DE10211578A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von CT-Erkundungsbildern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von CT-Erkundungsbildern

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    • Y10S378/901—Computer tomography program or processor

Abstract

Es werden Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung von Bildartefakten bei einer Rekonstruktion eines Bilds mit einer bildgebenden Mehrfachschnitt-Computertomographierabtasteinrichtung (Mehrfachschnitt-CT-Abtasteinrichtung) bereitgestellt. Es werden Erkundungsbilder erzeugt, indem eine Vielzahl von Projektionsansichten eines Objekts erhalten wird, die Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns modifiziert werden, auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten ein horizontaler Gradient und ein vertikaler Gradient erzeugt werden, DOLLAR A Spiralengewichte auf den horizontalen Gradienten und vertikalen Gradienten angewendet werden und ein gewünschter Verstärkungspegel auf den gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten angewendet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren und eine Vorrichtung zur CT-Abbildung und andere Strahlungsabbildungssysteme und insbesondere auf die Verwendung eines verallgemeinerten Spiraleninterpolationsalgorithmus.
Bei zumindest einigen "Computertomographie"- Abbildungssystemkonfigurationen (CT- Abbildungssystemkonfigurationen) projiziert eine Röntgenquelle ein fächerförmiges Strahlenbündel, das kollimiert wird, damit es in einer X-Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegt, auf die im allgemeinen als eine "Abbildungsebene" Bezug genommen wird. Das Röntgenstrahlenbündel geht durch ein abgebildetes Objekt wie beispielsweise einen Patienten hindurch. Das Strahlenbündel trifft nach seiner Abschwächung durch das Objekt auf eine nachstehend als Array bezeichnete regelmäßige Anordnung von nachstehend als Strahlungsdetektoren bezeichneten Strahlungserfassungseinrichtungen auf. Die Intensität der bei einem Detektorarray empfangenen Strahlung des abgeschwächten Strahlenbündels hängt von der Abschwächung des Röntgenstrahlenbündels durch das Objekt ab. Jedes Detektorelement des Arrays erzeugt ein getrenntes elektrisches Signal, bei dem es sich um eine Messung der Strahlenbündelabschwächung an dem Ort des Detektors handelt. Die Abschwächungsmessungen von allen Detektoren werden zur Erzeugung eines Übertragungsprofils getrennt erfaßt.
Bei bekannten CT-Systemen der dritten Generation werden die Röntgenquelle und das Detektorarray mit einem Portal in der Abbildungsebene und um das abzubildende Objekt gedreht, so daß der Winkel, bei dem das Röntgenstrahlenbündel das Objekt kreuzt, sich ständig ändert. Röntgenquellen umfassen typischerweise Röntgenröhren, die das Röntgenstrahlenbündel bei einem Brennfleck abstrahlen. Röntgendetektoren umfassen typischerweise einen Kollimator zur Kollimation von bei dem Detektor empfangenen Röntgenstrahlenbündeln, einen an den Kollimator angrenzenden Szintillator und an den Szintillator angrenzende Fotodetektoren. Auf eine Gruppe von Röntgenabschwächungsmessungen, d. h. Projektionsdaten, von dem Detektorarray bei einem Portalwinkel wird als eine "Ansicht" Bezug genommen. Eine "Abtastung" des Objekts umfaßt einen Satz von während einer Umdrehung der Röntgenquelle und des Detektors bei unterschiedlichen Portalwinkeln oder Ansichtswinkeln ausgebildeten Ansichten.
Bei einer axialen Abtastung werden die Projektionsdaten zum Aufbau eines Bilds, das einem durch das Objekt genommenen zweidimensionalen Schnitt entspricht, verarbeitet. Auf ein Verfahren zur Rekonstruktion eines Bilds aus einem Satz von Projektionsdaten wird in dem Fachgebiet als das Verfahren der gefilterten Rückprojektion Bezug genommen. Dieser Prozeß wandelt die Abschwächungsmessungen aus einer Abtastung in als "CT-Zahlen" oder "Hounsfield-Einheiten" bezeichnete ganze Zahlen, die zur Steuerung der Helligkeit eines entsprechenden Bildelements bei einer Kathodenstrahlröhrenanzeige verwendet werden.
Zur Verringerung der für mehrere Schnitte erforderlichen gesamten Abtastzeit kann eine nachstehend als Spiralenabtastung bezeichnete "spiralenförmige" Abtastung durchgeführt werden. Zur Durchführung einer "spiralenförmigen" Abtastung wird der Patient synchron zu der Drehung des Portals in der z-Achse bewegt, während die Daten für die vorgeschriebene Anzahl von Schnitten erfaßt werden. Ein derartiges System erzeugt aus einer Spiralenabtastung des Fächerstrahlenbündels eine einzelne Spirale. Die durch das Fächerstrahlenbündel ausgearbeitete Spirale ergibt Projektionsdaten, aus denen Bilder in jedem vorgeschriebenen Schnitt rekonstruiert werden können.
Bei zumindest einem bekannten Abbildungssystem wird ein einzelnes Erkundungsbild (scout image) erzeugt, indem die Position der Röntgenquelle festgelegt wird und das Objekt in einer Richtung der z-Achse verschoben wird. Ein sich ergebendes Erkundungsbild, das häufig als ein Scanogramm (scanogram) bezeichnet wird, ähnelt einem einfachen Radiographiebild. Unter Verwendung des Erkundungsbilds kann eine Bedienungsperson anatomische Orientierungspunkte identifizieren. Das aus einem einzelnen Projektionswinkel erzeugte Erkundungsbild stellt jedoch keine Tiefeninformationen bezüglich der Objektanatomie bereit.
Es wird eine Vielzahl von Erkundungsabtastungen durchgeführt, um Tiefeninformationserkundungsbilder eines Objekts zu erzeugen. Genauer führt das Abbildungssystem zur Erzeugung zumindest eines Tiefeninformationserkundungsbilds jede Erkundungsabtastung bei einem anderen Projektionswinkel oder Erkundungswinkel mit Bezug auf das abgetastete Objekt, z. B. einen Patienten, durch. Beispielsweise wird während der Verschiebung des Patienten entlang einer z-Achse mit einer konstanten Geschwindigkeit eine Vielzahl von Erkundungsdaten oder Projektionsdaten gesammelt, während die Position eines Portals entlang einer Vielzahl von Projektionswinkeln oder Erkundungswinkeln eingestellt wird.
Typischerweise kann es bis zu fünf Stunden dauern, bis eine urologische Röntgenuntersuchung abgeschlossen ist. Eine Reihe von Röntgenfilmen muß vor einer Injektion eines Kontrastmittel in einen Patienten und einer folgenden Aufnahme des Kontrastmittels aufgenommen werden. Die Röntgenprozedur ist lang und ermüdend, da es mehrere Stunden dauert, bis das Kontrastmittel aus dem System des Patienten beseitigt ist. Bei einer weiteren bekannten Anwendung werden eine CT-Abtasteinrichtung und ein Röntgenstrahl zur Verbesserung der Diagnosegenauigkeit und zur Verbesserung der Untersuchungszeit verwendet. Das Protokoll erfordert einen kombinierten Satz von planaren Röntgenfilmen und CT-Abtastungen. Eine spezielle Tischplatte ist über dem vorhandenen CT-Tisch plaziert, so daß eine Filmkassette darunter plaziert werden kann, und eine Röntgenröhre ist an einer Decke oberhalb eines Patiententischs aufgehängt. Ein erster Satz von Röntgenfilm und CT-Spiralenabtastungen wird vor der Verabreichung eines Kontrastmittels oder während der Injektion des Kontrastmittels in den Unterleibsbereich des Patienten, aber bevor das Kontrastmittel durch den Patienten ausreichend absorbiert ist, um gesammelte Daten zu beeinflussen, aufgenommen. Der Unterleibsbereich wird durch einen aufgeblasenen Ballon komprimiert, um das Kontrastmittel in den Nieren und den oberen Harnleitern zu halten. Nach der Absorption des Kontrastmittels durch den Patienten, d. h. der Aufnahme des Kontrastmittels, wird ein zweiter Satz von Röntgenfilm und CT-Abtastungen aufgenommen. Die Kompressionsvorrichtung wird daraufhin entfernt, was es dem Kontrastmittel ermöglicht, die Nieren und oberen Harnleiter zu verlassen, und der Röntgenfilm und die CT-Abtastungen werden annähernd dreißig bis vierzig Minuten nach der Injektion des Kontrastmittels wiederholt.
Bekannte CT-Erkundungsbilder umfassen jedoch dunkle Bänder in der Nähe von Strukturen hoher Dichte, z. B. Knochen. Diese dunklen Bänder oder Artefakte verhindern eine genaue Bewertung der Pathologie des Patienten, wenn die Artefakte sich in der Nähe von kontrastgefüllten Gefäßen befinden.
Die Artefakte werden durch den bei der typischen Erkundungsverarbeitung verwendeten bekannten Verstärkungsalgorithmus verursacht. Dieser bekannte Algorithmus summiert zur Rauschunterdrückung mehrere Abtastwerte entlang der Tischbewegungsrichtung. Folglich ist die räumliche Auflösung in der z-Richtung, z. B. der Richtung der Tischbewegung, beeinträchtigt. Ferner ergibt sich eine deutliche Fehlanpassung zwischen einer x- Auflösung und z-Auflösung, wenn die minimale Schnittdicke, z. B. die Größe jedes Abtastwerts in der z-Richtung, 1,25 mm beträgt. Die Röntgenvorrichtung kann beseitigt werden, und die CT-Abtasteinrichtung kann allein zur Erzeugung von CT- Erkundungsbildern verwendet werden.
Es werden Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung von Bildartefakten bei einer Rekonstruktion eines Bilds mit einer bildgebenden Mehrfachschnitt-Computertomographie­ abtasteinrichtung (Mehrfachschnitt-CT-Abtasteinrichtung) bereitgestellt. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden Erkundungsbilder erzeugt, indem eine Vielzahl von Projektionsansichten eines Objekts erhalten wird, die Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns (deconvolution kernel) modifiziert werden, auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten ein horizontaler Gradient und ein vertikaler Gradient erzeugt werden, Gewichte auf den horizontalen Gradienten und vertikalen Gradienten angewendet werden und ein gewünschter Verstärkungspegel auf den gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten angewendet wird. Das vorstehend beschriebene Verfahren erzeugt verstärkte Erkundungsbilder, ohne eine Modifikation der CT-Abtasteinrichtung zu erfordern.
Bei einer Ausgestaltung umfaßt ein Abbildungssystem einen Computer, ein Portal mit einem Detektorarray, eine Röntgenquelle zur Abstrahlung eines Röntgenstrahlenbündels zu dem Detektorarray hin, und das Abbildungssystem erfaßt eine Vielzahl von Projektionsansichten des gleichen Projektionswinkels des Objekts. Das Abbildungssystem modifiziert die Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns, erzeugt auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten einen horizontalen Gradienten und einen vertikalen Gradienten, wendet Gewichte auf den horizontalen Gradienten und vertikalen Gradienten an und wendet einen gewünschten Verstärkungspegel auf den gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten an, um ein Erkundungsbild zu erzeugen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist eine Verarbeitungseinrichtung in dem Abbildungssystem zur Erfassung von Projektionsdaten für eine Vielzahl von Projektionsansichten des Objekts programmiert. Die Verarbeitungseinrichtung modifiziert die Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns, erzeugt auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten einen horizontalen Gradienten und einen vertikalen Gradienten, wendet Gewichte auf den horizontalen Gradienten und vertikalen Gradienten an und wendet einen gewünschten Verstärkungspegel auf den gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten an, um Erkundungsbilder zu erzeugen.
Bei noch einer weiteren Ausgestaltung ist ein von einem Computer lesbarer Träger in dem Abbildungssystem bereitgestellt, der Datensätze von Projektionsdaten für eine Vielzahl von Projektionsansichten umfaßt, die zur Rekonstruktion einer Vielzahl von Datensätzen von Erkundungsbildern verwendet werden. Zur Erzeugung der Vielzahl von Datensätzen von Erkundungsbildern werden die Datensätze von Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns modifiziert, Datensätze von horizontalen und vertikalen Gradienten werden auf der Grundlage der Datensätze von modifizierten Projektionsdaten erzeugt, eine Vielzahl von Regeln wendet relative Gewichte auf die Datensätze von horizontalen und vertikalen Gradienten an, und eine Vielzahl von Regeln wendet einen gewünschten Verstärkungspegel auf die Datensätze von gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten an.
Fig. 1 zeigt eine bildliche Ansicht eines CT- Abbildungssystems;
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des in der Fig. 1 veranschaulichten Systems;
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das die durch das CT-System zur Erkundungsbildverarbeitung ausgeführten Schritte veranschaulicht; und
Fig. 4 zeigt eine Zeichnung, die einen zur Kollimation eines Röntgenstrahlenbündels zur Minimierung der Schnittdicke verwendeten Vorpatientenkollimator darstellt.
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 ist stellvertretend für eine CT-Abtasteinrichtung bzw. einen CT-Abtaster der "dritten Generation" ein Computertomographieabbildungssystem (CT-Abbildungssystem) 10 als ein Portal 12 umfassend gezeigt. Das Portal 12 weist eine Röntgenquelle 14 auf, die ein Strahlenbündel von Röntgenstrahlen 16 zu einem Detektorarray 18 auf der gegenüberliegenden Seite des Portals 12 hin projiziert. Das Detektorarray 18 ist durch Detektorelemente 20 gebildet, die zusammen die durch ein Objekt wie beispielsweise einen medizinischen Patienten 22 hindurchgehenden projizierten Röntgenstrahlen erfassen. Jedes Detektorelement 20 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahlenbündels und folglich die Abschwächung des Strahlenbündels, während es durch das Objekt oder den Patienten 22 hindurchgeht, darstellt. Während einer Abtastung zur Erfassung von Röntgenprojektionsdaten drehen sich das Portal 12 und die daran angebrachten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 24. Bei einem Ausführungsbeispiel und wie es in der Fig. 2 gezeigt ist, sind Detektorelemente 20 in einer Zeile angeordnet, so daß während einer Abtastung einem einzelnen Bildschnitt entsprechende Projektionsdaten erfaßt werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind Detektorelemente 20 in einer Vielzahl von parallelen Zeilen angeordnet, so daß während einer Abtastung einer Vielzahl von parallelen Schnitten entsprechende Projektionsdaten gleichzeitig erfaßt werden können.
Die Drehung des Portals 12 und der Betrieb der Röntgenquelle 14 werden durch eine Steuervorrichtung 26 des CT-Systems 10 gesteuert. Die Steuervorrichtung 26 umfaßt eine Röntgensteuereinrichtung 28, die Leistungs- und Zeitablaufsteuersignale für die Röntgenquelle 14 bereitstellt, und eine Portalmotorsteuereinrichtung 30, die die Drehgeschwindigkeit und -position des Portals 12 steuert. Ein Datenerfassungssystem (DAS) 32 in der Steuervorrichtung 26 tastet analoge Daten von Detektorelementen 20 ab und wandelt die Daten in digitale Signale für eine nachfolgende Verarbeitung. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgendaten von dem DAS 32 und führt eine Hochgeschwindigkeitsbildrekonstruktion durch. Das rekonstruierte Bild wird einem Computer 36 als eine Eingabe zugeführt, der das Bild in einer Massenspeichervorrichtung 38 speichert.
Der Computer 36 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einer Bedienungsperson über eine Bedieneinheit 40, die eine Tastatur aufweist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeige 42 ermöglicht es der Bedienungsperson, das rekonstruierte Bild und andere Daten von dem Computer 36 zu beobachten. Die von der Bedienungsperson zugeführten Befehle und Parameter werden von dem Computer 36 zur Bereitstellung von Steuersignalen und Informationen für das DAS 32, die Röntgensteuereinrichtung 28 und die Portalmotorsteuereinrichtung 30 verwendet. Darüber hinaus betätigt der Computer 36 eine Tischmotorsteuereinrichtung 44, die einen motorisierten Tisch 46 zur Positionierung des Patienten 22 in dem Portal 12 steuert. Insbesondere bewegt der Tisch 46 Abschnitte des Patienten 22 durch eine Portalöffnung 48.
Die Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm 50, das die Schritte zur Verbesserung der räumlichen Auflösung während einer Erkundungsbildverarbeitung veranschaulicht. Das in der Fig. 3 veranschaulichte Verfahren kann durch das (in der Fig. 2 gezeigte) DAS 32, die (in der Fig. 2 gezeigte) Bildrekonstruktionseinrichtung 34 oder den (in der Fig. 2 gezeigten) Computer 36 praktiziert werden. Im allgemeinen ist eine Verarbeitungseinrichtung in dem DAS 32 und/oder der Rekonstruktionseinrichtung 34 und/oder dem Computer 36 dazu programmiert, die nachstehend beschriebenen Prozeßschritte auszuführen. Selbstverständlich ist das Verfahren nicht darauf beschränkt, in dem CT-System 10 praktiziert zu werden, und kann in Verbindung mit vielen anderen Arten und Variationen von Abbildungssystemen verwendet werden.
Mit näherem Bezug auf die Fig. 3 wird während einer Abtastung ein Satz von Ursprungsabtastdaten erfaßt 52, und die Ursprungsdaten werden zur Erzeugung einer Projektion vorverarbeitet. Die Daten werden in der z-Richtung zu annähernd der gleichen Auflösung wie in der horizontalen Richtung aufgelöst 54, damit sie hinsichtlich eines planaren Bilds in der Auflösung äquivalent sind. Daraufhin werden ein horizontaler Gradient und ein vertikaler Gradient bestimmt 56, indem eine Variation zwischen Abtastwerten in der horizontalen und vertikalen Richtung bestimmt wird. Es werden Gewichte auf der Grundlage der horizontalen und vertikalen Varianz berechnet. Daraufhin werden unterschiedliche Gewichte auf den horizontalen und vertikalen Gradienten angewendet, und es wird ein gewünschtes Verstärkungsausmaß auf die gewichteten Gradienten angewendet 58. Daraufhin wird eine zusätzliche Verstärkung angewendet 60.
Während einer Erkundungsabtastung wird das Portal 12 nicht gedreht, sondern bleibt stationär, während der Tisch 46 sich durch die Portalöffnung 48 bewegt. Mit näherem Bezug auf die Fig. 3 werden Projektionsdaten für eine Ansicht aus einem speziellen Portalwinkel relativ zu dem Patienten 22 erfaßt 52, indem der Patiententisch 46 sich mit 50 mm/s in der Richtung der z-Achse bewegt, während das DAS 32 mit 500 Hz abtastet. Bei einem Ausführungsbeispiel werden etwa zwölf Projektionsansichten pro Detektorzellendicke gesammelt. Daraufhin werden sechs angrenzende Ansichten summiert, um einen Abstand zwischen Bildelementen zu erhalten, der annähernd gleich einem Abtastabstand in einer x-Richtung, z. B. der horizontalen Richtung, ist. Der Abstand zwischen angrenzenden Abtastwerten in der Nähe des Isozentrums beträgt aufgrund der Vergrößerung der Fächerstrahlenbündelabtastgeometrie annähernd 0,58 mm. Der einfache Summationsprozeß vermindert die z-Achsen- Auflösung, z. B. die vertikale Auflösung, die bereits ohne die Summation deutlich schlechter als die Auflösung in der Richtung der x-Achse, z. B. die horizontale Auflösung, ist.
Zur Verbesserung der räumlichen Auflösung wird ein Entfaltungsprozeß verwendet. Es wird ein modifizierter Abtastwert p'(i,j) erhalten, indem ein ursprünglicher Abtastwert p(i,j) mit einem Entfaltungskern θ(j) gefaltet wird, um gemäß der Beziehung:
p'(i,j) = p(i,j)⊗θ(j) (1)
eine wirksame Dicke unter eine Detektoraperturgröße von 1,25 mm zu verringern, wobei i den Index in der Kanalrichtung darstellt und j den Index in der Ansichtsrichtung darstellt. p'(i,j) stellt das Projektionslesen des Kanals i und der Ansicht j nach einer passenden Kalibration dar: z. B. einer Versatzkorrektur, einer Luftkalibration, einer Bezugsnormalisierung, einem Minus-Logarithmus und einer Strahlenbündelverhärtung. Der modifizierte Abtastwert p'(i,j) vernachlässigt die Mehrfachschnitt-Natur der Abtastung, da die durch unterschiedliche Detektorzeilen erfaßten Abtastwerte nach einer passenden Abtastverzögerung in einem einzelnen Satz von Abtastwerten kombiniert werden. Beispielsweise wird bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ein Abtastwert je 0,1 mm gesammelt. Für eine Detektorapertur von 1,25 mm können Abtastwerte von einer benachbarten Zeile durch eine Verzögerung oder ein Vorrücken von 12,5 Abtastwerten in die Abtastung der derzeitigen Zeile integriert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Durchschnitt der Abtastwerte von der benachbarten Zeile und der derzeitigen Zeile gebildet, indem eine einfache Interpolation verwendet wird. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Abtastwerte als zusätzliche Abtastwerte behandelt, die die vorhergehenden Abtastwerte überspannen, was die Abtastrate wirksam verdoppelt.
Es können viele Verfahren zur Ableitung des Entfaltungskerns θ(j) verwendet werden. Beispielsweise wird bei einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren der "Singulärwertzerlegung" (SVD) verwendet, um den Kern auf der Grundlage einer Systempunktstreufunktion abzuleiten. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die ersten n Ansichten, z. B. n<6, aus einem Satz von Zwischenabtastwerten summiert, um das Bildrauschen zu verringern. Diese Zwischenabtastwerte werden daraufhin mit einem Entfaltungskern verarbeitet, um einen Satz von Abtastwerten mit einer verbesserten räumlichen Auflösung zu erzeugen. Beispielsweise werden bei einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele drei Ansichten summiert. In den drei Ansichten beträgt die maximale Abweichung von dem Mittelabtastwert lediglich 0,1 mm; daher wird der Einfluß auf die räumliche Auflösung bei einem Minimum gehalten. Daraufhin wird ein Fünf-Punkt-Entfaltungskern auf diese Abtastwerte angewendet, um zu den verstärkten Abtastwerten zu gelangen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Entfaltungsverarbeitung in dem Frequenzraum ausgeführt werden. Eine mit einem Entfaltungsfilter multiplizierte Fourier-Transformation einer ursprünglichen Erkundung wird erhalten. Das Ergebnis wird daraufhin durch eine inverse Fourier-Transformation verarbeitet, um eine verstärkte Erkundung zu erzeugen.
Zur Verstärkung einer in dem abgetasteten Objekt vorhandenen kleinen Struktur. Zur Vermeidung von Klingelartefakten (ringing artifacts) muß die Richtung bestimmt werden, entlang der die Verstärkung stattfindet. Es wird die Variation sowohl in einer Richtung der x-Achse, z. B. der Kanalrichtung, als auch in einer Richtung der z- Achse, z. B. der Ansichtsrichtung, gemessen. Beispielsweise wird bei einem Ausführungsbeispiel eine Standardabweichung als ein Maß der Variation verwendet. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Differenz zwischen dem einer Durchschnittsbildung unterzogenen Abtastwertsatz und dem Abtastwert selbst zur Verwendung als eine Angabe der Signalvariation ausgewählt. Mathematisch wird die Variation in einer horizontalen und vertikalen Richtung, ξx(i,j) und ξz(i,j), durch die nachstehenden Gradientengleichungen ausgedrückt:
wobei p'(i,j) einen Projektionsleseabtastwert des Kanals i und der Ansicht j darstellt, ψi(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in zwei unterschiedlichen Richtungen ist, N und M die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts gebildet wird, und k eine zur Indizierung von Abtastwerten verwendete Variable ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Gradienten sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung verstärkt, um es sicherzustellen, daß der Verstärkungsprozeß nicht zu einem Überschwingen (overshoot) und Unterschwingen (undershoot) führt. Es wird ein gerichteter Prozeß der "Unscharfmaskierung" verwendet. Eine verstärkte Erkundung ε(i,j) wird durch die nachstehende Beziehung bestimmt:
wobei α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt, ψi(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der horizontalen Richtung ist, ψj(i, j) ein Durchschnittsabtastwert in der vertikalen Richtung ist, wobei
relative Gewichte sind, wobei ξx(i,j) die Gradientenvariation in der horizontalen Richtung ist, ξz(i,j) die Gradientenvariation in der vertikalen Richtung ist. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden geeignete Bilder erreicht, wenn α = 0,3 und die Parameter N und M derart ausgewählt sind, daß N = M = 9. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Wertebereich für α von null bis eins, und ein gewünschter Arbeitsbereich ist 0,2 < α < 0,4.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann eine zusätzliche Verstärkung entweder in der horizontalen Richtung oder sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung des Erkundungsbilds angewendet werden. Eine weitere Verstärkung kann erreicht werden, indem unterschiedliche Kerngrößen ausgewählt werden.
Beispielsweise wird bei einem Ausführungsbeispiel das Erkundungsbild gemäß:
η(i,j) = c[ε(i,j)⊗ζ(i)]+(1-c)ε(i,j) (5)
in einer horizontalen Richtung, z. B. in der x-Richtung, weiter verstärkt, wobei ε(i,j) die verstärkte Erkundung ist, η(i,j) eine in der horizontalen Richtung weiter verstärkte Erkundung ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt-Entfaltungskern ist und c ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird c derart ausgewählt, daß c = 0,15.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine zusätzliche Verstärkung in der vertikalen Richtung auf das Erkundungsbild angewendet werden. Nachdem das Erkundungsbild in der horizontalen Richtung verstärkt worden ist, ist z. B. η(i,j) erzeugt worden. η(i,j) wird zur weiteren Verstärkung des Erkundungsbilds in der vertikalen Richtung gemäß:
µ(i,j) = d[η(i,j)⊗ζ(i)]+(1-d)η(i,j) (6)
verwendet, wobei µ(i,j) das sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung weiter verstärkte Erkundungsbild ist, η(i,j) die in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundung ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt- Entfaltungskern ist und d ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird d derart ausgewählt, daß d = 0,15. Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine erhöhte Verstärkung verwendet, um die Bildauflösung kleiner Pathologien wie beispielsweise Nierensteinen mit einer niedrigen Dichte zu erhöhen. Durch eine Verwendung verstärkter Erkundungsbilder werden ein Überschwingen und Unterschwingen im wesentlichen beseitigt, und das Bild hat nicht den Anschein, künstlich zu sein; sondern hat ein "Aussehen" eines typischen Röntgenfilms.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein zweidimensionaler Kern zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Verarbeitung des verstärkten Erkundungsbilds verwendet werden. Zur weiteren Verbesserung der räumlichen Auflösung des Erkundungsbilds kann während einer Erzeugung von Erkundungsbildern eine dünne doppelte Konfiguration, z. B. ein Kollimatoren mit einer Apertur von zumindest 1 mm verwendendes CT-System, verwendet werden. Für eine Mehrfachschnitt-CT-Abtasteinrichtung ist die kleinste Schnittdicke hauptsächlich durch die Detektorzellenapertur bestimmt. Mit näherem Bezug auf die Fig. 4 wird bei einem Ausführungsbeispiel während einer Erkundungsdatenerfassung unter Verwendung eines Vierfachdetektors 72 eine minimale Schnittdicke von 1,25 mm verwendet. Zur deutlichen Verbesserung der räumlichen Auflösung in der z-Richtung wird bei einem Ausführungsbeispiel ein Vorpatientenkollimator 74 verwendet, um ein von einer Röntgenquelle 78 erzeugtes, auf einen Bruchteil des Zentrums zweier Detektorzeilen 80 und 82 gerichtetes Röntgenstrahlenbündel 76 zu kollimieren. Auf diese Art und Weise ist die Schnittdicke nicht mehr durch die Detektorzellenapertur bestimmt. Daraufhin wird der Verstärkungsprozeß wie vorstehend beschrieben durchgeführt.
Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt ein CT- System 10 ein sich auf einem von einem Computer lesbaren Träger in einem Massenspeicher 38 befindendes Computerprogramm zur Rekonstruktion des Bilds. Eine Vielzahl von Datensätzen von Projektionsdaten für eine Vielzahl von Projektionsansichten wird zur Rekonstruktion einer Vielzahl von Datensätzen von Erkundungsbildern verwendet. Zur Erzeugung der Vielzahl von Datensätzen von Erkundungsbildern werden die Datensätze von Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns modifiziert. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Fünf- Punkt-Entfaltungskern verwendet. Selbstverständlich können andere Größen von Kernen verwendet werden. Datensätze eines horizontalen und vertikalen Gradienten werden auf der Grundlage der Datensätze von modifizierten Projektionsdaten erzeugt. Eine Vielzahl von Regeln wendet relative Gewichte auf die Datensätze eines horizontalen und vertikalen Gradienten an, und eine Vielzahl von Regeln wendet einen gewünschten Verstärkungspegel auf die Datensätze eines gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten an.
Während die Erfindung in Form von verschiedenen spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben ist, erkennt es der Fachmann, daß die Erfindung mit einer Modifikation im Rahmen des Inhalts und Schutzbereichs der Patentansprüche in die Praxis umgesetzt werden kann.
Es werden Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung von Bildartefakten bei einer Rekonstruktion eines Bilds mit einer bildgebenden Mehrfachschnitt-Computertomographie­ abtasteinrichtung (Mehrfachschnitt-CT-Abtasteinrichtung) bereitgestellt. Es werden Erkundungsbilder erzeugt, indem eine Vielzahl von Projektionsansichten eines Objekts erhalten wird, die Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns modifiziert werden, auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten ein horizontaler Gradient und ein vertikaler Gradient erzeugt werden, Spiralengewichte auf den horizontalen Gradienten und vertikalen Gradienten angewendet werden und ein gewünschter Verstärkungspegel auf den gewichteten horizontalen und vertikalen Gradienten angewendet wird.

Claims (42)

1. Verfahren zur Rekonstruktion von Erkundungsbildern unter Verwendung eines Computertomographieabbildungssystems, mit den Schritten:
Abtasten eines Objekts zum Erhalten von Projektionsdaten für zumindest eine Erkundungsabtastung;
Modifizieren von Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns;
Bestimmen eines horizontalen Gradienten und eines vertikalen Gradienten unter Verwendung der modifizierten Projektionsdaten;
Anwenden gewünschter Verstärkungspegel auf der Grundlage des horizontalen und vertikalen Gradienten; und
Erzeugen eines Vielzahl von Erkundungsbildern auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten und des horizontalen und vertikalen Gradienten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Modifizierens von Projektionsdaten den Schritt des Modifizierens von Projektionsdaten gemäß der Beziehung:
p'(i,j) = p(i,j)⊗θ(j)
umfaßt, wobei p(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten ist, wobei i einen Index in der Kanalrichtung darstellt und j einen Index in einer Ansichtsrichtung darstellt und θ(j) ein Entfaltungskern ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Entfaltungskern einen Fünf-Punkt-Entfaltungskern umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der horizontale Gradient die Beziehung:
ξx(i,j) = |p'(i,j)-ψi(i,j)|
umfaßt, wobei p'(i,j) Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j sind, ψi(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in einer horizontalen Richtung ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Durchschnitt eines Abtastwerts in einer horizontalen Richtung, ψi(i,j), die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(j,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten einer Ansicht j und eines Kanals k ist und N die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der horizontalen Richtung gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der vertikale Gradient die Beziehung:
ξz(i,j) = |p'(i,j)-ψj(i,j)|
umfaßt, wobei p'(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist und ψj(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in einer vertikalen Richtung ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Durchschnitt eines Abtastwerts in einer vertikalen Richtung, ψj(i,j), die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(i,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht k ist und M die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der vertikalen Richtung gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Anwendens eines relativen Gewichts den Schritt des Bestimmens eines relativen Gewichts in der horizontalen Richtung gemäß der Beziehung:
umfaßt, wobei ξz(i,j) der vertikale Gradient ist und ξx(i,j) der horizontale Gradient ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Anwendens eines relativen Gewichts den Schritt des Bestimmens eines relativen Gewichts in der vertikalen Richtung gemäß der Beziehung:
umfaßt, wobei ξz(i,j) ein vertikaler Gradient ist und ξx(i,j) ein horizontaler Gradient ist.
10. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Anwendens relativer Gewichte den Schritt des Anwendens relativer Gewichte in der horizontalen Richtung auf den Durchschnittsabtastwert ψi(i,j) gemäß der Beziehung:
umfaßt, wobei ψi(i,j) der Durchschnitt eines Abtastwerts in der horizontalen Richtung ist, ξz(i,j) der vertikale Gradient ist, ξx(i,j) der horizontale Gradient ist und α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt.
11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Anwendens relativer Gewichte den Schritt des Anwendens relativer Gewichte in der vertikalen Richtung auf den Durchschnittsabtastwert ψj(i,j) gemäß der Beziehung:
umfaßt, wobei ψj(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in der vertikalen Richtung ist, ξz(i,j) der vertikale Gradient ist, ξx(i,j) der horizontale Gradient ist und α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt.
12. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erkundungsbild die Beziehung:
umfaßt, wobei α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt, ψi(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der horizontalen Richtung ist, ψj(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der vertikalen Richtung ist, wobei
relative Gewichte sind, wobei ξx(i,j) der horizontale Gradient ist und ξz(i,j) der vertikale Gradient ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Anwendens eines gewünschten Verstärkungspegels den Schritt des Verstärkens des Erkundungsbilds in einer horizontalen Richtung gemäß der Beziehung:
η(i,j) = c[ε(i,j)⊗ζ(i)]+(1-c)ε(i,j)
umfaßt, wobei ε(i,j) das Erkundungsbild ist, ζ(i) ein Fünf- Punkt-Entfaltungskern ist und c ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Anwendens eines gewünschten Verstärkungspegels den Schritt des Verstärkens des Erkundungsbilds in einer vertikalen Richtung gemäß der Beziehung:
µ(i,j) = d[η(i,j)⊗ζ(i)]+(1-d)η(i,j)
umfaßt, wobei η(i,j) das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt- Entfaltungskern ist und d ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
15. Abbildungssystem zur Erzeugung von Erkundungsbildern eines Objekts, wobei das Computertomographiesystem einen Computer, ein Portal mit einem Detektorarray, eine Röntgenquelle zur Abstrahlung eines Röntgenstrahlenbündels entlang einer Abbildungsebene zu einem Detektorarray mit einer Vielzahl von Detektorzellen hin umfaßt, wobei der Computer mit der Röntgenquelle und dem Portal gekoppelt ist, wobei das System konfiguriert ist zum:
Abtasten eines Objekts zum Erhalten von Projektionsdaten für zumindest eine Erkundungsabtastung;
Modifizieren der Projektionsdaten unter Verwendung eines Entfaltungskerns;
Bestimmen eines horizontalen Gradienten und eines vertikalen Gradienten unter Verwendung der modifizierten Projektionsdaten;
Anwenden gewünschter Verstärkungspegel auf den horizontalen und vertikalen Gradienten; und
Erzeugen eines Vielzahl von Erkundungsbildern auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten und des horizontalen und vertikalen Gradienten.
16. Abbildungssystem nach Anspruch 15, wobei Projektionsdaten gemäß der Beziehung:
p'(i,j) = p(i,j)⊗θ(j)
modifiziert werden, wobei p(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten ist, wobei i einen Index in einer Kanalrichtung darstellt und j einen Index in einer Ansichtsrichtung darstellt und θ(j) ein Entfaltungskern ist.
17. Abbildungssystem nach Anspruch 16, wobei der Entfaltungskern einen Fünf-Punkt-Entfaltungskern umfaßt.
18. Abbildungssystem nach Anspruch 16, wobei der horizontale Gradient die Beziehung:
ξx(i,j) = |p'(i,j)-ψi(i,j)|
umfaßt, wobei p'(i,j) der Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist, ψi(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in der horizontalen Richtung ist.
19. Abbildungssystem nach Anspruch 18, wobei der Durchschnitt des Abtastwerts in einer horizontalen Richtung, ψi(i,j), die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(j,k) der Abtastwert von Projektionsdaten einer Ansicht j und eines Kanals k ist und N die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der horizontalen Richtung gebildet wird.
20. Abbildungssystem nach Anspruch 16, wobei der vertikale Gradient die Beziehung:
ξz(i,j) = |p'(i,j)-ψj(i,j)|
umfaßt, wobei p'(i,j) der Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist und ψj(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in der vertikalen Richtung ist.
21. Abbildungssystem nach Anspruch 16, wobei der Durchschnitt des Abtastwerts in einer vertikalen Richtung, ψj(i,j), die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(i,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht k ist und M die-Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der vertikalen Richtung gebildet wird.
22. Abbildungssystem nach Anspruch 15, wobei die relativen Gewichte in einer horizontalen Richtung die Beziehung:
umfassen, wobei ξz(i,j) der vertikale Gradient ist und ξx(i,j) der horizontale Gradient ist.
23. Abbildungssystem nach Anspruch 15, wobei die relativen Gewichte in der vertikalen Richtung die Beziehung:
umfassen, wobei ξz(i,j) der vertikale Gradient ist und ξx(i,j) der horizontale Gradient ist.
24. Abbildungssystem nach Anspruch 19, wobei der in der horizontalen Richtung gewichtete Durchschnittsabtastwert die Beziehung:
umfaßt, wobei ψi(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in der horizontalen Richtung ist, ξz(i,j) den vertikalen Gradienten darstellt, ξx(i,j) den horizontalen Gradienten darstellt und α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt.
25. Abbildungssystem nach Anspruch 21, wobei der in der vertikalen Richtung gewichtete Durchschnittsabtastwert die Beziehung:
umfaßt, wobei ψj(i,j) ein Durchschnitt eines Abtastwerts in der vertikalen Richtung ist, ξz(i,j) den vertikalen Gradienten darstellt, ξx(i,j) den horizontalen Gradienten darstellt und α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt.
26. Abbildungssystem nach Anspruch 16, wobei das Erkundungsbild die Beziehung:
umfaßt, wobei α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt, ψi(i,j) der Durchschnittsabtastwert in der horizontalen Richtung ist, ψj(i,j) der Durchschnittsabtastwert in der vertikalen Richtung ist, wobei
die relativen Gewichte sind, wobei ξx(i,j) der horizontale Gradient ist und ξz(i,j) der vertikale Gradient ist.
27. Abbildungssystem nach Anspruch 26, wobei das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild die Beziehung:
η(i,j) = c[ε(i,j)⊗ζ(i)]+(1-c)ε(i,j)
umfaßt, wobei ε(i,j) das Erkundungsbild ist, ζ(i) ein Fünf- Punkt-Entfaltungskern ist und c ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
28. Abbildungssystem nach Anspruch 27, wobei das in der horizontalen und vertikalen Richtung verstärkte Erkundungsbild die Beziehung:
µ(i,j) = d[η(i,j)⊗ζ(i)]+(1-d)η(i,j)
umfaßt, wobei η(i,j) das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt- Entfaltungskern ist und d ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
29. Verarbeitungseinrichtung, die zur Rekonstruktion von Erkundungsbildern in einem Computertomographiesystem programmiert ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung konfiguriert ist zum:
Modifizieren von Projektionsdaten unter Verwendung eines Fünf-Punkt-Entfaltungskerns;
Bestimmen eines horizontalen Gradienten und eines vertikalen Gradienten unter Verwendung der modifizierten Projektionsdaten;
Anwenden gewünschter Verstärkungspegel auf den horizontalen und vertikalen Gradienten; und
Erzeugen eines Vielzahl von Erkundungsbildern auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten und des horizontalen und vertikalen Gradienten.
30. Verarbeitungseinrichtung, die nach Anspruch 29 programmiert ist, wobei die Projektionsdaten gemäß der Beziehung:
p'(i,j) = p(i,j)⊗θ(j)
modifiziert werden, wobei p(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten ist, wobei i einen Index in einer Kanalrichtung darstellt und j einen Index in einer Ansichtsrichtung darstellt und θ(j) ein Entfaltungskern ist.
31. Verarbeitungseinrichtung, die nach Anspruch 30 programmiert ist, wobei der horizontale Gradient die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist, p'(j,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten einer Ansicht j und eines Kanals k ist und N die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der horizontalen Richtung gebildet wird.
32. Verarbeitungseinrichtung, die nach Anspruch 30 programmiert ist, wobei der vertikale Gradient die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist, p'(i,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht k ist und M die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der vertikalen Richtung gebildet wird.
33. Verarbeitungseinrichtung, die nach Anspruch 30 programmiert ist, wobei das Erkundungsbild die Beziehung:
umfaßt, wobei α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt, ψi(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der horizontalen Richtung ist, ψj(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der vertikalen Richtung ist, wobei
die relativen Gewichte sind, wobei ξx(i,j) der horizontale Gradient ist und ξz(i,j) der vertikale Gradient ist.
34. Verarbeitungseinrichtung, die nach Anspruch 33 programmiert ist, wobei das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild die Beziehung:
η(i,j) = c[ε(i,j)⊗ζ(i)]+(1-c)ε(i,j)
umfaßt, wobei ε(i,j) die verstärkte Erkundung ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt-Entfaltungskern ist und c ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
35. Verarbeitungseinrichtung, die nach Anspruch 34 programmiert ist, wobei das in der horizontalen und vertikalen Richtung verstärkte Erkundungsbild die Beziehung:
µ(i,j) = d[η(i,j)⊗ζ(i)]+(1-d)η(i,j)
umfaßt, wobei η(i,j) das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt- Entfaltungskern ist und d ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
36. Von einem Computer lesbarer Träger in einem Abbildungssystem, mit:
Datensätzen von Projektionsdaten für eine Vielzahl von Projektionsansichten;
Datensätzen von modifizierten Projektionsdaten auf der Grundlage der durch einen Fünf-Punkt-Entfaltungskern modifizierten Datensätze von Projektionsdaten;
Datensätzen eines horizontalen und vertikalen Gradienten auf der Grundlage von Datensätzen von modifizierten Projektionsdaten;
einer Vielzahl von Regeln zur Anwendung gewünschter Verstärkungspegel auf die Datensätze eines horizontalen und vertikalen Gradienten; und
einer Vielzahl von Regeln zur Rekonstruktion von Datensätzen von Erkundungsbildern auf der Grundlage der modifizierten Projektionsdaten und des horizontalen und vertikalen Gradienten.
37. Von einem Computer lesbarer Träger nach Anspruch 36, wobei die Projektionsdaten gemäß der Beziehung:
p'(i,j) = p(i,j)⊗θ(j)
modifiziert werden, wobei p(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten ist, wobei i einen Index in einer Kanalrichtung darstellt und j einen Index in einer Ansichtsrichtung darstellt und θ(j) ein Entfaltungskern ist.
38. Von einem Computer lesbarer Träger nach Anspruch 37, wobei der horizontale Gradient die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist, p'(j,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten einer Ansicht j und eines Kanals k ist und N die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der horizontalen Richtung gebildet wird.
39. Von einem Computer lesbarer Träger nach Anspruch 37, wobei der vertikale Gradient die Beziehung:
umfaßt, wobei p'(i,j) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht j ist, p'(i,k) ein Abtastwert von Projektionsdaten eines Kanals i und einer Ansicht k ist und M die Anzahl von Punkten ist, über die der Durchschnitt des Abtastwerts in der vertikalen Richtung gebildet wird.
40. Von einem Computer lesbarer Träger nach Anspruch 37, wobei das Erkundungsbild die Beziehung:
umfaßt, wobei α ein Parameter ist, der das Verstärkungsausmaß einstellt, ψi(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der horizontalen Richtung ist, ψj(i,j) ein Durchschnittsabtastwert in der vertikalen Richtung ist, wobei
die relativen Gewichte sind, wobei ξx(i,j) der horizontale Gradient ist und ξz(i,j) der vertikale Gradient ist.
41. Von einem Computer lesbarer Träger nach Anspruch 40, wobei das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild die Beziehung:
η(i,j) = c[ε(i,j)⊗ζ(i)]+(1-c)ε(i,j)
umfaßt, wobei ε(i,j) die verstärkte Erkundung ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt-Entfaltungskern ist und c ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
42. Von einem Computer lesbarer Träger nach Anspruch 41, wobei das in der horizontalen und vertikalen Richtung verstärkte Erkundungsbild die Beziehung:
µ(i,j) = d[η(i,j)⊗ζ(i)]+(1-d)η(i,j)
umfaßt, wobei η(i,j) das in der horizontalen Richtung verstärkte Erkundungsbild ist, ζ(i) ein Fünf-Punkt- Entfaltungskern ist und d ein zur Steuerung des Verstärkungsausmaßes verwendeter Parameter ist.
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