Detail, wobei dieser Schritt die Unterschritte Aufnehmen des ersten Satzes 52 und Aufnehmen des zweiten Satzes 53, die parallel zu dem Schritt Ermitteln der Kalibrierdaten 54 verlaufen, umfasst.
Bei dem Schritt des Aufnehmens des ersten Satzes 52 werden in einem ersten Rotationslauf beispielsweise die Durchstrahlungsaufnahmen mit den Aufnahmewinkeln 0°, 20°, 40°, 60°, 80°, 100°, 120°, usw. in der genannten oder einer beliebigen anderen Reihenfolge aufgenommen. Auf Basis dieses ersten Satzes erfolgt dann der in den Messablauf integrierte Schritt des Ermittelns der Kalibrierdaten 54 mit den Unterschritten Erzeugen der Kalibrier 54a und Speicher der Kalibrierdaten 54b beispielsweise in dem Dateiheader der Computertomographie-Aufnahme. Nach dem Ermitteln des ersten Satzes 52 in einem ersten Rotationslauf bzw. während dem Ermitteln der Kalibrierdaten 54 wird der zweite Satz ermittelt 53, wobei hierfür beispielsweise n (z. B. 9) weitere Rotationsläufe durchgeführt werden. In dem ersten weiteren Rotationslauf 53a werden die Durchstrahlungsaufnahmen zu den Aufnahmewinkeln 1°, 21°, 41°, 61°, 81°, 101°, usw. in dieser oder einer beliebigen anderen Reihenfolge aufgenommen, während in einem zweiten weiteren Rotationslauf 53b die Durchstrahlungsaufnahmen zu den Aufnahmewinkeln 2°, 22°, 42°, 62°, 82°, 102°, usw. aufgenommen werden. Mit diesem Vorgehen können in den n weiteren Rotationsläufen eine Vielzahl von Durchstrahlungsaufnahmen (z. B. 9 × 36 Durchstrahlungsaufnahmen) zu den Durchstrahlungsaufnahmen des ersten Satzes als Stützstellen für die Rekonstruktion ermittelt werden. Es wird angemerkt, dass prinzipiell die Aufnahme des zweiten Satzes in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen kann, wobei bevorzugter Weise die Rotationsrichtung während der Aufnahme des zweiten Satzes 53 nicht geändert wird, da die unidirektionale Anfahrgenauigkeit in der Regel deutlich höher ist als die bidirektionale.
Auf Basis der Ermittlung der Durchstrahlungsaufnahmen des zweiten Satzes 53 erfolgt der Schritt Rekonstruktion 50 (vgl. 2a), der prinzipiell nach zu dem Schritt Ermittlung des zweiten Satzes in einem ersten weiteren Rotationslauf 53a und damit parallel zu dem Schritt Ermittlung des zweiten Satzes in einem zweiten weiteren Rotationslauf 53b erfolgen kann. Hierbei werden für die Berechnung der Kalibrierdaten erhobenen Durchstrahlungsaufnahmen für die Rekonstruktion wiederverwertet, um die Datenbasis für die Rekonstruktion zu vergrößern.
Die oben beschriebene Bildverarbeitungsvorrichtung kann entweder als separate Einheit (z. B. bei Nachrüstung) neben einem CT eingesetzt werden, so dass der Kalibrierdatenermittler 34 (vgl. 1a) mit der Schnittstelle 32 mit dem CT verbunden ist und von diesem den ersten und zweiten Satz 36 und 38 der Durchstrahlungsaufnahmen empfängt, oder Bestandteil des CTs bzw. einer Auswerteeinheit des CTs sein. Deshalb schafft ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Computertomographie-System mit den in 3a bzw. 3b beschriebenen Komponenten und der Bildverarbeitungsvorrichtung 30 gemäß 1a. Hierbei kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 30 sowohl für CTs mit einer Gantry-Anordnung als auch für CTs mit einem rotierbaren Objektträger bzw. einer Manipulationseinheit eingesetzt werden.
Bezug nehmend auf 1a wird angemerkt, dass der Kalibrierdatenermittler 34 auch weitere Kalibrier- bzw. Korrekturdaten während der Ermittlung des zweiten Satzes 38 ermitteln kann.
Bezug nehmend auf 1b wird angemerkt, dass das Vorgehen bei der Ermittlung des zweiten Satzes 38 der Durchstrahlungsaufnahmen variieren kann, so dass beispielsweise nach der Ermittlung des ersten Satzes der zweite Satz mit einer herkömmlichen Abtastung ermittelt wird. Alternativ hierzu wäre es auch möglich, dass bei der Ermittlung des zweiten Satzes der Rotationskreis (Projektionsraum) in Segmente (z. B. 0° bis 90°, 90° bis 180°, ...) unterteilt wird, die mit einer veränderten Reihenfolge abgetastet werden. Ebenso wäre es denkbar, dass bei der Ermittlung des zweiten Satzes zufällige Aufnahmewinkel angefahren werden. Allen diesen Abtastungen ist gemein, dass sich die Rotation bei der Aufnahme des ersten und des zweiten Satzes nicht gleichförmig genau einmal um die Achse dreht.
Bezug nehmend auf 2b wird angemerkt, dass die Aufnahme des ersten Satzes 52 nicht zwingend in einer vollen Umdrehung erfolgen muss, so dass beispielsweise nach 350° der erste Satz vollständige aufgenommen ist und das Computertomographie-System (rückwärts) zurück auf die Position 0° fährt, um mit der Aufnahme des zweiten Satzes 53 zu beginnen. Eine derartige Teilumdrehung weist bevorzugt ein Rotationsraum von mindestens 180° zuzüglich einem Öffnungswinkel der Abbildung auf, der durch die Aufnahmeeinheit 10 bzw. die Breite des Detektors 14 und die Entfernung des Detektors 14 von der Strahlenquelle 12 definiert ist. Insbesondere bei CTs mit eingeschränktem Rotationsraum erfolgt die Aufnahme des ersten und zweiten Satzes mittels derartigen Teilrotationen.
Bezug nehmend auf 2b wird weiter angemerkt, dass der Rotationsraum entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen nicht zwingend in einer Ebene liegen muss, sondern auch Spiralförmig ausgebildet sein kann. Dies ist insbesondere bei Helix- oder Spiral-CTs der Fall (vgl. 3b). Also ist die beschriebene Bildverarbeitungsvorrichtung 30 bzw. das beschrieben Verfahren ebenso bei Helix-CTs anwendbar, die beispielsweise eine verkippte Drehachse 17 aufweisen können, solange die Verkippung der Drehachse 17 bekannt ist und bevorzugterweise während der Messung konstant bleibt.
Des Weiteren wird angemerkt, dass der Schritt Erzeugen der Kalibrierdaten 54a beispielsweise auch iterativ erfolgen kann, so dass die Kalibrierdaten auf Basis von zusätzlichen Durchstrahlungsaufnahmen des ersten und/oder zweiten Satzes genauer bestimmt werden. Dieses iterative Verfahren kommt beispielsweise auch bei der Umrechnung der mittleren Detektorzeile auf Parallelstrahlgeometrie (im Falle von Computertomographie-Systemen mit Flachbilddetektoren oder mit nur einer Detektorzeile) zum Einsatz. Im Falle eines Flachbilddetektors genügt die Auswertung der mittleren Detektorzeile. Da unterschiedliche Aufnahmewinkel an definierten Objektstrukturen zu geometrischen Verzerrungen führen, werden die ermittelten Bildinformationen zunächst auf Parallelstrahlgeometrie umgerechnet, wofür die genaue Position des Drehzentrums bzw. der Drehachse genutzt wird. Da genau diese Position allerdings bestimmt werden soll, kommt das oben angesprochene iterative Verfahren zum Einsatz, das anhand eines geschätzten Startwerts für die Position der Drehachse abwechselnd die Parallelstrahlgeometrie und anhand derer dann wiederum die Position des Drehzentrums berechnet. Es konnte gezeigt werden, dass dieses iterative Verfahren selbst bei einem Versatz des Drehzentrums von 50 Pixeln bereits nach wenigen Iterationen konvergiert.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen 36a, 36b bzw. 36c des ersten Satzes 36 in etwa gleichgroß (mit einer Toleranz von +/–20%) oder sogar größer (z. B. doppelt so groß) als die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen 38a, 38b, 38c, 38d, 38e bzw. 38f des zweiten Satzes 38, was den Vorteil bietet, dass die Kalibrierdaten so sehr präzise bestimmt werden können.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens zur Ermittlung von Kalibrierdaten für ein Computertomographie-System darstellen, so dass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschritts zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle Verfahrensschritte können auch durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie z. B. einem Mikroprozessor, einem programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigen Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Je nach bestimmtem Implementierungsaufwand können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software, wie z. B. in der Volex Software, implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4325351 C2 [0009]
DE 1020070081178 A1 [0012]
US 5457724 A [0012]
DE 4325351 [0028]
US 5457724 [0028]

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung (30) eines Computertomographie-Systems mit: einer Schnittstelle (32), die ausgebildet ist, um einen ersten Satz (36) von Durchstrahlungsaufnahme (36a, 36b, 36c) eines zu untersuchenden Objekts (16) aus ersten diskreten Aufnahmewinkeln (w36a, w36b, w36c) und einen zweiten Satz (38) von Durchstrahlungsaufnahmen (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f) des zu untersuchenden Objekts (16) aus zweiten diskreten Aufnahmewinkeln (w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) zu empfangen; und einem Kalibrierdatenermittler (34), der ausgebildet ist, um auf Basis des ersten Satzes (36) Kalibrierdaten (40) für das Computertomographie-System zu ermitteln; wobei der erste Satz (36) während eines ersten Rotationslaufs aufgenommen ist, bei dem das Computertomographie-System und das zu untersuchende Objekt (16) relativ zueinander rotieren, und wobei der zweite Satz (38) während zumindest eines weiteren Rotationslaufs nach dem ersten Rotationslauf aufgenommen ist, wobei auf Basis der Kalibrierdaten (40) und des ersten und zweiten Satzes (36, 38) eine Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß Anspruch 1, wobei die Kalibrierdaten (40) geometrische Daten des Computertomographie-Systems umfassen.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß Anspruch 2, wobei die geometrische Daten zumindest entweder eine relative Lage einer Rotationsachse (17) in dem Computertomographie-System umfasst, um welche das Computertomographie-System oder das zu untersuchende Objekt (16) rotiert, oder eine Verkippung der Rotationsachse (17) gegenüber einer Durchstrahlungsrichtung (18) des Computertomographie-Systems.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß Anspruch 3, wobei der Kalibrierdatenermittler (34) ausgebildet ist, um die relative Lage der Rotationsachse (17) durch Detektion einer Verschiebung eines Referenzpunkts des zu untersuchenden Objekts (16) in den Durchstrahlungsaufnahmen (36a, 36b, 36c) des ersten Satz (36) zu bestimmen.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine Computertomographie-Steuerung aufweist, die ausgebildet ist, um das Computertomographie-System so zu steuern, um die ersten und zweiten diskreten Aufnahmewinkel (w36a, w36b, w36c, w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) anzufahren.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten diskreten Aufnahmewinkel (w36a, w36b, w36c) sich von den zweiten diskreten Aufnahmewinkel (w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) unterscheiden.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die ersten diskreten Aufnahmewinkel (w36a, w36b, w36c) beliebig entlang einer Umdrehung des ersten Rotationslaufs verteilt sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die ersten diskreten Aufnahmewinkel (w36a, w36b, w36c) gleichmäßig entlang einer Umdrehung des ersten Rotationslaufs verteilt sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der ersten Rotationslauf und oder zweite Rotationslauf Teilrotationen aufweisen.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zweiten diskreten Aufnahmewinkel (w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) entlang einer Umdrehung oder Teilrotation des mindestens einen weiteren Rotationslaufs und beliebig zwischen den ersten diskreten Aufnahmewinkeln (w36a, w36b, w36c) verteilt sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß Anspruch 10, wobei die zweiten diskreten Aufnahmewinkel (w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) gleichmäßig zwischen den ersten diskreten Aufnahmewinkeln (w36a, w36b, w36c) verteilt sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zwischen 2 und 20 diskrete Aufnahmewinkel (w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) des zweiten Satzes zwischen den ersten diskreten Aufnahmewinkeln (w36a, w36b, w36c) verteilt sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der zweite Satz während einer Mehrzahl weiterer Rotationsläufe aufgenommen ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, das einen Computertomographie-Rekonstruierer aufweist, der ausgebildet ist, um auf Basis der Kalibrierungsdaten (40), des ersten und zweiten Satzes (36, 38) die Computertomographie-Aufnahme zu rekonstruieren, und die Rekonstruktion zu beginnen, nachdem der erste Satz (36) vollständig empfangen und ausgewertet ist und insbesondere bevor der zweite Satz (38) vollständig empfangen ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der erste Satz (36) eine geringere Anzahl der diskreten Aufnahmewinkel (w36a, w36b, w36c, w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) aufweist als der zweite Satz (38).
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (36a, 36b, 36c) des ersten Satzes (36) um einen Faktor von mindestens 2 kleiner ist als die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f) des zweiten Satzes (38).
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (36a, 36b, 36c) des ersten Satzes (36) um einen Faktor von maximal 0,2 kleiner ist als die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f) des zweiten Satzes (38) oder wobei die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (36a, 36b, 36c) des ersten Satzes (36) der Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f) des zweiten Satzes (38) entspricht.
Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (36a, 36b, 36c) des ersten Satzes (36) größer ist als die Anzahl der Durchstrahlungsaufnahmen (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f) des zweiten Satzes (38).
Computertomographie-System mit: einer Aufnahmeeinheit (10), die eine Strahlenquelle (12) und einen der Strahlenquelle (12) zugeordneten Strahlendetektor (14) aufweist und ausgebildet ist, um Durchstrahlungsaufnahmen (16') eines zu untersuchenden Objekts (16) aufzunehmen; einem Objektträger für das zu untersuchende Objekt (16); und einer Bildverarbeitungsvorrichtung (30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12; wobei die Aufnahmeeinheit (10) und der Objektträger relativ zueinander rotierbar sind, um die ersten und zweiten diskreten Aufnahmewinkel (w36a, w36b, w36c, w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) anzufahren.
Computertomographie-System gemäß Anspruch 19, bei dem der Objektträger um eine Rotationsachse (17) rotierbar ist, die gegenüber einer Durchstrahlungsrichtung (18), welche sich entlang der Aufnahmeeinheit erstrecken, verkippt ist.
Computertomographie-System gemäß einem der Ansprüche 19 bis 20, bei dem die Aufnahmeeinheit (10) um eine Rotationsachse (17) und um das Objekt (16) rotierbar ist.
Verfahren (48) zur Ermittlung von Kalibrierdaten (40) für ein Computertomographie-System mit den Schritten: Aufnehmen (52) eines ersten Satzes (36) von Durchstrahlungsaufnahmen (36a, 36b, 36c) eines zu untersuchenden Objekts (16) aus ersten diskreten Aufnahmewinkeln (w36a, w36b, w36c) während eines ersten Rotationslaufs, bei dem das Computertomographie-System und das zu untersuchende Objekt (16) relativ zueinander rotieren; Ermitteln (54) von Kalibrierdaten (40) für das Computertomographie-System auf Basis des ersten Satzes; und Aufnehmen (53, 53a, 53b, 53c) eines zweiten Satzes (38) von Durchstrahlungsaufnahmen (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38c) des zu untersuchenden Objekts (16) aus zweiten diskreten Aufnahmewinkeln (w38a, w38b, w38c, w38d, w38e, w38f) während eines zweiten Rotationslaufs, wobei auf Basis der Kalibrierdaten (40), des ersten und zweiten Satzes (36, 38) eine Computertomographie-Aufnahme rekonstruierbar ist.
Verfahren (48) gemäß Anspruch 22, das zeitgleich zum Aufnehmen (53, 53a, 53b, 53c) des zweiten Satzes (38) einen weiteren Schritt des Rekonstruierens (50) der Computertomographie-Aufnahme aufweist, wobei die Rekonstruktion (50) beginnt, nachdem der erste Satz (36) vollständig empfangen und ausgewertet ist und insbesondere bevor der zweite Satz (38) vollständig empfangen ist.
Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (48) nach Anspruch 22 oder 23, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.