DE102012217163B4 - Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bilddaten mit gewichteter Rückprojektion, einschließlich Recheneinheit und CT-System für dieses Verfahren - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bilddaten, die aus einer Vielzahl von Bildvoxeln (Vx,y,z) bestehen, durch eine gewichtete gefilterte Rückwärtsprojektion (WFBP), aufweisend die folgenden Verfahrensschritte:- Empfangen von Detektordaten, aus mindestens einem um ein Untersuchungsobjekt rotierenden mehrzeiligen Detektor (3, 5), dessen Detektorzeilen sich in Umfangsrichtung senkrecht zu einer Systemachse (9) eines CT-Systems (1) erstrecken,- Berechnung von gefalteten Projektionsdaten (Pconv) aus den Detektordaten benachbarter Strahlen, wobei jedem Bildvoxel (Vx,y,z) je ein Projektionsdatum eines Zentralstrahls durch das Bildvoxel für jeden vorgegebenen Projektionswinkel entspricht und wobei jedem Projektionsdatum eine zum Detektor relative Detektorzeilenkoordinate (q) zugewiesen wird, die der Position des Zentralstrahls auf dem Detektor entspricht,- Gewichtung der Projektionsdaten (Pconv) in Abhängigkeit der jedem Projektionsdatum zugewiesenen Detektorzeilenkoordinate (q),- Rückwärtsprojektion der so gewichteten Projektionsdaten (Pconv) zur Rekonstruktion der Bildvoxel (Vx,y,z), dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewichtung der Projektionsdaten (Pconv) bei der gefilterten Rückprojektion eine Gewichtsfunktion (W̃(q)) verwendet wird, welche die Projektionsdaten (Pconv) von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zeilenrandnah treffen, geringer gewichtet und die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zentraler treffen, stärker gewichtet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bilddaten, die aus einer Vielzahl von Bildvoxeln bestehen, durch eine gewichtete gefilterte Rückwärtsprojektion (= weighted filtered backprojection = WFBP), wobei Detektordaten, aus mindestens einem um ein Untersuchungsobjekt rotierenden mehrzeiligen Detektor, dessen Detektorzeilen sich in Umfangsrichtung senkrecht zu einer Systemachse eines CT-Systems erstrecken, empfangen werden, Projektionsdaten aus den Detektordaten benachbarter Strahlen interpoliert werden, wobei jedem Bildvoxel je ein Projektionsdatum eines Zentralstrahl durch das Bildvoxel für jeden vorgegebenen Projektionswinkel entspricht und wobei jedem Projektionsdatum eine zum Detektor relative Detektorzeilenkoordinate zugewiesen wird, die der Position des Zentralstrahls auf dem Detektor entspricht, und eine Gewichtung der Projektionsdaten in Abhängigkeit der jedem Projektionsdatum zugewiesenen Detektorzeilenkoordinate ausgeführt wird. Außerdem betriff die Erfindung auch eine Recheneinheit und ein CT-System zur Durchführung dieses Rekonstruktionsverfahrens.
• Ein solches Rekonstruktionsverfahren ist allgemein als WFBP-Rekonstruktion bekannt. Beispielhaft wird diesbezüglich auf die Veröffentlichung von Stierstorfer et al., Phys. Med. Biol. 49 pp. 2209-2218, 2004, verwiesen, in der eine solche Rekonstruktion durch gewichtete gefilterte Rückprojektion offenbart wird.
  Ein solches WFBP-Verfahren ist in den meisten Fällen aus vier Schritten aufgebaut, wobei aus praktischen Gründen meist eine Umwandlung von Cone-Beam-Detektordaten in Paralleldaten verwendet wird, um die eigentliche Rekonstruktion rechentechnisch zu erleichtern.
• Im ersten Schritt werden Detektorrohdaten mit einem CT-System gemessen, wobei die hier verwendeten diskreten Koordinaten mit den kontinuierlichen Koordinaten in der folgenden Beziehung stehen: $$\beta ={\beta }_0+k_{\beta }\mathrm{\Delta }\beta ,$$

  

  $$q=q_0+k_q\mathrm{\Delta }q,$$

  

  $$\alpha ={\alpha }_0+k_{\alpha }\mathrm{\Delta }\alpha ,$$

  

  wobei β den Fächerwinkel des Messstrahls, q den Detektorkanal und α- die Winkelposition des Fokus beschreibt, und die β₀,q₀,α₀ jeweils den Beginn der Messung und die Δβ,Δq,Δα jeweils die Inkremente der Messschritte beschreiben.
• Im zweiten Schritt des WFBP-Verfahrens findet ein Rebinning der vorhandenen Cone-Beam-Detektordaten P_raw[k_β,k_q,k_α] in rebinnte parallele Projektionsdaten P_reb[k_p,k_q,k_θ] statt. Dabei wird von diskreten Cone-Beam-Koordinaten β,q,α auf diskrete Parallelstrahl-Koordinaten p,q,θ übergegangen, wobei p den Kanalindex, q die Detektorzeilenkoordinate und θ den Parallelprojektionswinkel darstellen.
• Im dritten Schritt werden die rebinnten parallelen Projektionsdaten P_reb[k_p, k_q, k_θ] mit einem Rampenfilter gefaltet und es entstehen die gefalteten Projektionsdaten P_conv(p,q,θ), wobei sich hier die Geometrie der Daten nicht ändert.
• Im vierten und letzten Schritt werden die gefalteten Projektionsdaten auf das zu rekonstruierende Volumen rückprojiziert. Mathematisch lässt sich dies durch die Formel $$V_{x,y,z}={\displaystyle \sum _{\theta }\frac{1}{{\displaystyle \sum _{k}W\left(q\right)}}}{\displaystyle \sum _{k}W\left(q\right)}\cdot P_{conv}\left(p,q,\theta +k\pi \right)$$

  

  beschreiben, wobei V_x,y,z dem Wert des rekonstruierten Bildvoxels an den kartesischen Koordinaten x, y und z einer CT-Darstellung entspricht, P_conv(p,q,B+ kπ) die gefalteten und einem Rebinning unterworfenen Projektionsdaten in Parallelkoordinaten darstellen, wobei k eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der Halbumdrehungen des Detektors bei der Abtastung wiedergibt, die Detektorzeilenkoordinate q einen auf den Detektor projizierten Zentralstrahl des Bildvoxels V_x,y,z am Punkt x,y,z in Systemachsenrichtung mit über die Detektorbreite normierten Werten zwischen -1 und +1 beschreibt und W(q) eine detektorzeilenkoordinatenabhängigen Gewichtungsfunktion darstellt, die zur Artefaktreduktion detektorrandseitige Zeilen zum Rand hin abnehmend gewichtet.
• Hinsichtlich der Ausgestaltung einer bekannten Gewichtungsfunktion im Rahmen einer Rekonstruktion durch eine gefilterte, gewichtete Rückwärtsprojektion wird auf die Druckschriften US 2004/ 0 114 707 A1 und SUNNEGARDH, J.; DANIELSSON, P.-E.: Regularized iterative weighted filtered backprojection for helical cone-beam CT. In: Medical Physics 35 (2008). 4173 -4185 verwiesen.
• Grundsätzlich besteht bei einem derartigen Verfahren das Problem, dass eine Projektion eines Bildvoxels auf einen abtastenden Detektor nur selten das Zentrum einer Detektorzeile trifft. Deshalb ist es notwendig, die Projektionsdaten, mit denen die WFBP-Rekonstruktion ausgeführt wird, zunächst aus benachbarten Detektordaten, gegebenenfalls nach einem vorherigen Rebinning zu Paralleldaten, durch Interpolation zu berechnen. In einer besonders einfachen Variante werden dabei ausschließlich Detektordaten aus direkt benachbarten Detektorzeilen verwendet.
• Nachteilig ist dabei, dass durch die Interpolation der Projektionsdaten aus Detektordaten sich die räumliche Auflösung der entstehenden Bilder in z-Richtung verschlechtert.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu finden, die eine aufgrund der Interpolation der Detektordaten verschlechterte räumliche Auflösung der Projektionsdaten und damit der daraus rekonstruierten Bilddaten verbessert.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
• Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, die Auflösung der rekonstruierten Bilddaten dadurch zu verbessern, dass man die zur WFBP-Rekonstruktion verwendeten Projektionsdaten, denen relative Detektorzeilenkoordinaten zugeordnet sind, einer Gewichtung unterzieht, welche die Projektionsdaten stärker gewichtet, deren Detektorkoordinaten näher am Zentrum einer Detektorzeile sind, als Projektionsdaten, deren Detektorkoordinaten weiter vom Zentrum einer Detektorzeile entfernt sind.
• Entsprechend ergibt sich eine detektorzeilenkoordinatenabhängige Gewichtungsfunktion, die alternierend über die Detektorzeilen verläuft und dabei Projektionsdaten deren Detektorzeilenkoordinaten nahe am Zeilenzentrum liegen stark und Projektionsdaten deren Detektorzeilenkoordinaten weiter vom Zeilenzentrum entfernt sind geringer gewichtet. Diese Gewichtungsfunktion kann vorzugsweise auch mit der an sich bekannten Gewichtungsfunktion, die in z-Richtung randnahe Detektorzeilen geringer gewichtet als zentral gelegene Detektorzeilen, überlagert werden, so dass tendenziell die randnahen Detektorzeilen geringer gewichtet werden, während innerhalb der Zeilenbreite ein Maximum der Gewichtung am Zeilenzentrum liegt. Es wird also die bekannte Gewichtungsfunktion durch eine mit der Zeilenbreite alternierende Gewichtung überlagert.
• Ein wesentlicher Vorteil dieses erfindungsgemäßen Vorgehens besteht darin, dass bereits vorhandene hardwareseitig realisierte Rückprojektoren ohne Änderung für die FBP-Rekonstruktion verwendet werden können, da lediglich die dort zugeführten Projektionsdaten einer erfindungsgemäßen Gewichtung unterworfen werden müssen.
• Demgemäß schlagen die Erfinder ein Verfahren zur Verbesserung der Rekonstruktion von CT-Bilddaten vor, wobei die CT-Bilddaten aus einer Vielzahl von Bildvoxeln bestehen, und die Rekonstruktion durch eine gewichtete gefilterte Rückwärtsprojektion (= weighted filtered backprojection = WFBP), mit den folgenden Verfahrensschritten ausgeführt wird:
• - Empfangen von Detektordaten, aus mindestens einem um ein Untersuchungsobjekt rotierenden mehrzeiligen Detektor, dessen Detektorzeilen sich in Umfangsrichtung senkrecht zu einer Systemachse eines CT-Systems erstrecken,
• - Berechnung von gefalteten Projektionsdaten aus den Detektordaten benachbarter Strahlen, wobei jedem Bildvoxel je ein Projektionsdatum eines Zentralstrahls durch das Bildvoxel für jeden vorgegebenen Projektionswinkel entspricht und wobei jedem Projektionsdatum eine zum Detektor relative Detektorzeilenkoordinate zugewiesen wird, die der Position des Zentralstrahls auf dem Detektor entspricht,
• - Gewichtung der Projektionsdaten in Abhängigkeit der jedem Projektionsdatum zugewiesenen Detektorzeilenkoordinate.
• Bezüglich der Bestimmung der relativen Detektorzeilenkoordinate wird beispielhaft auf die bereits oben zitierte Druckschrift Stierstorfer et al., Phys. Med. Biol. 49 pp. 2209-2218, 2004, verwiesen, wo die Berechnung der hier verwendeten relativen Detektorzeilenkoordinaten dort in den Gleichungen (7) und (14) beschrieben ist.
• Die erfindungsgemäße Verbesserung dieses Rekonstruktionsverfahrens besteht darin, dass zur Gewichtung der Projektionsdaten bei der gefilterten Rückprojektion eine Gewichtsfunktion verwendet wird, welche die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zeilenrandnah treffen, geringer gewichtet und die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zentraler treffen, stärker gewichtet.
• Hierdurch werden gezielt Projektionsdaten, welche das Zentrum einer Detektorzeile besser treffen, höher gewertet als solche, deren Detektorzeilenkoordinate zwischen zwei Detektorzeilen liegt. Es findet also eine positionsabhängige Gewichtung der Projektionsdaten statt, in der Abstände im Bereich einer Detektorzeilenbreite zu starken Variationen bezüglich des verwendeten Gewichtes führen.
• Während das zuletzt beschriebene Verfahren sich grundsätzlich auf eine Verbesserung einer FBP-Rekonstruktion richtet, kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante auch das Verfahren einer WFBP-Rekonstruktion verbessert werden, indem zusätzlich die Gewichtungsfunktion so ausgestaltet wird, dass die Gewichtung der Projektionsdaten durch die Gewichtsfunktion von Zeile zu Zeile betrachtet Projektionsdaten mit detektorrandnahen Detektorzeilenkoordinaten insgesamt geringer gewichtet und Projektionsdaten mit detektorzentralen Detektorzeilenkoordinaten stärker gewichtet.
• Obwohl das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren unter Anwendung einer Cone-Beam-Rekonstruktion funktioniert, wird jedoch vornehmlich vorgeschlagen, vor der WFBP-Rekonstruktion ein Rebinning durchzuführen, wonach dann alle verwendeten Projektionen in Parallelstrahlgeometrie vorliegen, wodurch die eigentliche Rekonstruktion nach dem FBP-Verfahren einfacher auszuführen ist.
• Ein Vorteil dieser erfindungsgemäßen Technik gegenüber der bekannten Anwendung einer Interpolation konjugierter Strahlenpaare besteht darin, dass automatisch Informationen nicht nur von zwei benachbarten Strahlen, sondern auch von einer beliebigen Anzahl von Strahlen nahe dem betrachteten Voxel verwendet werden. Dadurch werden redundante Informationen nicht nur dazu verwendet, die Auflösung zu verbessern, sondern auch das Signal-zu-Rausch - Verhältnis zu verbessern.
• Konkret kann zur Rekonstruktion der Bildvoxel nach dem WFBP-Verfahren die folgende Formel verwendet werden: $$V_{x,y,z}={\displaystyle \sum _{\theta }\frac{1}{{\displaystyle \sum _k\tilde{W}\left(q\right)}}}{\displaystyle \sum _k\tilde{W}\left(q\right)}\cdot P_{conv}\left(p,q,\theta +k\pi \right),$$

  

  wobei:
• - V_x,y,z dem Wert des rekonstruierten Voxels an den kartesischen Koordinaten x, y und z,
• - P_conv(p,q,B+ kπ) den rebinnten und gefalteten Projektionsdaten,
• - θ dem Parallelprojektionswinkel zwischen 0 und 180°,
• - k einer ganzen Zahl, die die Anzahl der Halbumdrehungen des Detektors bei der Abtastung wiedergibt,
• - q der Detektorzeilenkoordinate des auf den Detektor projizierten Zentralstrahls des Voxels V_x,y,z am Punkt x,y,z in Systemachsenrichtung mit über die Detektorbreite normierten Werten zwischen -1 und +1, und
• - W̃(q) der detektorzeilenkoordinatenabhängigen Gewichtungsfunktion in der WFBP-Rekonstruktion entspricht.
• Weiterhin schlagen die Erfinder auch vor, das an sich bekannte WFBP-Rekonstruktionsverfahren, bei dem bereits eine detektorzeilenübergreifende Gewichtung stattfindet, die Randzeilen geringer gewichtet als zentral gelegen Zeilen, dahingehend zu modifizieren, dass
• - zur Gewichtung der Projektionsdaten bei der gefilterten Rückprojektion eine Gewichtsfunktion verwendet wird, welche ein Produkt aus einer ersten Gewichtungsfunktion und einer zweiten Gewichtungsfunktion ist, wobei:
• - die erste Gewichtsfunktion Projektionsdaten von randnah in Systemachsenrichtung im Detektor liegenden Detektorzeilen zum Rand hin zunehmend weniger stark gewichtet als Projektionsdaten von innen liegenden Detektorzeilen, und
• - die zweite Gewichtsfunktion einen mehrfach alternierenden Werteverlauf über die Detektorzeilen in Systemachsenrichtung aufweist.
• Hierdurch ist eine sehr einfache Implementierung des Verfahrens auf bestehende CT-Systeme, die bereits ein WFBP-Verfahren ausführen und hierzu einen, vorzugsweise hardwaremäßig realisierten, WFBP-Projektor aufweisen, möglich, da lediglich eine die erfindungsgemäße kleinstrukturierte Zeilengewichtung, also die kammartige Gewichtung über die Zeilen, der bereits vorliegenden detektorübergreifenden Gewichtung mit detektorrandseitiger Gewichtsreduktion, überlagert werden muss.
• Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion jeweils im Zentrum der Detektorzeilen ein Maximum aufweist, wobei das Maximum ein Plateau bilden kann, und/oder der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion jeweils zwischen den Detektorzeilen ein Minimum aufweist. Beispielsweise kann also für die zweite Gewichtungsfunktion eine Sinusfunktion verwendet werden, deren Maxima und Minima jeweils mit dem Zeilenzentrum und dem Zeilenrand synchronisiert ist.
• Hierbei kann die Überlagerung der Gewichtsfunktion gemäß der Formel W̃ (q) = W̃(q) · D(q) berechnet werden, wobei gilt:
• W̃(q) = neue Gewichtsfunktion,
• W̃(q) = erste Gewichtsfunktion,
• D(q) = zweite Gewichtsfunktion,
• q = Koordinate der Detektorzeile in Systemachsenrichtung.
• Weiterhin kann die erste Gewichtsfunktion einen Werteverlauf aufweisen, für den gilt: $$W\left(q\right)=1\text{f}\ddot{\text{u}}\text{r}\left|q\right|<Q,$$

  

  $$W\left(q\right)={\text{cos}}^2\left(\frac{\left|q\right|-Q}{Q-1}\cdot \frac{\pi }{2}\right)\text{für}Q\le \left|q\right|<\mathrm{1,}$$

  

  W(q)=0 für alle anderen Werte von q,
  wobei q einer Koordinate der Detektorzeile in Systemachsenrichtung und Q ein vorgegebener konstanter Wert zwischen 0 und 1 ist, der die Plateaubreite der Gewichtsfunktion bestimmt.
• Eine beispielhafte Berechnung des Werteverlaufes der zweiten Gewichtsfunktion kann durch die folgende Formel erfolgen: $$D\left(q\right)=\{\begin{array}{cc}\frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r}{r_w}\frac{\pi }{2}\right),& f\ddot{u}rr\le r_w\\ \frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r-r_w}{1-2r_w}\pi +\frac{\pi }{2}\right),& f\ddot{u}r{r}_w<r\le 1-r_w\\ \frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r-\left(1-r_w\right)}{r_w}\frac{\pi }{2}+\frac{3\pi }{2}\right),& f\ddot{u}rr\ge 1-r_w\end{array}$$

  

  mit: $$r=\frac{q+1}{2}{N}_q-\mathrm{0,5}-\left[\frac{q+1}{2}{N}_q-\mathrm{0,5}\right]$$

  

  wobei:
• N_q der Anzahl der Detektorzeilen im verwendeten Detektor entspricht,
• der Parameter W_m Werte zwischen 0 und 1, entsprechend den Minimalwerten für D(q), annehmen kann und
• der Parameter r_w zur Definition der Peakbreite Werte zwischen 0 und 0,5 annehmen kann.
• Durch Variation der Konstanten r_w können so zum Beispiel aus zuvor ermittelten Detektordaten verschiedene Bilddaten mit unterschiedlich großer Peakbreite berechnet werden. Dabei findet bei größerer Peakbreite eine bessere Dosisnutzung und mit geringerer Peakbreite eine räumlich genauere Auswahl der stark gewichteten Projektionsdaten statt.
• Zur Rekonstruktion der Voxel nach dem WFBP-Verfahren wird weiterhin vorgeschlagen die folgende Formel zu verwenden: $$V_{x,y,z}={\displaystyle \sum _{\theta }\frac{1}{{\displaystyle \sum _{k}W\left(q\right)\cdot D\left(q\right)}}}{\displaystyle \sum _{k}W\left(q\right)\cdot D\left(q\right)}\cdot P_{conv}\left(p,q,\theta +k\pi \right),$$

  

  wobei:
• - V_x,y,z dem Wert des rekonstruierten Voxels an den kartesischen Koordinaten x, y und z,
• - P_conv(p,q,B+ kπ) den rebinnten und gefalteten Projektionsdaten,
• - θ dem Parallelprojektionswinkel zwischen 0 und 180°,
• - k einer ganzen Zahl, die die Anzahl der Halbumdrehungen des Detektors bei der Abtastung wiedergibt,
• - q der Detektorzeilenkoordinate des auf den Detektor projizierten Voxels V_x,y,z am Punkt x,y,z in Systemachsenrichtung mit über die Detektorbreite normierten Werten zwischen -1 und +1,
• - W̃(q) der ersten Gewichtungsfunktion und
• - D(q) der zweiten Gewichtungsfunktion entspricht.
• Auch hierbei kann die Gewichtung für die WFBP-Rekonstruktion für jede Projektion unabhängig von anderen Projektionen aus weiteren Umläufen des Detektors durchgeführt werden.
• Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren auf Detektordaten angewendet werden, die aus einem CT-Spiralscan stammen, insbesondere wenn eine Vorschubgeschwindigkeit verwendet wird, welche sich überlappende Scanbereiche erzeugt.
• Alternativ ist es allerdings auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit Detektordaten auszuführen, die aus einem CT-Kreisscan stammen. Dabei kann der Kreisscan auch mehr als 360° überstreichen, oder mit mehreren überlappenden Scanbereichen durchgeführt werden.
• Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch in Verbindung mit einem iterativen Rekonstruktionsverfahren angewendet werden kann.
• Entsprechend schlagen die Erfinder auch ein Verfahren zur iterativen Rekonstruktion von CT-Bilddaten vor, die aus einer Vielzahl von Bildvoxeln bestehen, wobei:
• - in der Iteration mindestens eine gewichtete Rückwärtsprojektion von gefalteten Projektionsdaten ausgeführt wird,
• - die gefalteten Projektionsdaten aus den Detektordaten benachbarter Strahlen berechnet werden, und
• - jedem Bildvoxel je ein Projektionsdatum eines Zentralstrahls durch das Bildvoxel für jeden vorgegebenen Projektionswinkel zugeordnet wird
• - und jedem Projektionsdatum eine zum Detektor relative Detektorzeilenkoordinate, die der Position des Zentralstrahls auf dem Detektor entspricht, zugewiesen wird.
• Die erfindungsgemäße Verbesserung des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass zur Gewichtung der Projektionsdaten eine Gewichtsfunktion verwendet wird, welche die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zeilenrandnah treffen, geringer gewichtet und die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zentraler treffen, stärker gewichtet.
• Vorteilhaft kann die Gewichtung der Projektionsdaten durch die Gewichtsfunktion so ausgeführt werden, dass von Zeile zu Zeile betrachtet Projektionsdaten mit detektorrandnahen Detektorzeilenkoordinaten insgesamt geringer gewichtet und Projektionsdaten mit detektorzentralen Detektorzeilenkoordinaten stärker gewichtet werden.
• Weiterhin wird vorgeschlagen, dass:
• - zur Gewichtung der gefalteten Projektionsdaten eine Gewichtsfunktion verwendet wird, welche ein Produkt aus einer ersten Gewichtungsfunktion und einer zweiten Gewichtungsfunktion ist, wobei:
• - die erste Gewichtsfunktion Projektionsdaten von randnah in Systemachsenrichtung im Detektor liegenden Detektorzeilen zum Rand hin zunehmend weniger stark gewichtet als Projektionsdaten von innen liegenden Detektorzeilen, und
• - die zweite Gewichtsfunktion einen mehrfach alternierenden Werteverlauf über die Detektorzeilen in Systemachsenrichtung aufweist.
• Bezüglich der Ausgestaltung des alternierenden Werteverlaufs der zweiten Gewichtsfunktion wird vorgeschlagen, dass diese jeweils im Zentrum der Detektorzeilen ein Maximum aufweist oder alternativ, dass der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion jeweils im Zentrum der Detektorzeilen größere Werte aufweist als zum Rand der Detektorzeilen hin.
• Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren gehört zum Umfang der Erfindung auch eine Recheneinheit zur Durchführung einer WFBP-Rekonstruktion, aufweisend mindestens einen Prozessor, einen Speicher für Computerprogramme und eine Ausgabeeinheit, wobei im Programmspeicher ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Verfahrensschritte eines der erfindungsgemäßen Verfahren ausführt.
• Weiterhin kann die Recheneinheit auch mindestens einen manuell bedienbaren Regler aufweisen, durch welchen vor jeder Bildberechnung mindestens ein Parameter eingestellt werden kann, der die Form mindestens einer Gewichtungsfunktion definiert. Dadurch kann der Nutzer des Systems mehrfach Bildberechnungen mit individuell gewählten Parametern ausführen und so einen optimalen Kompromiss zwischen Dosisausnutzung und Breite der verwendeten Projektionsdaten durch optische Betrachtung der erreichten Bildergebnisse finden.
• Zur Erfindung zählt außerdem auch ein CT-System mit einer oben beschriebenen Recheneinheit.
• Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden folgende Bezugszeichen und Variablen verwendet: 1: CT-System; 2: erste Röntgenröhre; 2.1: Fokus; 3: erster Mehrzeilendetektor; 4: zweite Röntgenröhre; 5: zweiter Mehrzeilendetektor; 6: Gantrygehäuse; 6.1: Gantry; 7: Patient; 8: Patientenliege; 9: Systemachse; 10: Recheneinheit; _q : Detektorzeilenkoordinate; M: Mittellinien; Prg₁ - Prg_n: Computerprogramme; S: Strahlenbündel; W(q): erste Gewichtsfunktion; D(q): zweite Gewichtsfunktion; W̃(q): neue Gewichtsfunktion; W_Q1(q)- W_Q4(q): Verläufe der ersten Gewichtungsfunktion.
• Es zeigen im Einzelnen:
• 1: CT-System mit Recheneinheit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 2: schematische Darstellung eines Mehrzeilendetektors in einer Gantry;
• 3: Aufsicht auf einen 8-zeiligen Detektor;
• 4: schematische Darstellung der Strahlen von Projektionen jeweils zu Halbumlaufpositionen von Detektor und Fokus an k Positionen;
• 5: beispielhafter Verlauf der ersten Wichtungsfunktion W(q) über die Zeilen eines Mehrzeilendetektors mit vermindertem Gewicht für randständige Zeilen;
• 6: beispielhafter Verlauf der zweiten Wichtungsfunktion D(q) über die Zeilen eines Mehrzeilendetektors mit alternierender Gewichtung über die Zeilen mit Maximum an der Zeilenmittellinie und Minimum am Zeilenrand;
• 7: Überlagerung der ersten und zweiten Gewichtsfunktion aus den 5 und 6 durch Produktbildung;
• 8: Überlagerung der ersten Gewichtsfunktion aus 5 mit einer zweiten Gewichtsfunktion mit schmaleren Peaks;
• 9: Gegenüberstellung eines Rekonstruktionsergebnisses gemäß Stand der Technik und eines Rekonstruktionsergebnisses gemäß Erfindung von einem Phantom mit mehreren Zylinderstrukturen unterschiedlicher Durchmesser.
• Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird in der 1 ein CT-System 1 mit einem Gantrygehäuse 6 gezeigt, in dem an einer Gantry ein Mehrzeilendetektor 3 mit einer gegenüberliegen Röntgenröhre 2 befindet. Ausgehend von der Röntgenröhre 2 beziehungsweise genauer dem dort erzeugten Fokus wird während einer Rotation der Gantry ein Strahlenbündel auf den gegenüberliegenden Detektor gerichtet und der Patient 7 mit Hilfe der Patientenliege 8 sequentiell oder vorzugsweise kontinuierlich für eine Spiralabtastung in Richtung der Systemachse 9 durch das Messfeld im Strahlenbündel gefahren und die Schwächung der Strahlen gemessen. Optional kann zur Abtastung auch gleichzeitig ein zweites Strahlenbündel verwendet werden, das von einer zweiten Röntgenröhre 4 auf einen winkelversetzt auf der Gantry angeordneten zweiten Mehrzeilendetektor 5 gerichtet ist. Werden in beiden Röhren-Detektor-Systemen die gleichen Röntgenspektren verwendet, können die ermittelten Detektordaten zur Rekonstruktion von Bilddaten gemeinsam genutzt werden.
• Gesteuert wird das CT-System 1 durch eine Recheneinheit 10, in der Computerprogramme Prg₁-Prg_n gespeichert sind, die im Betrieb unter anderem auch das erfindungsgemäße Rekonstruktionsverfahren ausführen.
• Die 2 zeigt nun einen schematischen 3d-Auszug aus dem CT-System mit einer Gantry 6.1, die im zuvor dargestellten Gantrygehäuse angeordnet ist. Gezeigt ist das Strahler-Detektor-System mit dem in der Röntgenröhre angeordneten Fokus 2.1, von dem das Strahlenbündel S auf einen Mehrzeilendetektor 3 mit Detektorzeilen, die sich entlang der Umfangsrichtung entsprechend der eingezeichneten φ-Koordinate erstrecken, gerichtet ist. Die Position der Detektorzeilen wird dabei durch einen Detektorzeilenkoordinate q bestimmt, die in der Regel parallel zur Systemachse des CT-Systems ausgerichtet ist. Die Systemachse entspricht - wenn die Gantry nicht gekippt ist - der ebenfalls eingezeichneten z-Achse des kartesischen Koordinatensystems des CT-Systems.
• Betrachtet man den Mehrzeilendetektor 3 aus den 1 und 2 in einer planen Darstellung in Aufsicht vom Fokus aus, so ergibt sich die Darstellung in der 3. Hier ist der beispielhafte Mehrzeilendetektor 3 mit N_q=8 Detektorzeilen und 24 Detektorkanälen gezeigt. In die Detektorzeilen, die sich entlang der φ-Achse erstrecken, sind gestrichelt deren Mittellinien M eingezeichnet. Außerdem sind die, vorzugsweise über die Detektorbreite normierten, Detektorzeilenkoordinaten q mit Werten zwischen -1 und +1 eingetragen. Die Mittellinien M weisen demnach die Detektorzeilenkoordinaten q _E {-1+1/N_q,-1+3/N_q,-1+5/N_q,....,1-1/N_q,} auf, während die Grenzen zwischen den Detektorzeilen die Detektorzeilenkoordinaten q ∈ {-1,-1 + 2/N_q,-1+4/N_q,....,1} annehmen.
• Betrachtet man einen Schnitt entlang der z-Achse, wenn eine spiralförmige Abtastung durch einen Mehrzeilendetektor stattfindet, so erhält man das in der 4 dargestellte Bild der Strahlen zwischen dem Fokus an den Positionen k und dem gegenüberliegenden Detektor.
• Die relativen Detektorzeilenkoordinaten berechnen sich, wie es beispielhaft in der bereits zitierten Druckschrift Stierstorfer et al., Phys. Med. Biol. 49 pp. 2209-2218, 2004, dargestellt ist. Dort sind auch die Gleichungen (7) und (14) für die Berechnung der hier verwendeten relativen Detektorzeilenkoordinaten angegeben.
• Zur Beschreibung der Erfindung auf der Basis einer bereits vorliegenden ersten Gewichtungsfunktion mit detektorrandnah reduzierter Gewichtung der Detektorzeilen, kann eine erste Gewichtungsfunktion W(q) verwendet werden, wie sie beispielsweise in der 5 dargestellt ist. Diese Figur zeigt den Verlauf der ersten Gewichtungsfunktion W(q) für die gilt: $$W\left(q\right)=1\text{f}\ddot{\text{u}}\text{r}\left|q\right|<Q,$$

  

  $$W\left(q\right)={\text{cos}}^2\left(\frac{\left|q\right|-Q}{Q-1}\cdot \frac{\pi }{2}\right)\text{für}Q\le \left|q\right|<\mathrm{1,}$$

  

  W(q)=0 für alle anderen Werte von q,
  wobei q einer Koordinate der Detektorzeile in Systemachsenrichtung und Q ein vorgegebener konstanter Wert zwischen 0 und 1 ist, der die Plateaubreite der Gewichtsfunktion bestimmt.
• Dargestellt sind fünf Verläufe W_Q1(q) bis W_Q5(q) mit unterschiedlichen Werten für den Parameter Q.
• Erfindungsgemäß kann diese erste Gewichtungsfunktion mit einer zweiten Gewichtungsfunktion überlagert werden, welche dafür sorgt, dass aus der gesamten Summe der vorliegenden Projektionsdaten die Projektionsdaten bei der FBP-Rekonstruktion gewichtet werden, die eine optimale räumliche Übereinstimmung mit den theoretischen Zentralstrahlen aufweisen, die durch das zu rekonstruierende Bildvoxel bestimmt werden. Entsprechend ergibt sich eine Gewichtungsfunktion über die Detektorzeilenkoordinaten der ermittelten Projektionsdaten, die alternierend jeweils bei und nahe der Mittellinie der Detektorzeilen ein Maximum aufweisen und am Übergang von Detektorzeile zu Detektorzeile ein Minimum aufweisen. In der 6 ist beispielhaft ein Verlauf solch einer zweiten Gewichtungsfunktion D(q) mit relativ großer Peakbreite dargestellt.
• Die die zweite Gewichtsfunktion D(q) folgt hier einem Werteverlauf, für den gilt: $$D\left(q\right)=\{\begin{array}{cc}\frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r}{r_w}\frac{\pi }{2}\right),& f\ddot{u}rr\le r_w\\ \frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r-r_w}{1-2r_w}\pi +\frac{\pi }{2}\right),& f\ddot{u}r{r}_w<r\le 1-r_w\\ \frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r-\left(1-r_w\right)}{r_w}\frac{\pi }{2}+\frac{3\pi }{2}\right),& f\ddot{u}rr\ge 1-r_w\end{array}$$

  

  mit: $$r=\frac{q+1}{2}{N}_q-\mathrm{0,5}-\left[\frac{q+1}{2}{N}_q-\mathrm{0,5}\right]$$

  

  wobei:
• N_q der Anzahl der Detektorzeilen im verwendeten Detektor entspricht,
• der Parameter W_m Werte zwischen 0 und 1, entsprechend den Minimalwerten für D(q), annehmen kann und
• der Parameter r_w zur Definition der Peakbreite Werte zwischen 0 und 0,5 annehmen kann.
• Im konkret dargestellten Fall der 6 wurden die Parameter r_w=0,25 und W_m=0,1 gewählt, wobei ein 16-zeiliger Mehrzeilendetektor mit N_q=16 angenommen wird.
• Erfindungsgemäß können die erste und zweite Gewichtungsfunktion in Form der Produktbildung W(q)*D(q) überlagert werden, so dass sich insgesamt ein kammartiger Werteverlauf der Gewichte mit randseitiger Reduktion der Gewichte ergibt, wie er in der 7 gezeigt ist. Beispielhaft ist in der 8 auf der Basis der gleichen ersten Gewichtungsfunktion und einer zweiten Gewichtungsfunktion mit schmaleren Peaks, entsprechend dem geänderten Parameter rw=0,1, ein weiterer Verlauf einer Gesamtgewichtung W(q)*D(q) dargestellt, der zu räumlich präziseren Bilddaten führt.
• Schließlich ist in der 9 eine Gegenüberstellung eines Rekonstruktionsergebnisses mit einem WFBP-Verfahren, bei dem ausschließlich die erste Gewichtungsfunktion eingesetzt wird, - linke Spalte A - und eines Rekonstruktionsergebnisses mit einem WFBP-Verfahren, bei dem die erste Gewichtungsfunktion zusätzlich mit einer Kammgewichtung gemäß der zweiten Gewichtungsfunktion überlagert wird, - rechte Spalte B - gezeigt. Die Darstellung zeigt dabei eine Abtastung eines Phantoms mit mehreren Zylinderstrukturen unterschiedlicher Durchmesser zwischen 0,5 mm und 3,0 mm. Aus den gegenübergestellten Rekonstruktionsergebnissen ist klar erkennbar, dass bei einer erfindungsgemäßen Rekonstruktion die räumliche Auflösung und Detaildarstellung deutlich verbessert ist.
• Insgesamt beschreibt die Erfindung also ein Verfahren, eine Recheneinheit und ein CT-System zur Rekonstruktion von CT-Bilddaten, die aus einer Vielzahl von Bildvoxeln bestehen, durch eine gewichtete gefilterte Rückwärtsprojektion, wobei zur Gewichtung der Projektionsdaten bei der gefilterten Rückprojektion eine Gewichtsfunktion verwendet wird, welche die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zeilenrandnah treffen, geringer gewichtet und die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zentraler treffen, stärker gewichtet.
• 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.

Claims (27)

1. Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bilddaten, die aus einer Vielzahl von Bildvoxeln (V_x,y,z) bestehen, durch eine gewichtete gefilterte Rückwärtsprojektion (WFBP), aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: - Empfangen von Detektordaten, aus mindestens einem um ein Untersuchungsobjekt rotierenden mehrzeiligen Detektor (3, 5), dessen Detektorzeilen sich in Umfangsrichtung senkrecht zu einer Systemachse (9) eines CT-Systems (1) erstrecken, - Berechnung von gefalteten Projektionsdaten (P_conv) aus den Detektordaten benachbarter Strahlen, wobei jedem Bildvoxel (V_x,y,z) je ein Projektionsdatum eines Zentralstrahls durch das Bildvoxel für jeden vorgegebenen Projektionswinkel entspricht und wobei jedem Projektionsdatum eine zum Detektor relative Detektorzeilenkoordinate (q) zugewiesen wird, die der Position des Zentralstrahls auf dem Detektor entspricht, - Gewichtung der Projektionsdaten (P_conv) in Abhängigkeit der jedem Projektionsdatum zugewiesenen Detektorzeilenkoordinate (q), - Rückwärtsprojektion der so gewichteten Projektionsdaten (P_conv) zur Rekonstruktion der Bildvoxel (V_x,y,z), dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewichtung der Projektionsdaten (P_conv) bei der gefilterten Rückprojektion eine Gewichtsfunktion (W̃(q)) verwendet wird, welche die Projektionsdaten (P_conv) von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zeilenrandnah treffen, geringer gewichtet und die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zentraler treffen, stärker gewichtet.
2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass, die Gewichtung der Projektionsdaten durch die Gewichtsfunktion (W̃(q)) von Zeile zu Zeile betrachtet Projektionsdaten mit detektorrandnahen Detektorzeilenkoordinaten insgesamt geringer gewichtet und Projektionsdaten mit detektorzentralen Detektorzeilenkoordinaten stärker gewichtet.
3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der WFBP-Rekonstruktion ein Rebinning durchgeführt wird.
4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung für die WFBP-Rekonstruktion für jede Projektion unabhängig von anderen Projektionen aus weiteren Halbumläufen des Detektors (3, 5) durchgeführt wird.
5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion der Bildvoxel (V_x,y,z) nach dem WFBP-Verfahren die folgende Formel zur Rückprojektion verwendet wird: $$V_{x,y,z}={\displaystyle \sum _{\theta }\frac{1}{{\displaystyle \sum _k\tilde{W}\left(q\right)}}}{\displaystyle \sum _k\tilde{W}\left(q\right)}\cdot P_{conv}\left(p,q,\theta +k\pi \right),$$

   

   wobei: - V_x,y,z dem Wert des rekonstruierten Voxels an den kartesischen Koordinaten x, y und z, - P_conv(p,q,B+ kπ) den rebinnten und gefalteten Projektionsdaten, - θ dem Parallelprojektionswinkel zwischen 0 und 180°, - k einer ganzen Zahl, die die Anzahl der Halbumdrehungen des Detektors bei der Abtastung wiedergibt, - q der Detektorzeilenkoordinate des auf den Detektor projizierten Zentralstrahls des Voxels V_x,y,z am Punkt x,y,z in Systemachsenrichtung mit über die Detektorbreite normierten Werten zwischen -1 und +1, - W̃(q) der detektorzeilenkoordinatenabhängigen Gewichtungsfunktion in der WFBP-Rekonstruktion entspricht.
6. Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, dadurch gekennzeichnet , dass - zur Gewichtung der gefalteten Projektionsdaten (P_conv) bei der gefilterten Rückprojektion eine Gewichtsfunktion (W̃(q)) verwendet wird, welche ein Produkt aus einer ersten Gewichtungsfunktion (W(q)) und einer zweiten Gewichtungsfunktion (D(q)) ist, wobei: - die erste Gewichtsfunktion (W̃(q)) Projektionsdaten von randnah in Systemachsenrichtung im Detektor liegenden Detektorzeilen zum Rand hin zunehmend weniger stark gewichtet als Projektionsdaten von innen liegenden Detektorzeilen, und - die zweite Gewichtsfunktion (D(q)) einen mehrfach alternierenden Werteverlauf über die Detektorzeilen in Systemachsenrichtung (9) aufweist.
7. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion (D(q)) jeweils im Zentrum der Detektorzeilen ein Maximum aufweist.
8. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass das Maximum ein Plateau ist.
9. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion (D(q)) jeweils zwischen den Detektorzeilen ein Minimum aufweist.
10. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerung der Gewichtsfunktion gemäß der Formel W̃ (q) = W (q) · D(q) berechnet wird, wobei gilt: W̃(q) = neue Gewichtsfunktion, W̃(q) = erste Gewichtsfunktion, D(q) = zweite Gewichtsfunktion, q = Koordinate der Detektorzeile in Systemachsenrichtung.
11. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewichtsfunktion (W̃(q)) einen Werteverlauf aufweist, für den gilt: $$W\left(q\right)=1\text{f}\ddot{\text{u}}\text{r}\left|q\right|<Q,$$

    

    $$W\left(q\right)={\text{cos}}^2\left(\frac{\left|q\right|-Q}{Q-1}\cdot \frac{\pi }{2}\right)\text{für}Q\le \left|q\right|<\mathrm{1,}$$

    

    W(q) = 0 für alle anderen Werte von q, wobei q einer Koordinate der Detektorzeile in Systemachsenrichtung und Q ein vorgegebener konstanter Wert zwischen 0 und 1 ist, der die Plateaubreite der Gewichtsfunktion bestimmt.
12. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gewichtsfunktion (D(q)) einen Werteverlauf aufweist, für den gilt: $$D\left(q\right)=\{\begin{array}{cc}\frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r}{r_w}\frac{\pi }{2}\right),& f\ddot{u}rr\le r_w\\ \frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r-r_w}{1-2r_w}\pi +\frac{\pi }{2}\right),& f\ddot{u}r{r}_w<r\le 1-r_w\\ \frac{1+W_m}{2}+\frac{1-W_m}{2}\text{cos}\left(\frac{r-\left(1-r_w\right)}{r_w}\frac{\pi }{2}+\frac{3\pi }{2}\right),& f\ddot{u}rr\ge 1-r_w\end{array}$$

    

    mit: $$r=\frac{q+1}{2}{N}_q-\mathrm{0,5}-\left[\frac{q+1}{2}{N}_q-\mathrm{0,5}\right]$$

    

    wobei: N_q der Anzahl der Detektorzeilen im verwendeten Detektor entspricht, der Parameter W_m Werte zwischen 0 und 1, entsprechend den Minimalwerten für D(q), annehmen kann und der Parameter r_w zur Definition der Peakbreite Werte zwischen 0 und 0,5 annehmen kann.
13. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion der Voxel (V_x,y,z) nach dem WFBP-Verfahren zur Rückprojektion die folgende Formel verwendet wird: $$V_{x,y,z}={\displaystyle \sum _{\theta }\frac{1}{{\displaystyle \sum _{k}W\left(q\right)\cdot D\left(q\right)}}}{\displaystyle \sum _{k}W\left(q\right)\cdot D\left(q\right)}\cdot P_{conv}\left(p,q,\theta +k\pi \right),$$

    

    wobei: - V_x,y,z dem Wert des rekonstruierten Voxels an den kartesischen Koordinaten x, y und z, - P_conv(p,q,B+ kπ) den rebinnten und gefalteten Projektionsdaten, - θ dem Parallelprojektionswinkel zwischen 0 und 180°, - k einer ganzen Zahl, die die Anzahl der Halbumdrehungen des Detektors bei der Abtastung wiedergibt, - q der Detektorzeilenkoordinate des auf den Detektor projizierten Voxels V_x,y,z am Punkt x,y,z in Systemachsenrichtung mit über die Detektorbreite normierten Werten zwischen -1 und +1, - W̃(q) der ersten Gewichtungsfunktion und - D(q) der zweiten Gewichtungsfunktion entspricht.
14. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung für die WFBP-Rekonstruktion für jede Projektion unabhängig von anderen Projektionen aus weiteren Halbumläufen des Detektors durchgeführt wird.
15. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektordaten aus einem CT-Spiralscan stammen.
16. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass eine Vorschubgeschwindigkeit verwendet wird, welche sich überlappende Scanbereiche erzeugt.
17. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektordaten aus einem CT-Kreisscan stammen.
18. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der CT-Kreisscan derart ausgeführt wird, dass sich überlappende Scanbereiche erzeugt werden.
19. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem iterativen Rekonstruktionsverfahren angewendet wird.
20. Verfahren zur iterativen Rekonstruktion von CT-Bilddaten die aus einer Vielzahl von Bildvoxeln (V_x,y,z) bestehen, wobei: - in der Iteration mindestens eine gewichtete Rückwärtsprojektion von gefalteten Projektionsdaten (P_conv) ausgeführt wird, - die gefalteten Projektionsdaten (P_conv) aus den Detektordaten benachbarter Strahlen berechnet werden, und - jedem Bildvoxel (V_x,y,z) je ein Projektionsdatum eines Zentralstrahls durch das Bildvoxel für jeden vorgegebenen Projektionswinkel zugeordnet wird - und jedem Projektionsdatum eine zum Detektor relative Detektorzeilenkoordinate (q), die der Position des Zentralstrahls auf dem Detektor entspricht, zugewiesen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewichtung der Projektionsdaten (P_conv) eine Gewichtsfunktion (W̃(q)) verwendet wird, welche die Projektionsdaten (P_conv) von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zeilenrandnah treffen, geringer gewichtet und die Projektionsdaten von Zentralstrahlen, die eine Detektorzeile zentraler treffen, stärker gewichtet.
21. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet , dass die Gewichtung der Projektionsdaten durch die Gewichtsfunktion (W̃(q)) von Zeile zu Zeile betrachtet Projektionsdaten mit detektorrandnahen Detektorzeilenkoordinaten insgesamt geringer gewichtet und Projektionsdaten mit detektorzentralen Detektorzeilenkoordinaten stärker gewichtet.
22. Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 20, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Gewichtung der gefalteten Projektionsdaten (P_conv) eine Gewichtsfunktion (W̃(q)) verwendet wird, welche ein Produkt aus einer ersten Gewichtungsfunktion (W(q)) und einer zweiten Gewichtungsfunktion (D(q)) ist, wobei: - die erste Gewichtsfunktion (W̃(q)) Projektionsdaten von randnah in Systemachsenrichtung im Detektor liegenden Detektorzeilen zum Rand hin zunehmend weniger stark gewichtet als Projektionsdaten von innen liegenden Detektorzeilen, und - die zweite Gewichtsfunktion (D(q)) einen mehrfach alternierenden Werteverlauf über die Detektorzeilen in Systemachsenrichtung (9) aufweist.
23. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 22, dadurch gekennzeichnet , dass der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion (D(q)) jeweils im Zentrum der Detektorzeilen ein Maximum aufweist.
24. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 22, dadurch gekennzeichnet , dass der alternierende Werteverlauf der zweiten Gewichtsfunktion (D(q)) jeweils im Zentrum der Detektorzeilen größere Werte aufweist als zum Rand der Detektorzeilen hin.
25. Recheneinheit (10) zur Durchführung einer WFBP-Rekonstruktion, aufweisend mindestens einen Prozessor, einen Speicher für Computerprogramme und eine Ausgabeeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass im Programmspeicher ein Computerprogramm (Prg₁-Prg_n)gespeichert ist, welches die Verfahrensschritte eines der Verfahrensansprüche 1 bis 24 ausführt.
26. Recheneinheit (10) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein manuell bedienbarer Regler vorgesehen ist, durch welchen vor jeder Bildberechnung mindestens ein Parameter eingestellt werden kann, der die Form mindestens einer Gewichtungsfunktion definiert.
27. CT-System (1) mit einer Recheneinheit (10) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 26.

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