DE102013203410A1 - Method for producing flat or curved image plane associated reconstruction image of object i.e. organ of patient, by image pickup device, involves correcting back projected image data using filter kernel according to plane and trajectory - Google Patents

Method for producing flat or curved image plane associated reconstruction image of object i.e. organ of patient, by image pickup device, involves correcting back projected image data using filter kernel according to plane and trajectory Download PDF

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Abstract

The method involves completing reconstruction not fulfilling a retainer trajectory (7) using Tuy condition under different projection directions along the retainer trajectory relative to an object (2). A reconstruction image is determined by rear projection within a curved picture plane. Back projected image data is corrected by using a low pass filter kernel according to the picture plane and the retainer trajectory. The retainer trajectory is partly selected such that a tangent line lies parallel to the picture plane at a location of the picture plane connected by the central beam. The retainer trajectory is designed as a straight line.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines einer flachen oder gekrümmten Bildebene zugeordneten Rekonstruktionsbildes eines Objekts aus einer Mehrzahl von zweidimensionalen, unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen mit einer entlang einer Aufnahmetrajektorie relativ zu dem Objekt bewegten Aufnahmeanordnung einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen zweidimensionalen Projektionsbildern. Daneben betrifft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung. The invention relates to a method for generating a reconstructed image of an object assigned to a flat or curved image plane from a plurality of two-dimensional projection images recorded under different projection directions with a recording arrangement of an image recording device moved along a recording trajectory relative to the object. In addition, the invention relates to an image pickup device.

Die Ermittlung dreidimensionaler Informationen eines Objekts aus zweidimensionalen Projektionsbildern ist im Stand der Technik bereits weithin bekannt. Dabei werden häufig dedizierte medizinische Bildgebungssysteme eingesetzt, um die Darstellung anatomischer Strukturen im Raum zu ermöglichen. Häufig werden aus den zweidimensionalen Projektionsbildern dreidimensionale Bilddatensätze rekonstruiert, wobei es jedoch auch bekannt ist, Bildinformationen, beispielsweise Schwächungswerte, für bestimmte Bildebenen im dreidimensionalen Raum aus zweidimensionalen Projektionsbildern zu rekonstruieren. Ein einer Bildebene zugeordnetes Rekonstruktionsbild gibt also insbesondere Schwächungswerte bzw. Objektdichtewerte in der Bildebene wider. The determination of three-dimensional information of an object from two-dimensional projection images is already widely known in the prior art. Dedicated medical imaging systems are often used to facilitate the visualization of anatomical structures in space. Frequently, three-dimensional image data sets are reconstructed from the two-dimensional projection images, although it is also known to reconstruct image information, for example attenuation values, for certain image planes in three-dimensional space from two-dimensional projection images. A reconstruction image assigned to an image plane therefore reflects in particular attenuation values or object density values in the image plane.

Eine in Bezug auf hinreichende Projektionsdaten artefaktfreie Rekonstruktion dreidimensionaler Bilddatensätze, oft auch als „vollständige Rekonstruktion“ bezeichnet, ist nur dann möglich, wenn die sogenannte Tuy-Bedingung erfüllt ist. Beispielsweise in der Computertomographie (CT) erfordert dies eine Datenaufnahme aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen bei einer Rotation um 180° plus den Kegelstrahlwinkel, in der Praxis also beispielsweise 220°. An artifact-free reconstruction of three-dimensional image data sets, often referred to as "complete reconstruction", is possible only if the so-called Tuy condition is met. For example, in computed tomography (CT), this requires a data acquisition from different projection directions with a rotation of 180 ° plus the cone angle, in practice, for example, 220 °.

Insbesondere für die dreidimensionale Bildrekonstruktion in der interventionellen Radiologie, beispielsweise unter Verwendung von Röntgeneinrichtungen mit einem C-Arm, stellt die Datenakquisition über ein solches Winkelintervall eine starke Einschränkung für den Anwender dar. Die Aufnahmeanordnung, in diesem Fall umfassend eine Strahlungsquelle und einen Röntgendetektor, muss eine dedizierte Drehbewegung über etwa 220° oder dergleichen ausführen. Insbesondere im Hinblick auf die Bedienbarkeit sind dabei starke Beeinträchtigungen des „medical workflow“ gegeben. Particularly for three-dimensional image reconstruction in interventional radiology, for example using X-ray equipment with a C-arm, data acquisition over such an angular interval represents a severe limitation for the user. The acquisition arrangement, in this case comprising a radiation source and an X-ray detector, must perform a dedicated rotational movement over about 220 ° or the like. In particular with regard to the operability, there are severe impairments of the "medical workflow".

Bildaufnahmeeinrichtungen, die aus zweidimensionalen Projektionsbildern Informationen im dreidimensionalen Raum wiedergebende Rekonstruktionsbilder erzeugen, werden häufig auch als tomographische Bildaufnahmesysteme bezeichnet. Imaging devices that generate reconstructive images representing two-dimensional projection images in three-dimensional space are also often referred to as tomographic image acquisition systems.

Um den Workflow in Teilbereichen zu verbessern, wurden Sonderformen der tomographischen Bildgebung vorgeschlagen, die die Rekonstruktion dann artefaktbehafteter dreidimensionaler Rekonstruktionsbilderstapel oder Rekonstruktionsbilder erlauben. Ein Beispiel hierfür ist die Tomosynthese, bei der die Akquisition von Projektionsbildern über einen kleineren Winkelbereich durchgeführt wird. Häufig bleibt dabei der Detektor ortsfest und nur die Strahlungsquelle führt die notwendige Drehbewegung aus. Hieraus werden dann einer Bildebene zugeordnete, insbesondere also Schwächungswerte oder Objektdichten in der Bildebene wiedergebende, Rekonstruktionsbilder erzeugt und wiedergegeben. In order to improve the workflow in subareas, special forms of tomographic imaging have been proposed, which allow the reconstruction of then artifact-laden three-dimensional reconstruction image stacks or reconstruction images. An example of this is tomosynthesis, in which the acquisition of projection images is carried out over a smaller angular range. Frequently, the detector remains stationary and only the radiation source performs the necessary rotational movement. This then generates and reproduces reconstruction images assigned to an image plane, in particular thus attenuation values or object densities in the image plane.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Ermittlung möglichst artefaktfreier Rekonstruktionsbilder bei einer Nutzung von Aufnahmetrajektorien, die nicht die Tuy-Bedingung erfüllen, anzugeben. The invention is therefore based on the object of specifying a possibility for determining artifact-free reconstruction images when using acquisition trajectories that do not fulfill the Tuy condition.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine nicht die Tuy-Bedingung zur vollständigen Rekonstruktion erfüllende Aufnahmetrajektorie verwendet wird, wobei das Rekonstruktionsbild durch Rückprojektion für innerhalb der Bildebene liegende Punkte und Korrektur der rückprojizierten Bilddaten unter Verwendung eines von der Bildebene und der Aufnahmetrajektorie abhängigen Tiefpassfilterkerns ermittelt wird. To solve this problem, it is provided according to the invention in a method of the type mentioned above that a reception trajectory not satisfying the Tuy condition for complete reconstruction is used, the reconstruction image being backprojected for points lying within the image plane and correction of the backprojected image data using a the image plane and the receiving trajectory dependent low-pass filter kernel is determined.

Es ist noch immer eine Relativbewegung zwischen Objekt und Aufnahmeanordnung vorgesehen, mithin eine bestimmte Aufnahmetrajektorie, die jedoch nicht mehr die Tuy-Bedingung erfüllen muss. Dabei sei bereits an dieser Stelle deutlich hervorgehoben, dass nicht zwangsläufig die Aufnahmeanordnung bewegt sein muss, sondern auch das Objekt bewegt werden kann, um die Aufnahmetrajektorie zu realisieren. Beispielsweise kann, falls das Objekt ein Patient oder in einem Patienten vorhanden ist, eine Patientenliege genutzt werden, die bewegbar ausgestaltet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf nuklearmedizinische Bildaufnahmeverfahren, beispielsweise PET oder SPECT, wobei beispielsweise bei der PET der Patient durch die ringförmige Detektoranordnung gefahren werden kann, so dass sich insgesamt eine Aufnahmetrajektorie ergibt. Hauptsächlich findet die Erfindung jedoch Anwendung auf Röntgeneinrichtungen. There is still a relative movement between object and recording arrangement provided, thus a certain recording trajectory, but no longer has to fulfill the Tuy condition. It should be emphasized at this point that not necessarily the recording arrangement must be moved, but also the object can be moved to realize the recording trajectory. For example, if the object is a patient or in a patient, a patient bed can be used, which is designed to be movable. This is particularly advantageous in the application of the present invention to nuclear medicine image recording methods, for example PET or SPECT, wherein, for example, in PET, the patient can be driven through the annular detector arrangement, so that overall results in a recording trajectory. Mainly, however, the invention finds application to X-ray equipment.

Mithin kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass als Bildaufnahmeeinrichtung eine Röntgeneinrichtung verwendet wird, die eine eine Strahlungsquelle und einen, insbesondere mit der Strahlungsquelle bewegten, Detektor umfassende Aufnahmeanordnung aufweist, wobei die Aufnahmetrajektorie für die Strahlungsquelle definiert ist. Dabei sei darauf hingewiesen, dass selbst bei einer Bewegung des Patienten der Patient bzw. das Objekt als ruhend angenommen werden kann, mithin eine Aufnahmetrajektorie für die Strahlungsquelle definiert werden kann. Die Röntgeneinrichtung kann dabei beispielsweise eine Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen sein, an dem sich gegenüberliegend die Strahlungsquelle und der Detektor angeordnet sind. Selbstverständlich lässt sich das Verfahren jedoch auch auf Computertomographie-Bildaufnahmeeinrichtungen anwenden. Consequently, it may be expediently provided that an X-ray device is used as the image recording device, which has a recording device comprising a radiation source and a detector, in particular moving with the radiation source, the recording trajectory being defined for the radiation source. It should be noted that even with a movement of the patient, the patient or the object can be assumed to be at rest, thus a recording trajectory for the radiation source can be defined. The X-ray device can be, for example, an X-ray device with a C-arm, on which the radiation source and the detector are arranged opposite each other. Of course, however, the method can also be applied to computed tomography imagers.

Die der Erfindung zugrunde liegende Bewegung sei für das Beispiel einer geradlinigen Bewegung der Aufnahmeanordnung senkrecht zu einem Zentralstrahl bei einer flachen Bildebene, die insbesondere parallel zu einer Detektorfläche verläuft, genauer erläutert. Die Aufnahmeanordnung führt also eine geradlinige Bewegung in eine bestimmte Richtung, beispielsweise eine z-Richtung, aus, wobei während der Bewegung an verschiedenen Positionen entlang der Richtung Projektionsbilder des darzustellenden Objekts aufgenommen werden. Diese Projektionsdaten sind durch die entsprechenden Detektorelemente (k, l) und die z-Position der Aufnahmeanordnung kennzeichnet, lassen sich also als p(z, k, l) schreiben. The movement on which the invention is based is explained in more detail for the example of a rectilinear movement of the receiving arrangement perpendicular to a central beam at a flat image plane, which runs in particular parallel to a detector surface. The recording arrangement thus executes a rectilinear movement in a specific direction, for example a z-direction, during which movement projection images of the object to be displayed are recorded at different positions along the direction. These projection data are characterized by the corresponding detector elements (k, l) and the z-position of the recording arrangement, can thus be written as p (z, k, l).

Werden nun die Projektionsdaten p(z, k, l) aus den unterschiedlichen z-Positionen in eine beliebige Ebene rückprojiziert, wobei selbstverständlich die durch die Bildebene und die Aufnahmetrajektorie beschriebene Aufnahmegeometrie berücksichtigt wird, erfolgt eine adäquate Rückprojektion der Strukturen im Objekt nur für exakt diese Bildebene genau, also „scharf“. Objektstrukturen aus anderen, zur Bildebene parallelen Ebenen werden im Rekonstruktionsbild geometrisch verschmiert, was sich mathematisch durch einen Tiefpassfilter beschreiben lässt. Diese Tiefpassfilterung der Projektionsdaten für Objektstrukturen außerhalb der zu rekonstruierenden Bildebene führt zu einer Dämpfung des entsprechenden Bildkontrastes für diese Objektstrukturen. Lediglich für die Bildebene selber erfolgt eine korrekte Darstellung der Objektstrukturen bei maximalem Bildkontrast. If now the projection data p (z, k, l) are backprojected from the different z-positions into an arbitrary plane, whereby, of course, the imaging geometry described by the image plane and the recording trajectory is taken into account, an adequate backprojection of the structures in the object takes place only for exactly these Image plane exactly, so "sharp". Object structures from other planes parallel to the image plane are blurred geometrically in the reconstruction image, which can be mathematically described by a low-pass filter. This low-pass filtering of the projection data for object structures outside the image plane to be reconstructed leads to a damping of the corresponding image contrast for these object structures. Only for the image plane itself is a correct representation of the object structures at maximum image contrast.

Aus dieser Erkenntnis, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, folgt jedoch, dass auch eine Korrektur möglich ist, wenn die Tiefpassfilterung, die sich also aus der Aufnahmegeometrie bestimmt, letztlich wieder umgekehrt wird. Die Idee ist es, die tiefpassgefilterten Bildbeiträge aus anderen Ebenen als der Bildebene zu eliminieren, so dass ein scharfes, möglichst artefaktfreies Rekonstruktionsbild der ausgewählten Bildebene ermittelt wird. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, den Tiefpassfilterkern, der die beschriebene Tiefpassfilterung beschreibt, einzusetzen, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. From this finding, which is the basis of the present invention, it follows, however, that a correction is possible if the low-pass filtering, which thus determined from the recording geometry, is ultimately reversed again. The idea is to eliminate the low-pass filtered image contributions from planes other than the image plane, so that a sharp, as artifact-free reconstruction image of the selected image plane is determined. There are various possibilities for using the low-pass filter kernel, which describes the described low-pass filtering, which will be discussed in more detail below.

Dabei bringt das erfindungsgemäße Verfahren eine Vielzahl von Vorteilen mit sich. So ist die Rekonstruktion von dreidimensionalen Objektstrukturen auch bei nicht die Tuy-Bedingung erfüllenden Aufnahmetrajektorien möglich, insbesondere also auch bei geradlinigen Bewegungstrajektorien. Die Aufnahmetrajektorie kann so gewählt werden, dass Rotationsbewegungen, die eine stark störende Wirkung auf den Workflow haben können, entfallen. In Ausführungsformen der Erfindung ist eine kurze geradlinige Bewegung der Aufnahmeanordnung relativ zu dem Objekt bereits ausreichend, um die dreidimensionale Struktur darzustellen. Hieraus ergibt sich auch, dass insgesamt, nachdem die mechanische Bewegung verringert werden kann, die Datenakquisition in einem sehr kurzen Zeitfenster erfolgen kann, so dass sich eine kürzere Aufnahmezeit ergibt und die zeitliche Auflösung der Rekonstruktionsbilder verbessert wird. The method according to the invention brings a large number of advantages. Thus, the reconstruction of three-dimensional object structures is also possible in the case of non-Tuy-conditional recording trajectories, especially in the case of linear motion trajectories. The recording trajectory can be chosen so that rotational movements, which can have a strong disruptive effect on the workflow, are eliminated. In embodiments of the invention, a short rectilinear motion of the receiver assembly relative to the object is already sufficient to represent the three-dimensional structure. It also follows that overall, after the mechanical movement can be reduced, the data acquisition can be done in a very short time window, resulting in a shorter recording time and the temporal resolution of the reconstruction images is improved.

Wie bereits dargelegt wurde, sieht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Aufnahmetrajektorie wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, eine Gerade ist. Gerade Bewegungen lassen sich deutlich einfacher realisieren als Drehbewegungen oder sonstige Kurven entlang der Aufnahmetrajektorie, so dass eine deutliche Vereinfachung der benötigten mechanischen Bewegung gegeben ist, die auch weniger hinderlich auf den Zugang zum Objekt und den sonstigen medizinischen Workflow wirkt. As already stated, a particularly advantageous embodiment of the present invention provides that the recording trajectory is at least partially, preferably completely, a straight line. Straight movements can be realized much easier than turning movements or other curves along the recording trajectory, so that a clear simplification of the required mechanical movement is given, which also acts less hindering on the access to the object and the other medical workflow.

Besonders zweckmäßig ist die Verwendung geradliniger Aufnahmetrajektorien dann, wenn auch die Bildebene flach, also krümmungsfrei, ist. The use of rectilinear photography trajectories is particularly expedient if the image plane is also flat, that is, free of curvature.

Wie bereits dargelegt wurde, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch gekrümmte Bildebenen denkbar. Dann kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmetrajektorie wenigstens teilweise so gewählt wird, dass ihre Tangente parallel zu einer Tangente der insbesondere gekrümmten Bildebene an einem über den Zentralstrahl verbundenen Ort liegt. Wird mithin beispielsweise die Aufnahmetrajektorie über die Strahlungsquelle definiert, existiert an jeder Aufnahmeposition entlang der Aufnahmetrajektorie ein Zentralstrahl, der die Zuordnung von Punkten auf der Aufnahmetrajektorie zu Punkten auf der Bildebene erlaubt. Wird nun die Aufnahmetrajektorie so gewählt, dass sie auf die beschriebene Art parallel zur Bildebene läuft, ergibt sich eine besonders einfache Wahl des Tiefpassfilterkerns, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Es sei darauf hingewiesen, dass es auch äußerst zweckmäßig ist, wenn bei einer flachen Bildebene die Aufnahmetrajektorie parallel zur Bildebene gewählt wird. As has already been explained, however, curved image planes are also conceivable within the scope of the present invention. Then it can be provided that the recording trajectory is at least partially selected so that their tangent parallel to a tangent of the particular curved image plane at one over the central beam connected location is located. If, for example, the recording trajectory is defined via the radiation source, a central beam exists at each recording position along the recording trajectory, which allows the assignment of points on the recording trajectory to points on the image plane. Now, if the recording trajectory is chosen so that it runs parallel to the image plane in the described manner, results in a particularly simple choice of the low-pass filter core, which will be discussed in more detail below. It should be noted that it is also extremely useful if the recording trajectory is selected parallel to the image plane in the case of a flat image plane.

Es ist jedoch auch denkbar, dass eine wenigstens teilweise senkrecht zu der ebenen Bildebene verlaufende Aufnahmetrajektorie gewählt wird, zumindest dann, wenn die Kegelstrahlgeometrie verwendet wird. In dieser Ausführungsform bewegt sich die Aufnahmeanordnung relativ bezüglich des Objektes entlang einer geradlinigen Aufnahmetrajektorie senkrecht zur Bildebene und senkrecht zur Detektorebene. Bei einer Röntgeneinrichtung wird also der Abstand von der Strahlungsquelle zum Objekt geändert. Die notwendige geometrische Verschmierung von Objektstrukturen außerhalb der zu rekonstruierenden Bildebene entsteht in diesem Fall durch Veränderung der Kegelstrahlgeometrie. Dabei sei an dieser Stelle nochmals angemerkt, dass eine beliebige Kombination der beschriebenen Bewegungstrajektorien selbstverständlich auch möglich ist, der Einfachheit halber hier jedoch nicht im Detail beschrieben sein soll. However, it is also conceivable that a recording trajectory extending at least partially perpendicular to the flat image plane is selected, at least when the cone beam geometry is used. In this embodiment, the pickup assembly moves relative to the object along a rectilinear photography trajectory perpendicular to the image plane and perpendicular to the detector plane. In the case of an X-ray device, therefore, the distance from the radiation source to the object is changed. The necessary geometric smearing of object structures outside the image plane to be reconstructed arises in this case by changing the cone beam geometry. It should be noted again at this point that any combination of the described movement trajectories is of course also possible, for the sake of simplicity, however, should not be described in detail here.

Äußerst zweckmäßig ist es ferner, wenn Rekonstruktionsbilder für mehrere parallele Bildebenen ermittelt werden. So kann beispielsweise eine feste Anzahl von N Rekonstruktionsbildern in N parallelen Bildebenen rekonstruiert werden, wobei jede Bildrekonstruktion die dedizierte Aufnahmegeometrie, wie beschrieben, berücksichtigt. Ein auf diese Art erzeugter Rekonstruktionsbildstapel lässt sich in jedem gängigen medizinischen Bildbetrachtungsprogramm anzeigen, wo auch eine Nachverarbeitung stattfinden kann. It is also extremely expedient if reconstruction images for a plurality of parallel image planes are determined. For example, a fixed number of N reconstruction images may be reconstructed in N parallel image planes, with each image reconstruction taking into account the dedicated acquisition geometry as described. A reconstruction image stack generated in this way can be displayed in any conventional medical image viewer, where post-processing can also take place.

In Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass, insbesondere bei dem Krümmungsprofil der Bildebene folgenden Aufnahmetrajektorien, als Tiefpassfilterkern eine Rechteckfunktion verwendet wird. Bei Untersuchungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass dann, wenn die Aufnahmetrajektorie parallel zur Bildebene verläuft, die auftretende Tiefpassfilterung von Objektstrukturen anderer Bildebenen als der rekonstruierten Bildebene durch eine Rechteckfunktion, in der Mathematik als rect(z) bezeichnet, verwendet werden kann. Findet eine Faltung mit dem Tiefpassfilterkern statt, ist der wesentliche, von der Aufnahmegeometrie, also der Aufnahmetrajektorie und der Bildebene, abhängige Parameter die Breite der Rechteckfunktion, welche beispielsweise, worauf noch näher eingegangen werden wird, in einem Optimierungsverfahren oder durch theoretische Berechnungen ermittelt werden kann. In a development of the present invention, provision can be made for a rectangular function to be used as the low-pass filter kernel, in particular in the case of the absorption profile of the image plane following the recording trajectories. Investigations in the context of the present invention have shown that, when the recording trajectory is parallel to the image plane, the low-pass filtering of object structures of image planes other than the reconstructed image plane can be used by a rectangular function in which mathematics is called rect (z) , If a convolution occurs with the low-pass filter kernel, the essential parameter dependent on the recording geometry, that is to say the recording trajectory and the image plane, is the width of the rectangular function, which, for example, as will be discussed in more detail, can be determined in an optimization method or by theoretical calculations ,

Dabei sei an dieser Stelle nochmals angemerkt, dass die Aufnahmetrajektorie und die Bildebene zwar die Aufnahmegeometrie definiert, welche letztlich anzeigt, welche durch den Detektor gemessenen Strahlen, insbesondere Röntgenstrahlen, wo die Bildebene durchtreten haben. Dabei sind selbstverständlich auch weitere Größen, die die Aufnahmeanordnung betreffen, relevant, beispielsweise im Fall der Kegelstrahlgeometrie der Öffnungswinkel des Kegels, der Abstand von der Strahlungsquelle zum Detektor und dergleichen. Derartige Größen und ihr Einfluss auf die Aufnahmegeometrie sind im Stand der Technik jedoch weithin bekannt, so dass hier und in der weiteren Beschreibung davon ausgegangen wird, dass diese auch entsprechend Berücksichtigung finden. It should be noted again at this point that the recording trajectory and the image plane, although defining the recording geometry, which ultimately indicates which measured by the detector beams, in particular X-rays where the image plane have passed. In this case, of course, other sizes that affect the receiving arrangement, relevant, for example, in the case of the cone beam geometry, the opening angle of the cone, the distance from the radiation source to the detector and the like. However, such quantities and their influence on the geometry of the recording are well known in the prior art, so that it is assumed here and in the further description that these are also taken into account accordingly.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass zur Korrektur von den rückprojizierten Bilddaten die mit dem Tiefpassfilter gefalteten rückprojizierten Bilddaten derselben Bildebene oder wenigstens einer zu der Bildebene parallelen Ebene, insbesondere bei Ermittlung von Rekonstruktionsbildern in mehreren parallelen Bildebenen jeder anderen Bildebene, subtrahiert werden. Damit sind konkrete Korrekturvorschriften gegeben, die im vorliegenden Fall letztlich zwei grundsätzliche, alternative Wege wiedergeben. A particularly advantageous embodiment of the present invention provides that the backprojected image data folded with the low-pass filter are subtracted from the backprojected image data for the same image plane or at least one plane parallel to the image plane, in particular when determining reconstruction images in several parallel image planes of every other image plane , This gives concrete correction rules, which in the present case ultimately reflect two fundamental, alternative ways.

In einem ersten Fall werden mithin die rückprojizierten Bilddaten in der zu rekonstruierenden Bildebene mit dem Tiefpassfilterkern gefaltet und von den rückprojizierten Bilddaten der gerade betrachteten Bildebene, also derselben Bildebene, abgezogen. Im Endeffekt wird dabei ein Hochpassfilter auf ein rekonstruiertes Bild einer bestimmten Bildebene angewendet. Beispielsweise kann dabei die Faltung mit einer Rechteckfunktion vorgesehen sein, welche die Einflüsse aus anderen Objektebenen gemäß der Aufnahmegeometrie berücksichtigt, so dass die tiefpassgefilterten Bildbeiträge aus anderen Ebenen des Objekts eliminiert werden. In a first case, therefore, the backprojected image data in the image plane to be reconstructed is folded with the low-pass filter kernel and subtracted from the backprojected image data of the currently viewed image plane, ie the same image plane. In effect, a high-pass filter is applied to a reconstructed image of a given image plane. For example, the convolution may be provided with a rectangular function, which takes into account the influences from other object planes according to the acquisition geometry, so that the low-pass filtered image contributions from other planes of the object are eliminated.

Ein anderer Ansatz sieht vor, dass eine feste Anzahl von Rekonstruktionsbildern in parallelen Bildebenen rekonstruiert werden. Dabei soll ein initial rekonstruiertes Bild unter Berücksichtigung der tiefpassfilternden Wirkung des Rekonstruktionsverfahrens durch initial rekonstruierte Bilder anderer Bildebenen korrigiert werden. Dabei ist vorgesehen, dass zunächst tiefpassgefilterte rückprojizierte Bilddaten für alle Bildebenen ermittelt werden, beispielsweise durch Faltung mit einer Rechteckfunktion als Tiefpassfilterkern. Um nun das korrigierte Rekonstruktionsbild einer bestimmten Bildebene n zu erhalten, werden von den rückprojizierten (unkorrigierten) Bilddaten dieser Bildebene n alle gefilterten rückprojizierten Bilddaten aller anderen Bildebenen m ungleich n abgezogen. Another approach is to reconstruct a fixed number of reconstruction images in parallel image planes. In this case, an initially reconstructed image is corrected, taking into account the low-pass filtering effect of the reconstruction process, by means of initially reconstructed images of other image planes become. It is provided that initially low-pass filtered back-projected image data for all image planes are determined, for example, by convolution with a rectangular function as a low-pass filter core. In order to obtain the corrected reconstruction image of a specific image plane n, all filtered backprojected image data of all other image planes m not equal to n are subtracted from the backprojected (uncorrected) image data of this image plane n.

Dies alles sei in einer konkreten Ausführungsform im Folgenden näher erläutert. Dabei wird, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch grundsätzlich möglich ist, ein Rückprojektionsverfahren eingesetzt, welches lediglich die Aufnahmegeometrie bezüglich der zu rekonstruierenden Bildebene n berücksichtigt und weitere auf die Rückprojektion bezogene Rechenoperationen auf den Projektionsdaten vermeidet, so dass beispielsweise keine Fourier-Transformation durchgeführt wird. Werden die Projektionsdaten der Projektionsbilder wiederum als p(z, k, l) geschrieben und ist die Aufnahmetrajektorie eine Gerade entlang der zur Detektorebene und zur Bildebene parallelen Richtung z, lässt sich schreiben:

Figure DE102013203410A1_0002
All this will be explained in more detail below in a concrete embodiment. In this case, what is fundamentally possible in the context of the present invention, a backprojection method is used, which takes into account only the recording geometry with respect to the image plane to be reconstructed n and avoids further on the back projection related arithmetic operations on the projection data, so that, for example, no Fourier transform is performed , If the projection data of the projection images are again written as p (z, k, l) and if the recording trajectory is a straight line along the direction z parallel to the detector plane and to the image plane, it is possible to write:
Figure DE102013203410A1_0002

Hierin bezeichnet x die weitere, neben z vorhandene Koordinate in der Bildebene n, In,nativ(x, z) die rückprojizierten Bilddaten (noch unkorrigiert), rSDD ist der Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor, NDet beschreibt die Gesamtanzahl der Detektorelemente, ΔkDet bezeichnet die Detektorauflösung in k-Richtung, ΔlDet ist die Detektorauflösung in l-Richtung und rRecon,n bezeichnet den Abstand der Bildebene von der Strahlungsquelle. Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass sich aus der Rekonstruktionsvorschrift die offensichtliche Notwendigkeit ergibt, dass die Aufnahme der Projektionsdaten mit einem Sampling-Inkrement in z-Richtung Δz << (ΔkDet·Nk Det) erfolgen muss, das deutlich kleiner als die räumliche Detektorausdehnung in k-Richtung ist. Allgemein bedeutet dies, dass die Schrittweite zwischen der Aufnahme zweier Projektionsbilder entlang der Aufnahmetrajektorie kleiner als ein Zehntel der Detektorausdehnung in der Richtung der Aufnahmetrajektorie sein sollte. Here x denotes the further coordinate present in the image plane n, I n, native (x, z) the backprojected image data (still uncorrected), r SDD is the distance between the radiation source and the detector, N det describes the total number of Detector elements, Δk Det denotes the detector resolution in the k-direction, Δl Det is the detector resolution in the l-direction and r Recon, n denotes the distance of the image plane from the radiation source. It should be noted at this point that arises from the reconstruction rule the obvious need that the recording of the projection data with a sampling increment in the z-direction Δz << (Δk Det · N k Det ) must be made, which is significantly smaller than is the spatial detector extent in the k direction. Generally, this means that the step size between the acquisition of two projection images along the acquisition trajectory should be less than one tenth of the detector extent in the direction of the acquisition trajectory.

Wird ein derartiges Rekonstruktionsverfahren eingesetzt, äußert sich die Tiefpassfilterung als Tiefpassfilterkern einer Rechteckfunktion. Entsprechend ist dann, wenn die Korrektur in derselben Bildebene erfolgen soll, das korrigierte Rekonstruktionsbild In,corr zu berechnen zu In,corr(x,z) = In,nativ(x,z) – In,nativ(x,z) × rect(z). (2) If such a reconstruction method is used, the low-pass filtering manifests itself as a low-pass filter kernel of a rectangular function. Accordingly, if the correction is to take place in the same image plane, then the corrected reconstruction image I n, corr is to be calculated I n, corr (x, z) = I n, native (x, z) - I n, native (x, z) × rect (z). (2)

Dabei deutet das Zeichen „x“ die Faltung an. Die Breite der Rechteckfunktion rect(z) ergibt sich in Abhängigkeit der konkreten Aufnahmegeometrie und kann aus Berechnungen und/oder in einem Optimierungsverfahren ermittelt werden. The sign "x" indicates the convolution. The width of the rectangular function rect (z) depends on the specific recording geometry and can be determined from calculations and / or in an optimization method.

Soll die Korrektur, wie oben beschrieben, durch Beachtung der rückprojizierten Bilddaten in anderen, parallelen Bildebenen erfolgen, wird mithin eine feste Anzahl von n > 1 Rekonstruktionsbildern ermittelt. Bezeichnet man die noch unkorrigierten, rückprojizierten Bilddaten gemäß Formel (1), also das initial rekonstruierte Bild, wieder mit In,nativ, werden in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zunächst die tiefpassgefilterten Bildbeiträge aus Bildebenen m ungleich n in der Bildebene n abgeschätzt. Diese ergeben sich zu I ~n,m(x,z) = Im(x,z) × rect(z). (3) If the correction, as described above, takes place by observing the backprojected image data in other, parallel image planes, then a fixed number of n> 1 reconstruction images is determined. If the uncorrected, backprojected image data according to formula (1), ie the initially reconstructed image, are again denoted by I n, natively , in this embodiment of the present invention the low-pass filtered image contributions from image planes m not equal to n in the image plane n are first estimated. These arise too I ~ n, m (x, z) = I m (x, z) × rect (z). (3)

Diese entsprechenden Bildbeiträge In,m der Bildebenen m sollen entsprechend eliminiert werden,

Figure DE102013203410A1_0003
so dass das korrigierte Rekonstruktionsbild In,corr bereitgestellt wird. These corresponding image contributions I n, m of the image planes m should be eliminated accordingly,
Figure DE102013203410A1_0003
so that the corrected reconstruction image I n, corr is provided.

Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass sich die Formel (1) auch leicht für eine Aufnahmegeometrie umschreiben lässt, in der eine senkrecht zu der ebenen Bildebene, welche wiederum parallel zur Detektorebene verläuft, verlaufende Aufnahmetrajektorie gewählt wird. Dann ergibt sich zur Ermittlung der rückprojizierten Bilddaten

Figure DE102013203410A1_0004
It should also be noted at this point that the formula (1) can also be easily described for a recording geometry in which a perpendicular to the flat image plane, which in turn runs parallel to the detector plane, running recording trajectory is selected. Then results in the determination of the backprojected image data
Figure DE102013203410A1_0004

In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Korrektur iterativ angewandt wird, indem neue Rekonstruktionsbilder durch Anwendung des Tiefpassfilters auf bisherige Rekonstruktionsbilder und entsprechende Subtraktion vom dem ursprünglichen rückprojizierten Bilddaten ermittelt werden. Das bedeutet, es ergibt sich, insbesondere im Fall der Formeln (3) und (4), ein iteratives Multi-Ebenen-Korrekturverfahren. Es wird eine feste Anzahl von N Bildern in N parallelen Bildebenen rekonstruiert und gemäß (3) und (4) korrigiert. Die korrigierten Rekonstruktionsbilder werden wieder an den Korrekturalgorithmus gegeben und erneut verwendet, um die tiefpassgefilterten Bildbeiträge in den anderen Bildebenen gemäß (3) abzuschätzen und gemäß (4) vom initial rekonstruierten Bild abzuziehen. Ein derartiger iterativer Ansatz kann mit einer festen Zahl an Iterationsschritten erfolgen, denkbar ist es jedoch auch, ein anderes Abbruchkriterium zu verwenden, beispielsweise nach Art einer Optimierungsschwelle oder dergleichen. In an expedient development it can be provided that the correction is applied iteratively by determining new reconstruction images by applying the low-pass filter to previous reconstruction images and corresponding subtraction from the original backprojected image data. That is, in the case of formulas (3) and (4) in particular, it produces an iterative multi-level correction method. A fixed number of N pictures in N parallel picture planes are reconstructed and corrected according to (3) and (4). The corrected reconstruction images are again applied to the correction algorithm and reused to estimate the low-pass filtered image contributions in the other image planes according to (3) and subtract from the initial reconstructed image according to (4). Such an iterative approach can be done with a fixed number of iteration steps, but it is also conceivable to use a different termination criterion, for example in the manner of an optimization threshold or the like.

Wie bereits angedeutet wurde, kann wenigstens ein die konkrete Form des Tiefpassfilterkerns beschreibender Filterparameter, beispielsweise die Breite einer Rechteckfunktion, in einem Optimierungsverfahren angepasst werden. Dabei können beispielsweise Kriterien der Bildqualität berücksichtigt werden, insbesondere im Hinblick auf den Kontrast bestimmter Strukturen. Auch die Verwendung von Vergleichsbildern und dergleichen ist denkbar. Es sei an dieser Stelle nochmals hervorgehoben, dass die konkrete Wahl des Tiefpassfilterkerns stark von der Aufnahmegeometrie, insbesondere also der Lage der Bildebene und der Aufnahmetrajektorie gemeinsam mit den Eigenschaften der Aufnahmeanordnung an sich, abhängig ist. Für bestimmte Sachverhalte, beispielsweise dem Krümmungsprofil der Bildebene folgende Aufnahmetrajektorien und dergleichen, bei denen die Detektorebene auch parallel zur Tange bzw. Bildebene liegt, ergibt sich, wie Untersuchungen des Erfinders belegt haben, als Tiefpassfilterkern eine Rechteckfunktion, die zu einer hervorragenden Korrektur verwendet werden kann. Für andere, insbesondere komplexere Aufnahmegeometrien und Kombinationen von Aufnahmegeometrien, beispielsweise teilweise senkrecht und teilweise parallel zur Bildebene verlaufende Aufnahmetrajektorien, ergeben sich gegebenenfalls andere, sinnvoll zu verwendende Tiefpassfilterkerne. Gezeigt hat sich jedoch, dass der Tiefpassfilterkern der Rechteckfunktion auch dann anwendbar ist, wenn die Aufnahmetrajektorie senkrecht zu der ebenen, zur Detektorebene parallelen Bildebene verläuft. As already indicated, at least one filter parameter describing the specific form of the low-pass filter kernel, for example the width of a rectangular function, can be adapted in an optimization method. In this case, for example, criteria of image quality can be taken into account, in particular with regard to the contrast of certain structures. The use of comparative images and the like is conceivable. It should again be emphasized here that the specific choice of the low-pass filter kernel is strongly dependent on the recording geometry, in particular therefore the position of the image plane and the recording trajectory together with the properties of the recording arrangement per se. For certain situations, such as the curvature profile of the image plane following recording trajectories and the like, in which the detector plane is also parallel to the tangent or image plane results, as investigations of the inventor have proven, as a low-pass filter kernel a rectangular function that can be used to an excellent correction , For other, in particular more complex recording geometries and combinations of recording geometries, for example, partially perpendicular and partially parallel to the image plane extending recording trajectories, there may be other, useful to use low-pass filter cores. However, it has been shown that the low-pass filter kernel of the rectangular function can also be used if the recording trajectory is perpendicular to the flat image plane parallel to the detector plane.

In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmetrajektorie und/oder die Bildebene in Abhängigkeit von Vorwissen über das aufzunehmende Objekt definiert werden. Es ist also denkbar, die Bildebene, aber auch die Aufnahmetrajektorie, mithin die gesamte Aufnahmegeometrie, gezielt so zu wählen, dass sich für das aufzunehmende Objekt eine optimale Bildqualität ergibt. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Vorwissen aus einem Planungsbilddatensatz gewonnen wird, jedoch sind auch grundsätzlich andere Möglichkeiten denkbar. Planungsbilddatensätze, aus denen Eigenschaften des aufzunehmenden Objekts abgeleitet werden können, welche dann weitere Aufnahmeparameter beeinflussen, sind grundsätzlich bekannt. Insbesondere kann die Geometrie des aufzunehmenden Objekts betrachtet werden. Betrachtet man die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis, dass ein Rückprojektionsverfahren, beispielsweise gemäß (1) oder (5), in der Wirkung einer Tiefpassfilterung in der Richtung der Aufnahmetrajektorie, insbesondere also in z-Richtung, entspricht, ergibt sich, dass eine optimale Darstellung eines Objekts in einer beliebigen Bildebene erfolgen kann, wenn sich die Vorzugsrichtung des Objekts in der Bildebene, aber senkrecht zur parallel zur Bildebene verlaufenden Aufnahmetrajektorie erstreckt. Es kann also mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass die Aufnahmetrajektorie und die Bildebene so gewählt werden, dass eine Vorzugsrichtung des Objekts, insbesondere eine Richtung größter Ausdehnung des Objekts, in der Bildebene liegt und die Aufnahmetrajektorie senkrecht zu der Vorzugsrichtung und parallel zu der Bildebene verläuft. Dies bedeutet nichts anderes, als dass bei einer zweidimensionalen Modulationstransferfunktion des Objekts sich die Niederfrequenzsignalanteile senkrecht zur Aufnahmetrajektorie ausbilden. Für solche Trajektorien kann dann ein maximaler Kontrast zu Objekten aus anderen Bildebenen gewährleistet werden. In a further, particularly advantageous embodiment of the present invention, it can be provided that the recording trajectory and / or the image plane are defined as a function of prior knowledge of the object to be recorded. It is therefore conceivable to selectively select the image plane, but also the recording trajectory, and consequently the entire recording geometry, in such a way that optimum picture quality results for the object to be recorded. It can be provided that the prior knowledge is obtained from a planning image data record, but in principle, other possibilities are conceivable. Planning image data records from which properties of the object to be recorded can be derived, which then influence further acquisition parameters, are known in principle. In particular, the geometry of the object to be recorded can be considered. If one considers the knowledge underlying the invention that a backprojection method, for example according to (1) or (5), corresponds to the effect of low-pass filtering in the direction of the recording trajectory, ie in particular in the z-direction, this results in an optimum representation An object can take place in any image plane if the preferred direction of the object extends in the image plane but perpendicular to the recording trajectory parallel to the image plane. It can therefore be provided with particular advantage that the recording trajectory and the image plane are selected so that a preferred direction of the object, in particular a direction of maximum extension of the object, in the image plane and the receiving trajectory is perpendicular to the preferred direction and parallel to the image plane , This means nothing else than that in a two-dimensional modulation transfer function of the object, the low-frequency signal components perpendicular to the recording trajectory form. For such trajectories, a maximum contrast to objects from other image planes can then be guaranteed.

Wird als Bildaufnahmeeinrichtung, wie oben bereits dargelegt, eine Röntgeneinrichtung verwendet, die eine Strahlungsquelle und einen Detektor als Aufnahmeanordnung umfasst, ergeben sich weitere vorteilhafte Möglichkeiten, wenn mehr als eine Aufnahmeanordnung an der Röntgeneinrichtung vorgesehen sind. If an X-ray device which comprises a radiation source and a detector as a recording device is used as the image recording device, as already explained above, further advantageous possibilities result if more than one recording device is provided on the X-ray device.

So kann vorgesehen sein, dass eine Röntgeneinrichtung mit wenigstens zwei Aufnahmeanordnungen verwendet wird, die jeweils entlang einer ihnen zugeordneten Aufnahmetrajektorie Projektionsbilder aufnehmen. Beispiele für solche Röntgeneinrichtungen sind sogenannte Biplan-Systeme, insbesondere Biplan-C-Bogen-Systeme. Dann ist es möglich, die vorgestellten Berechnungsvorschriften und Korrekturverfahren entsprechend zu erweitern, so dass eine spezifische Berücksichtigung der unterschiedlichen Aufnahmeanordnungen und deren Lage zum Objekt erfolgt, wobei mehrere vorteilhafte Ausprägungen denkbar sind. Thus, it can be provided that an X-ray device with at least two recording arrangements is used, each of which receives projection images along an associated recording trajectory. Examples of such X-ray devices are so-called biplane systems, in particular biplane C-arm systems. It is then possible to correspondingly expand the presented calculation rules and correction methods, so that a specific consideration of the different recording arrangements and their position relative to the object takes place, whereby several advantageous features are conceivable.

So kann vorgesehen sein, dass das Rekonstruktionsbild unter Berücksichtigung von Projektionsbildern beider Aufnahmeanordnungen ermittelt wird. Sind beispielsweise die Aufnahmeanordnungen um einen bestimmten Winkel, beispielsweise 30°, gegeneinander verkippt, kann dies in die Rückprojektions- und Korrekturmöglichkeiten so einfließen, dass für eine bestimmte Bildebene Projektionsbilder beider Aufnahmeanordnungen Berücksichtigung finden können. Thus it can be provided that the reconstruction image is determined taking into account projection images of both recording arrangements. If, for example, the recording arrangements are tilted relative to one another by a certain angle, for example 30 °, this can be incorporated into the backprojection and correction possibilities in such a way that projection images of both recording arrangements can be taken into consideration for a specific image plane.

Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn das Vorliegen von Projektionsbildern mehrerer Aufnahmeanordnungen dahingehend genutzt wird, auch dreidimensionale Volumenbilder des Objekts erzeugen zu können. So kann vorgesehen sein, dass aus Projektionsbildern beider Aufnahmeanordnungen jeweils denselben bestimmten Raumbereich abdeckende Rekonstruktionsbilder ermittelt werden, wonach aus den Rekonstruktionsbildern, insbesondere durch Mittelung von in einem gemeinsamen Voxel liegenden Bilddaten der Rekonstruktionsbilder, ein dreidimensionaler Rekonstruktionsbilddatensatz des Raumbereichs ermittelt wird. Dies sei anhand eines Beispiels näher erläutert. Wird ein Biplan-System mit zwei zueinander senkrecht ausgerichteten Aufnahmeanordnungen verwendet, ist es denkbar, einen quaderförmigen Raumbereich zu definieren, so dass für einen Projektionsbildersatz Rekonstruktionsbilder paralleler Bildebenen in der einen Hauptrichtung des Quaders ermittelt werden können, aus dem anderen Projektionsbildersatz Rekonstruktionsbilder in parallelen, zu den ersten Bildebenen senkrechten zweiten Bildebenen in einer zur ersten Hauptrichtung senkrechten Hauptrichtung ermittelt werden. Werden dann, beispielsweise an Schnittpunkten der ersten und zweiten Bildebenen, Voxel definiert, können die Bilddaten der Rekonstruktionsbilder innerhalb eines Voxels, gegebenenfalls auch gewichtet, zu einem einzigen Bilddatum des dreidimensionalen Rekonstruktionsbilddatensatzes zusammengeführt werden, beispielsweise durch Mittelung. So kann vorteilhaft ein dreidimensionaler, den Raumbereich wiedergebender Rekonstruktionsbilddatensatz rekonstruiert werden. However, it is particularly expedient if the presence of projection images of a plurality of recording arrangements is used to be able to also produce three-dimensional volume images of the object. It can thus be provided that reconstruction images covering the same specific spatial region are determined from projection images of both recording arrangements, according to which a three-dimensional reconstruction image data record of the spatial region is determined from the reconstruction images, in particular by averaging image data of the reconstruction images lying in a common voxel. This will be explained in more detail with reference to an example. If a biplanar system with two mutually vertically aligned recording arrangements is used, it is conceivable to define a cuboid spatial area, so that reconstruction images of parallel image planes in one main direction of the cuboid can be determined for a projection image set, and reconstruction images in parallel, from the other projection image set the first image planes perpendicular second image planes are determined in a main direction perpendicular to the first main direction main direction. If voxels are then defined, for example at intersections of the first and second image planes, the image data of the reconstruction images within a voxel, optionally also weighted, can be merged into a single image datum of the three-dimensional reconstruction image dataset, for example by averaging. Thus, advantageously, a three-dimensional reconstruction image data record representing the spatial region can be reconstructed.

Wie im konkreten Beispiel durch die Formeln (1) und (5) schon dargestellt, ist es allgemeiner gesprochen im erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßig, wenn zur Ermittlung der rückprojizierten Bilddaten für einen Bildpunkt des Rekonstruktionsbildes alle Beiträge aus den Projektionsbildern für diesen Bildpunkt aufsummiert werden. Letztlich werden also, wie aus den Formeln (1) und (5) bereits ersichtlich, die Strahlen von der Strahlungsquelle zum Detektor berücksichtigt, die durch den zu rekonstruierenden Bildpunkt des Rekonstruktionsbildes laufen, indem sie aufsummiert werden. Weitere Manipulationen im Rahmen der Rückprojektion sieht das erfindungsgemäße Verfahren dann nicht vor, insbesondere keine weitere Fourier-Transformation oder dergleichen. As already shown in the concrete example by the formulas (1) and (5), it is generally more appropriate in the method according to the invention if all contributions from the projection images for this pixel are summed to determine the backprojected image data for a pixel of the reconstruction image. Ultimately, therefore, as already apparent from formulas (1) and (5), the rays from the radiation source to the detector are taken into account, which run through the pixel of the reconstruction image to be reconstructed by summing them up. Further manipulations in the context of rear projection then does not provide the method according to the invention, in particular no further Fourier transformation or the like.

Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Aufnahmeanordnung und eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung aufweist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung übertragen, so dass auch mit dieser die Vorteile der Erfindung erhalten werden können. In addition to the method, the present invention also relates to an image recording device which has a recording device and a control device designed to carry out the method according to the invention. All statements relating to the method according to the invention can be analogously transferred to the image recording device according to the invention, so that the advantages of the invention can be obtained with this.

Dabei handelt es sich mithin insbesondere um eine Röntgeneinrichtung, deren Aufnahmeanordnung, bevorzugt an einem C-Bogen befestigt, durch eine Strahlungsquelle und einen zugehörigen Detektor gebildet wird, der gemeinsam mit der Strahlungsquelle bewegbar sein kann. Wird eine Biplan-Röntgeneinrichtung verwendet, lassen sich auch die entsprechenden Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens realisieren. In particular, it is therefore an X-ray device whose receiving arrangement, preferably attached to a C-arm, is formed by a radiation source and an associated detector, which can be movable together with the radiation source. If a biplane X-ray device is used, the corresponding embodiments of the method according to the invention can also be realized.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Further advantages and details of the present invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:

1 einen Ablaufplan eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a flowchart of a first embodiment of the method according to the invention,

2 eine Skizze zur Aufnahmegeometrie, 2 a sketch of the recording geometry,

3 eine zur Erläuterung verwendete Anordnung von zwei Stäben im dreidimensionalen Raum, 3 an arrangement of two rods used in the three-dimensional space for explanation,

4 ein in der Bildebene eines Stabes rückprojiziertes, noch nicht korrigiertes Projektionsbild, 4 a projection image projected back in the image plane of a rod, not yet corrected,

5 ein korrigiertes Rekonstruktionsbild, 5 a corrected reconstruction image,

6 einen Ablaufplan eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und 6 a flowchart of a second embodiment of the method according to the invention, and

7 eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeeinrichtung. 7 an image recording device according to the invention.

Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich hauptsächlich auf Röntgeneinrichtungen als Bildaufnahmeeinrichtungen und betrachten flache (also ebene) Bildebenen, die parallel zum Detektor der Röntgeneinrichtung verlaufen. Selbstverständlich sind auch Ausführungsbeispiele mit gekrümmten Bildebenen und für andere Bildaufnahmeeinrichtungen tomographischer Art, beispielsweise PET-Einrichtungen, denkbar, wie dies in der allgemeinen Beschreibung dargelegt wurde. The embodiments shown here relate mainly to X-ray devices as image recording devices and consider flat (ie flat) image planes that are parallel to the detector of the X-ray device. Of course, embodiments with curved image planes and other tomographic imaging devices, such as PET devices, are also conceivable, as set out in the general description.

1 zeigt einen Ablaufplan eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein zweidimensionales Rekonstruktionsbild eines Objekts in einer einzelnen, bestimmten Bildebene rekonstruiert werden soll. Dabei erfolgt in einem Schritt 1 die Aufnahme von Projektionsbildern unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen, wobei eine bestimmte Aufnahmetrajektorie der Strahlungsquelle bezüglich der Bildebene verwendet wird, was durch die Prinzipskizze in 2 näher erläutert werden soll. 1 shows a flowchart of a first embodiment of the method according to the invention, in which a two-dimensional reconstruction image of an object is to be reconstructed in a single, specific image plane. This is done in one step 1 the recording of projection images under different projection directions, wherein a specific recording trajectory of the radiation source is used with respect to the image plane, which is represented by the schematic diagram in FIG 2 will be explained in more detail.

2 zeigt schematisch das Objekt 2 und die durch es verlaufende zu rekonstruierende Bildebene n sowie schematisch eine weitere, parallele Bildebene n + 1. Ferner gezeigt sind die hier als Röntgenröhre ausgebildete Strahlungsquelle 3 sowie auf der gegenüberliegenden Seite des Objekts der Detektor 4, beispielsweise ein üblicher Röntgen-Flachdetektor. Der Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor 4 beträgt rSDD. Ein Koordinatensystem 5 zeigt die Bezeichnung der Richtungen. In 2 zeigt eine Vorzugsrichtung 6 des Objekts 2 in die Darstellungsebene hinein. Die Bildebene n, die parallel zur Detektorfläche (Detektorebene) verläuft, liegt parallel zur Vorzugsrichtung 6. Um optimale Rekonstruktionsbilder zu erhalten, ist eine geradlinige Aufnahmetrajektorie 7 vorgesehen, die in z-Richtung, also parallel zur Bildebene n und senkrecht zur Vorzugsrichtung 6, verläuft. Damit ist ein konstanter Abstand zwischen der Bildebene n und der Strahlungsquelle 3 von rRecon,n gegeben. Die Aufnahmeanordnung mit der Strahlungsquelle 3 und dem Detektor 4 wird entlang der Aufnahmetrajektorie 7 bewegt, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit vz. Dies führt dazu, dass dann, wenn die Projektionsdaten der in Schritt 1 aufgenommenen Projektionsbilder in die Bildebene n im Sinne einer einfachen Aufsummierung rückprojiziert werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, Beiträge aus anderen Bildebenen, beispielsweise der Bildebene n + 1, tiefpassgefiltert, letztlich also verwischt, auftreten, wobei hier die Gesamtaufnahmegeometrie umfassend die Bildebene n und die Aufnahmetrajektorie 7 so gewählt sind, dass diese Tiefpassfilterung durch eine Rechteckfunktion als Tiefpassfilterkern beschrieben werden kann. Die Schrittweite zur Aufnahme der Projektionsbilder, also der Abstand zwischen Aufnahmepunkten entlang der z-Richtung, ist dabei deutlich kleiner als die Ausdehnung des Detektors 4 in z-Richtung. 2 schematically shows the object 2 and the image plane n to be reconstructed through it, as well as schematically a further, parallel image plane n + 1. Also shown are the radiation source formed here as an x-ray tube 3 and on the opposite side of the object the detector 4 For example, a conventional flat-panel X-ray detector. The distance between the radiation source and the detector 4 is r SDD . A coordinate system 5 shows the name of the directions. In 2 shows a preferred direction 6 of the object 2 into the presentation level. The image plane n, which runs parallel to the detector surface (detector plane), lies parallel to the preferred direction 6 , To obtain optimal reconstruction images is a rectilinear photography trajectory 7 provided in the z-direction, ie parallel to the image plane n and perpendicular to the preferred direction 6 , runs. This is a constant distance between the image plane n and the radiation source 3 given by r Recon, n . The recording arrangement with the radiation source 3 and the detector 4 becomes along the recording trajectory 7 moves, for example, at a speed v z . This results in that if the projection data in step 1 In the following, contributions from other image planes, for example the image plane n + 1, low-pass filtered, ultimately blurred, occur, in which case the total recording geometry encompasses the image plane n and the recording trajectory 7 are selected so that this low-pass filtering can be described by a rectangular function as a low-pass filter core. The step size for recording the projection images, ie the distance between recording points along the z-direction, is significantly smaller than the extent of the detector 4 in the z direction.

Betrachtet man nun also wiederum 1, so wird in einem Schritt 8 eine Rückprojektion in die Bildebene n durchgeführt, wobei die Formel (1) eingesetzt wird. Der sich ergebende Effekt sei durch das Beispiel der 3 und 4 nochmals näher erläutert. 3 zeigt als aufzunehmendes Objekt 2 im dreidimensionalen Raum beabstandet voneinander angeordnete Stäbe 9, 10, wobei sich beispielsweise der Stab 9 in der Bildebene n befinden kann, der Stab 10 in der Bildebene n + 1. Dann ergibt sich ein Bild, wie es durch 4 angedeutet wird, wenn allein eine Rückprojektion auf die Bildebene n durchgeführt wird. Das dort dargestellte initiale, nicht korrigierte Rekonstruktionsbild 11 zeigt deutlich und scharf ein Abbild 12 des Stabes 9. Auch der Stab 10 ist als Abbild 13 zu erkennen, jedoch verschmiert. Das bedeutet, das Bild ist dort, wie durch die Schraffur angedeutet, weniger hell und in die Breite gezogen, die Kontraste sind schwächer. Dies ist der beschriebene Effekt der Tiefpassfilterung. Now consider again 1 , so in one step 8th a back projection is performed in the image plane n, the formula (1) is used. The resulting effect is by the example of 3 and 4 again explained in more detail. 3 shows as an object to be recorded 2 in three-dimensional space spaced apart rods 9 . 10 , where, for example, the rod 9 can be located in the image plane n, the rod 10 in the image plane n + 1. Then a picture emerges, as seen through 4 is hinted when only a back-projection on the image plane n is performed. The initial, uncorrected reconstruction image presented there 11 shows clearly and sharply an image 12 of the staff 9 , Also the staff 10 is as an image 13 to recognize, however smudged. This means that the image is there, as indicated by the hatching, less bright and drawn in the width, the contrasts are weaker. This is the described effect of low pass filtering.

Entsprechend dieser Erkenntnis soll in einem Schritt 14, vgl. 1, nun eine Korrektur der rückprojizierten Bilddaten gemäß (1) erfolgen, wozu diese mit einer Rechteckfunktion rect(z) als Tiefpassfilterkern gefaltet werden, woraufhin das Ergebnis von den unbehandelten rückprojizierten Bilddaten abgezogen wird, vgl. Formel (2). Als Ergebnis erhält man, vgl. 5, ein korrigiertes Rekonstruktionsbild 15, in welchem das Abbild 12 des Stabes 9 weiterhin deutlich zu erkennen ist, von dem Abbild 13 des Stabes 10 jedoch nur noch geringe Reste 16 verbleiben. According to this realization should in one step 14 , see. 1 , now a correction of the back-projected image data according to (1), for which they are folded with a rectangular function rect (z) as a low-pass filter kernel, after which the result is subtracted from the untreated backprojected image data, see. Formula (2). As a result, cf. 5 , a corrected reconstruction image 15 in which the image 12 of the staff 9 continues to be clearly recognizable from the image 13 of the staff 10 but only small residues 16 remain.

An dieser Stelle sei im Übrigen angemerkt, dass es grundsätzlich auch denkbar wäre, eine Korrektur nicht durchzuführen, sondern einem Betrachter unmittelbar ein unkorrigiertes Rekonstruktionsbild, beispielsweise das Rekonstruktionsbild 11 aus 4, zu präsentieren. Der Grund dafür ist, dass eine derartige Schärfenverschmierung von Objekten anderer Bildebenen dem Menschen durchaus bekannt ist, wobei nur beispielhaft auf Fotos mit unscharfen Entfernungsbereichen verwiesen sei. Das bedeutet, dass das Auge intuitiv in der Lage ist, erkennbare Strukturen in einem unkorrigierten Rekonstruktionsbild der Bildebene oder anderen Bildebenen zuzuordnen, so dass eine Lesbarkeit auch des unkorrigierten Rekonstruktionsbildes grundsätzlich denkbar ist. Die dargestellte Tiefpassfilterung kommt letztlich der menschlichen Wahrnehmung entgegen, wobei selbstverständlich die vorgenommene Korrektur für eine deutlich höhere Qualität und Bewertbarkeit der Rekonstruktionsbilder sorgt. Incidentally, it should be noted at this point that it would also be conceivable, in principle, not to perform a correction, but to provide a viewer with an uncorrected reconstruction image, for example the reconstruction image 11 out 4 , showcase. The reason for this is that such a sharpness blurring of objects of other image planes is well known to humans, with reference being made, by way of example only, to photos with fuzzy ranges of distances. This means that the eye is intuitively able to assign recognizable structures in an uncorrected reconstruction image to the image plane or other image planes, so that a readability of the uncorrected reconstruction image is basically conceivable. The illustrated low-pass filtering ultimately counteracts human perception, whereby, of course, the correction made ensures a significantly higher quality and evaluability of the reconstruction images.

6 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Verfahrens gemäß 1, wobei der Einfachheit halber von derselben, bezüglich 2 bereits erläuterten Aufnahmegeometrie ausgegangen werden soll. In einem Schritt 1 werden also wiederum Projektionsbilder aufgenommen. Allerdings werden nun in dem Schritt 8‘ für eine Mehrzahl N paralleler Bildebenen, umfassend beispielsweise die Bildebenen n und n + 1, rückprojizierte Bilddaten gemäß der Formel (1) ermittelt. Entsprechend ist auch der Korrekturschritt 14‘ modifiziert, indem dort nun die Korrektur anhand der tiefpassgefilterten Informationen anderer Bildebenen erfolgt, wie oben bezüglich der Formeln (3) und (4) beschrieben wurde. Auch hier wird als Tiefpassfilterkern eine Rechteckfunktion eingesetzt, wobei sich die Breiten für die beiden Ausführungsbeispiele durch Berechnungen oder im Rahmen eines Optimierungsverfahrens ergeben können. 6 shows a modified embodiment of the method according to 1 , wherein for the sake of simplicity of the same, with respect 2 already explained recording geometry is to be assumed. In one step 1 In turn, projection images are taken. However, now in the step 8th' for a plurality N of parallel image planes including, for example, the image planes n and n + 1, backprojected image data according to the formula (1). The correction step is also corresponding 14 ' modified, where now the correction is based on the low-pass filtered information of other image planes, as described above with respect to the formulas (3) and (4). Here, too, a rectangular function is used as the low-pass filter kernel, wherein the widths for the two exemplary embodiments can result from calculations or as part of an optimization method.

Um die Bildqualität jedoch auch weiterhin zu verbessern, wird die Korrektur im zweiten Ausführungsbeispiel iterativ durchgeführt, das bedeutet, in einem Schritt 17 wird überprüft, ob eine Abbruchbedingung für die Iteration erfüllt ist, beispielsweise das Ablaufen einer festen, vorbestimmten Zahl von Iterationsschritten oder ein Optimierungskriterium. Ist dies nicht der Fall, Pfeil 18, wird erneut der Korrekturschritt 14‘ durchgeführt, wobei diesmal jedoch in den Formeln (3) die beim letzten Durchgang erhaltenen korrigierten Rekonstruktionsbilder eingesetzt werden, die durch die Faltung erhaltenen Korrekturbeiträge jedoch von den ursprünglichen rückprojizierten Bilddaten abgezogen werden, um neue korrigierte Rekonstruktionsbilder zu erhalten. However, in order to further improve the image quality, the correction is performed iteratively in the second embodiment, that is, in one step 17 It is checked whether an abort condition for the iteration is satisfied, for example, the expiration of a fixed, predetermined number of iteration steps or an optimization criterion. If not, arrow 18 , again the correction step 14 ' however, this time in the formulas (3), the corrected reconstruction images obtained at the last pass are employed, but the correction contributions obtained by the convolution are subtracted from the original backprojected image data to obtain new corrected reconstruction images.

Ist die Abbruchbedingung in Schritt 17 erfüllt, gelten die zuletzt bestimmten korrigierten Rekonstruktionsbilder als endgültige Rekonstruktionsbilder, Schritt 19. Dabei kann beispielsweise erreicht werden, dass die Reste 16 ebenso in den nicht mehr erkennbaren Bereich vermindert werden. Is the abort condition in step 17 is satisfied, the last determined corrected reconstruction images are considered final reconstruction images, step 19 , It can be achieved, for example, that the radicals 16 are also reduced to the unrecognizable area.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass, insbesondere zur Bestimmung der Vorzugsrichtung 6, Vorwissen herangezogen werden kann, welches beispielsweise als ein Planungsbilddatensatz oder daraus abgeleitete Informationen vorliegt. Anhand dieses Vorwissens kann die bezüglich 2 erläuterte geschickte Definition der Aufnahmetrajektorie 7 und der Bildebene bzw. Bildebenen n, n + 1, erfolgen. It should be noted that, in particular for determining the preferred direction 6 Previous knowledge can be used, which is available, for example, as a planning image data record or information derived therefrom. On the basis of this foreknowledge, the respect 2 explained skilful definition of the recording trajectory 7 and the image plane or image planes n, n + 1, take place.

Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung des bezüglich 6 dargestellten Ausführungsbeispiels ergibt sich dann, wenn statt einer Aufnahmeanordnung, beispielsweise bei Verwendung einer Biplan-Röntgeneinrichtung, zwei Aufnahmeanordnungen verwendet werden, die senkrecht zueinander stehen. Dann ist es auch möglich, einen dreidimensionalen Rekonstruktionsdatensatz zu ermitteln, indem für jede Aufnahmeanordnung senkrecht aufeinanderstehende Bildebenen und somit Rekonstruktionsbilder betrachtet werden, wobei aus den entsprechenden Rekonstruktionsbilddaten durch Mittelung oder dergleichen ein dreidimensionaler Rekonstruktionsbilddatensatz erzeugt werden kann. An expedient further embodiment of the relative 6 illustrated embodiment results when instead of a receiving arrangement, for example, when using a biplane X-ray device, two recording arrangements are used, which are perpendicular to each other. Then, it is also possible to obtain a three-dimensional reconstruction data set by observing mutually perpendicular image planes and thus reconstruction images for each recording arrangement, wherein a three-dimensional reconstruction image data set can be generated from the corresponding reconstruction image data by averaging or the like.

7 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 20. Diese weist einen C-Bogen 21 auf, an dem sich gegenüberliegend die Strahlungsquelle 3 und der Detektor 4 angeordnet sind, die die gemeinsam bewegbare Aufnahmeanordnung bilden. Auf einer Patientenliege 22 kann das Objekt, beispielsweise ein Organ des Patienten, platziert werden. Die Röntgeneinrichtung 20 weist ferner eine Steuereinrichtung 23 auf, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. 7 finally shows a schematic diagram of an X-ray device according to the invention 20 , This one has a C-arm 21 on, on which opposite the radiation source 3 and the detector 4 are arranged, which form the jointly movable receiving arrangement. On a patient couch 22 the object, for example an organ of the patient, can be placed. The X-ray device 20 also has a control device 23 on, with the method of the invention can be carried out.

Wie aus 7 deutlich ersichtlich ist, ermöglichen die vereinfachten, geradlinigen Aufnahmetrajektorien, welche beispielsweise in Längsrichtung der Patientenliege 22 verlaufen können, ein behinderungsfreies, verbessertes Arbeiten mit der Röntgeneinrichtung 20. Es sei noch darauf hingewiesen, dass zur Realisierung der Aufnahmetrajektorie nicht unbedingt die Aufnahmeanordnung, hier mithin der C-Bogen 21, bewegt werden muss, sondern dass es selbstverständlich auch möglich ist, das Objekt durch die Patientenliege 22 relativ zu der Aufnahmeanordnung zu bewegen, um die Aufnahmetrajektorie zu realisieren. How out 7 is clearly visible, allow the simplified, rectilinear recording trajectories, for example, in the longitudinal direction of the patient bed 22 can run, a disability-free, improved work with the X-ray device 20 , It should be noted that for the realization of the recording trajectory is not necessarily the recording arrangement, here then the C-arm 21 , must be moved, but that of course it is also possible to move the object through the patient bed 22 relative to the recording arrangement to move to realize the recording trajectory.

Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen also hauptsächlich ein Verfahren zur Erzeugung eines einer flachen Bildebene zugeordneten Rekonstruktionsbildes eines Objekts aus einer Mehrzahl von zweidimensionalen, unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen mit einer eine relativ zu dem Objekt entlang einer Aufnahmetrajektorie bewegten Strahlungsquelle und einen insbesondere mit der Strahlungsquelle bewegungsgekoppelten Detektor aufweisenden Aufnahmeanordnung einer Röntgeneinrichtung aufgenommenen Projektionsbildern, welches sich dadurch auszeichnet, dass eine nicht die Tuy-Bedingung erfüllende, parallel zu der Bildebene und der Empfangsfläche des Detektors (Detektorfläche/Detektorebene) oder senkrecht zu der Bildebene und der Empfangsfläche des Detektors verlaufende Aufnahmetrajektorie verwendet wird, welche gerade ist, wobei das Rekonstruktionsbild durch Rückprojektion für jeden zu rekonstruierenden, innerhalb der Bildebene liegenden Punkt, wobei rückprojizierte Bilddaten ermittelt werden, und Korrektur der rückprojizierten Bilddaten unter Verwendung eines von der Bildebene und der Aufnahmetrajektorie abhängigen Tiefpassfilterkerns, insbesondere einer Rechteckfunktion, ermittelt wird. Insbesondere werden dabei zur Ermittlung der rückprojizierten Bilddaten für einen Bildpunkt des Rekonstruktionsbildes alle Beiträge aus den Projektionsbildern für diesen Bildpunkt aufsummiert, und die Schrittweite zwischen der Aufnahme zweier Projektionsbilder entlang der Aufnahmetrajektorie sollte kleiner als ein Zehntel, idealerweise kleiner als ein Hundertstel, der Detektorausdehnung in der Richtung der Aufnahmetrajektorie sein. Bevorzugt wird die Aufnahmetrajektorie so gewählt, dass sie senkrecht zu der Vorzugsrichtung des Objekts liegt. Thus, the exemplary embodiments illustrated here relate mainly to a method for generating a reconstruction image of an object from a plurality of two-dimensional image sources associated with a flat image plane, with a radiation source moving relative to the object along a recording trajectory and a recording arrangement that is in particular motion-coupled to the radiation source An X-ray device recorded projection images, which is characterized in that a non-Tuy condition, parallel to the image plane and the receiving surface of the detector (detector surface / detector plane) or perpendicular to the image plane and the receiving surface of the detector extending recording trajectory is used, which straight where the reconstruction image is by backprojection for each point to be reconstructed within the image plane, with backprojected B ilddaten be determined, and correction of the backprojected image data using a dependent of the image plane and the recording trajectory low-pass filter core, in particular a rectangular function, is determined. In particular, all contributions from the projection images for this pixel are summed up to determine the backprojected image data for a pixel of the reconstruction image, and the increment between the acquisition of two projection images along the acquisition trajectory should be less than one tenth, ideally smaller than one hundredth, of the detector extent in the Be direction of the recording trajectory. Preferably, the recording trajectory is chosen so that it is perpendicular to the preferred direction of the object.

Wie jedoch dargestellt wurde, sind auch andere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, insbesondere mit gekrümmten Bildebenen und bei anderen Bildaufnahmeeinrichtungen denkbar. In jedem Fall sei nochmals hervorgehoben, dass die Aufnahmetrajektorie durch relative Bewegung zwischen dem Objekt und der Strahlungsquelle bzw. Aufnahmeanordnung definiert wird, mithin auch das Objekt bewegt werden kann. As has been shown, however, other embodiments of the present invention, in particular with curved image planes and in other image recording devices are conceivable. In any case, it should be emphasized once again that the recording trajectory is defined by relative movement between the object and the radiation source or recording arrangement, and consequently the object can also be moved.

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

Claims (19)

Verfahren zur Erzeugung eines einer flachen oder gekrümmten Bildebene zugeordneten Rekonstruktionsbildes eines Objekts (2) aus einer Mehrzahl von zweidimensionalen, unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen mit einer entlang einer Aufnahmetrajektorie (7) relativ zu dem Objekt (2) bewegten Aufnahmeanordnung einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen zweidimensionalen Projektionsbildern, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht die Tuy-Bedingung zur vollständigen Rekonstruktion erfüllende Aufnahmetrajektorie (7) verwendet wird, wobei das Rekonstruktionsbild durch Rückprojektion für innerhalb der Bildebene liegende Punkte und Korrektur der rückprojizierten Bilddaten unter Verwendung eines von der Bildebene und der Aufnahmetrajektorie (7) abhängigen Tiefpassfilterkerns ermittelt wird. Method for generating a reconstruction image of an object associated with a flat or curved image plane ( 2 ) of a plurality of two-dimensional, under different projection directions with one along a recording trajectory ( 7 ) relative to the object ( 2 ) moving recording arrangement of an image recording device recorded two-dimensional projection images, characterized in that a not satisfying the Tuy condition for complete reconstruction recording trajectory ( 7 ), wherein the reconstruction image is obtained by backprojecting for points lying within the image plane and correcting the backprojected image data using one of the image plane and the acquisition trajectory ( 7 ) dependent low-pass filter kernel is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetrajektorie (7) wenigstens teilweise eine Gerade ist. Method according to Claim 1, characterized in that the recording trajectory ( 7 ) is at least partially a straight line. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetrajektorie (7) wenigstens teilweise so gewählt wird, dass ihre Tangente parallel zu einer Tangente der insbesondere gekrümmten Bildebene an einem über den Zentralstrahl verbundenen Ort der Bildebene liegt. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the recording trajectory ( 7 ) is at least partially selected such that its tangent is parallel to a tangent of the particular curved image plane at a location of the image plane connected via the central ray. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine wenigstens teilweise senkrecht zu der ebenen Bildebene verlaufende Aufnahmetrajektorie (7) gewählt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a recording trajectory (at least partially perpendicular to the plane image plane) ( 7 ) is selected. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rekonstruktionsbilder für mehrere parallele Bildebenen ermittelt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that reconstruction images for a plurality of parallel image planes are determined. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei dem Krümmungsprofil der Bildebene folgenden Aufnahmetrajektorien (7), als Tiefpassfilterkern eine Rechteckfunktion verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, particularly in the case of the curvature profile of the image plane, the following recording trajectories ( 7 ), a rectangular function is used as the low-pass filter kernel. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur von den rückprojizierten Bilddaten die mit dem Tiefpassfilter gefalteten rückprojizierten Bilddaten derselben Bildebene oder wenigstens einer zu der Bildebene parallelen Ebene, insbesondere bei Ermittlung von Rekonstruktionsbildern in mehreren parallelen Bildebenen jeder anderen Bildebene, subtrahiert werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, for the correction of the backprojected image data, the back-projected image data of the same folded with the low-pass filter Image plane or at least one plane parallel to the image plane, in particular when determining reconstruction images in several parallel image planes of each other image plane subtracted. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur iterativ angewandt wird, indem neue Rekonstruktionsbilder durch Anwendung des Tiefpassfilters auf bisherige Rekonstruktionsbilder und entsprechende Subtraktion von den ursprünglichen rückprojizierten Bilddaten ermittelt werden. A method according to claim 7, characterized in that the correction is applied iteratively by determining new reconstruction images by applying the low-pass filter to previous reconstruction images and corresponding subtraction from the original backprojected image data. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein die konkrete Form des Tiefpassfilterkerns beschreibender Filterparameter in einem Optimierungsverfahren angepasst wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the concrete form of the low-pass filter core descriptive filter parameters is adjusted in an optimization process. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetrajektorie (7) und/oder die Bildebene in Abhängigkeit von Vorwissen über das aufzunehmende Objekt (2) definiert werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the recording trajectory ( 7 ) and / or the image plane as a function of prior knowledge of the object to be recorded ( 2 ) To be defined. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetrajektorie (7) und die Bildebene so gewählt werden, dass eine Vorzugsrichtung (6) des Objekts (2), insbesondere eine Richtung größter Ausdehnung des Objekts (2), in der Bildebene liegt und die Aufnahmetrajektorie (7) senkrecht zu der Vorzugsrichtung (6) und parallel zu der Bildebene verläuft. Method according to claim 10, characterized in that the recording trajectory ( 7 ) and the image plane are selected so that a preferred direction ( 6 ) of the object ( 2 ), in particular a direction of greatest extent of the object ( 2 ), in the image plane and the recording trajectory ( 7 ) perpendicular to the preferred direction ( 6 ) and parallel to the image plane. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwissen aus einem Planungsbilddatensatz gewonnen wird. A method according to claim 10 or 11, characterized in that the prior knowledge is obtained from a planning image data record. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der rückprojizierten Bilddaten für einen Bildpunkt des Rekonstruktionsbildes alle Beiträge aus den Projektionsbildern für diesen Bildpunkt aufsummiert werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that all contributions from the projection images for this pixel are summed to determine the backprojected image data for a pixel of the reconstruction image. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittweite zwischen der Aufnahme zweier Projektionsbilder entlang der Aufnahmetrajektorie (7) kleiner als ein Zehntel der Detektorausdehnung in der Richtung der Aufnahmetrajektorie (7) ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the step size between the recording of two projection images along the recording trajectory ( 7 ) smaller than one-tenth of the detector extent in the direction of the photograph trajectory ( 7 ). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bildaufnahmeeinrichtung eine Röntgeneinrichtung (20) verwendet wird, die eine eine Strahlungsquelle (3) und einen, insbesondere mit der Strahlungsquelle (3) bewegten, Detektor (4) umfassende Aufnahmeanordnung aufweist, wobei die Aufnahmetrajektorie (7) für die Strahlungsquelle (3) definiert ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an X-ray device ( 20 ), which is a source of radiation ( 3 ) and one, in particular with the radiation source ( 3 ) moving detector ( 4 ) has a comprehensive recording arrangement, wherein the recording trajectory ( 7 ) for the radiation source ( 3 ) is defined. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Röntgeneinrichtung (20) mit wenigstens zwei Aufnahmeanordnungen verwendet wird, die jeweils entlang einer ihnen zugeordneten Aufnahmetrajektorie (7) Projektionsbilder aufnehmen. Method according to claim 15, characterized in that an X-ray device ( 20 ) is used with at least two recording arrangements, each along a recording trajectory associated therewith ( 7 ) Take projection pictures. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rekonstruktionsbild unter Berücksichtigung von Projektionsbildern beider Aufnahmeanordnungen ermittelt wird. A method according to claim 16, characterized in that the reconstruction image is determined taking into account projection images of both recording arrangements. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass aus Projektionsbildern beider Aufnahmeanordnungen jeweils denselben bestimmten Raumbereich abdeckende Rekonstruktionsbilder ermittelt werden, wonach aus den Rekonstruktionsbildern, insbesondere durch Mittelung von in einem gemeinsamen Voxel liegenden Bilddaten der Rekonstruktionsbilder, ein dreidimensionaler Rekonstruktionsbilddatensatz des Raumbereichs ermittelt wird. A method according to claim 16, characterized in that from reconstruction images of both recording arrangements in each case the same specific space area covering reconstruction images are determined, after which from the reconstruction images, in particular by averaging in a common voxel image data of the reconstruction images, a three-dimensional reconstruction image data set of the spatial area is determined. Bildaufnahmeeinrichtung mit einer Aufnahmeanordnung und einer zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildeten Steuereinrichtung (23). Image recording device with a recording device and a control device designed to carry out a method according to one of the preceding claims ( 23 ).
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