DE19544348A1 - Bildrekonstruktionseinrichtung und Verfahren für Wendel-Abtastung - Google Patents

Bildrekonstruktionseinrichtung und Verfahren für Wendel-Abtastung

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DE19544348A1 DE19544348A DE19544348A DE19544348A1 DE 19544348 A1 DE19544348 A1 DE 19544348A1 DE 19544348 A DE19544348 A DE 19544348A DE 19544348 A DE19544348 A DE 19544348A DE 19544348 A1 DE19544348 A1 DE 19544348A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Computer-Tomographie- (CT) Ab­ bildung und insbesondere auf die Rekonstruktion von Bildern aus Projektionsdaten, die bei einer Schraubenlinien- bzw. Wendel- Abtastung erfaßt wurden, mit verbesserter Bildqualität.
In Computer-Tomographie- (CT) Systemen projiziert eine Röntgen­ strahlquelle einen fächerförmigen Strahl, der kollimiert ist, um in einer X-Y-Ebene eines karthesischen Koordinatensystems zu liegen, die als "Abbildungsebene" bezeichnet wird. Der Röntgen­ strahl passiert das abzubildende Objekt, wie beispielsweise einen Patienten, und trifft auch ein lineares Feld von Strah­ lungsdetektoreinrichtungen. Die Intensität der übertragenen Strahlung ist von der Dämpfung des Röntgenstrahls durch das Objekt abhängig. Jede Detektoreinrichtung des linearen Felds erzeugt ein einzelnes elektrisches Signal, das eine Messung der Strahldämpfung ist. Die Dämpfungsmessungen von allen Detektor­ einrichtungen werden einzeln erfaßt, um ein Durchlaßprofil zu erzeugen.
Die Röntgenstrahlquelle und das lineare Detektoreinrichtungs­ feld in einem Computer-Tomographie- (CT) System werden mit ei­ nem Faßlager bzw. Gantry innerhalb der Abbildungsebene und rund um das Objekt gedreht, so daß sich der Winkel, in dem der Rönt­ genstrahl das Objekt durchschneidet, konstant verändert. Eine Gruppe von Röntgenstrahl-Dämpfungsmessungen vom Detektorein­ richtungsfeld bei einem Faßlagerwinkel wird als eine "Ansicht" bezeichnet. Eine "Abtastung" des Objekts umfaßt einen Satz von Ansichten, die bei verschiedenen Faßlagerwinkeln während einer Umdrehung der Röntgenstrahlquelle und der Detektoreinrichtung gemacht wurden. Bei einer axialen Abtastung werden die Daten verarbeitet, um ein Bild zu erzeugen, das einem zweidimensiona­ len durch das Objekt aufgenommenen Schnitt entspricht. Ein Ver­ fahren zum Rekonstruieren eines Bilds aus einem Satz von Daten wird im Stand der Technik als gefilterte Rückprojektionstechnik bezeichnet. Dieses Verfahren wandelt die Dämpfungsmessungen von einer Abtastung in als "CT-Nummern" oder "Hounsfield-Einheiten" bezeichnete Integer um, die verwendet werden, um die Helligkeit eines entsprechenden Bildelements (Pixels) auf einer Kathoden­ strahlröhren-Anzeigeeinrichtung zu steuern.
Eine Verringerung des Abtastzeit kann durch Verschieben eines Patienten entlang der z-Achse synchron mit der Drehung des Faß­ lagers erreicht werden. Die Kombination einer konstanten Patienten-Verschiebung entlang der z-Achse während der Rotation des Faßlagers und der Erfassung von Projektionsdaten ist als Schraubenlinien- bzw. Wendel-Abtastung bekannt. Die Schrauben­ linien- bzw. Wendel-Abtastung ist beispielsweise im US-Patent Nr. 5 233 518 beschrieben, das auf den vorliegenden Rechtsnach­ folger übergegangen ist. Zusätzlich zur verringerten Abtastzeit hat die Schraubenlinien- bzw. Wendel-Abtastung andere Vorteile, wie beispielsweise eine bessere Steuerung des Kontrasts, eine verbesserte Bildrekonstruktion an beliebigen Lokalisierungen und bessere dreidimensionale Bilder.
Schraubenlinien- bzw. Wendel-Bildrekonstruktions-Algorithmen enthalten konstante Gewichtungs- und variable Gewichtungsansät­ ze. Konstante Gewichtungsansätze beziehen sich auf die Gewich­ tungsschemata, bei denen sich die Gewichtungen nicht als eine Funktion der Detektoreinrichtungskanäle verändern. Daher wird für jede Ansicht ein Skalar bzw. eine skalare Größe mit jedem Element in der Projektion multipliziert. Ein variables Gewich­ tungsschema legt Gewichtungen an, die eine Funktion des An­ sichtswinkels und des Detektoreinrichtungskanals sind. Die Mehrzahl der Schraubenlinien- bzw. Wendel-Rekonstruktions- Algorithmen verwendet variable Gewichtungsschemen.
Im allgemeinen sind die konstanten Gewichtungsschemata leichter auszuführen und die Daten leichter zu verarbeiten. Die mittels konstanter Gewichtungsalgorithmen erzeugte Bildqualität ist jedoch etwas schlechter als die mit variablen Gewichtungssche­ mata erzeugte. Andererseits sind die variablen Gewichtungssche­ mata komplexer zu verarbeiten. Da die Gewichtungen kanalabhän­ gig sind, sind der Gewichtungsschritt und die Filter-Rückpro­ jektionsschritte nicht austauschbar. D.h., eine Rückprojektion der Filterung der gewichteten Projektion ist nicht gleich der skalierten Version der ungewichteten Filterung und Rückprojek­ tion. Daher müssen die Projektionen, um ein überlagertes Bild in einem variablen Gewichtungsschema zu erzeugen, rückgefiltert und rückprojiziert werden.
Es besteht ein Bedarf nach einem Schraubenlinien- bzw. Wendel- Bildrekonstruktionsalgorithmus, der Bilder mit einer gleichen oder ähnlichen Qualität wie mittels variabler Gewichtungssche­ mata erzeugte Bilder zu erzeugt, aber einfacher auszuführen ist, als mit den konstanten Gewichtungsschemata.
Die vorliegende Erfindung verwendet in einer Form einen Rekon­ struktionsbereich ROR zur Rekonstruktion eines Bildes aus Pro­ jektionsdaten. Insbesondere wird, wenn einmal das Projektions­ datenfeld erzeugt ist, ein Rekonstruktionsbereich festgesetzt. Eine Gewichtungsfunktion, die entweder eine lineare oder eine nichtlineare Interpolation ist, wird verwendet, um den Datene­ lementen Gewichtungen zuzuweisen. Mit linearer Interpolation wird für Projektionsdaten innerhalb der Rekonstruktionsbereichs ROR derartigen Projektionsdaten keine Gewichtung (oder eine Gewichtung von 1) zugewiesen. So wie sich die Projektionsebene vom Rekonstruktionsbereich (ROR) weg bewegt, wird den Projekti­ onsdaten eine geringere Gewichtung zugewiesen. Demzufolge wird der ersten und der letzten Projektion eine Gewichtung von 0 zugewiesen.
Um Artefakte zu vermeiden, kann ein komplementäres Gewichtungs­ schema an die Projektionspaare angelegt werden. Die Summe der Gewichtungen der entsprechenden Paare sollte eins sein. Auf­ grund des Gewichtungsschemas ist für die Erzeugung eines ein­ zelnen Bildes mehr als 2π von Projektionsdaten erforderlich. Wenn 3π von Projektionsdaten verwendet werden, kann die Gewich­ tungsfunktion in drei Teile aufgeteilt werden. Jeder Teil entspricht π Projektionsansichten. Für eine 50% überlappte Pro­ jektion schreiten die gesamten Gewichtungsfunktionen um π Grad zu einem Zeitpunkt fort, wobei sehr gut mit den Grenzen der Gewichtungsfunktionen synchronisiert wird. Abschnitt 1(S₁) ent­ hält Projektionsansichten von 0 bis π, Abschnitt 2(S₂) enthält Projektionsansichten von π bis 2π und Abschnitt 3(S₃) enthält Ansichten von 2π bis 3π. In Abschnitt S₁ ist die Gewichtungs­ funktion eine ansteigende (ramp-up) Funktion, in Abschnitt S₂ ist die Gewichtungsfunktion eine Konstante und in Abschnitt S₃ ist die Gewichtungsfunktion eine abfallende (ramp-down) Funk­ tion. Für jede Projektion sind der Gewichtungsvorgang und die Filter-Rückprojektionsvorgänge gegeneinander austauschbar. D.h., wenn eine Ansicht als S₂ verwendet wird, um Bild Nummer 1 zu erzeugen, und wieder als S₁ verwendet wird, um Bild Nummer 2 zu erzeugen, ist keine Filterung und Rückprojektion erforder­ lich. Ihr Beitrag zu Bild Nummer 2 ist eine einfache Skalar- Multiplikation ihres Beitrag zu Bild Nummer 1.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Schraubenlinien- bzw. Wendel-Bildrekonstruktions-Algorithmus zur Verfügung, der Bil­ der mit einer gleichen oder ähnlichen Qualität wie mittels va­ riabler Gewichtungsschemata erzeugte Bilder erzeugt. Die vor­ liegende Erfindung ist jedoch viel einfacher auszuführen als derartige variable Gewichtungsschemata.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine bildhafte Ansicht eines Computer-Tomographie- (CT) Abbildungssystems, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Com­ puter-Tomographie- (CT) Abbildungssystems,
Fig. 3 eine Rekonstruktionsebene (POR),
Fig. 4 einen Rekonstruktionsbereich (ROR),
Fig. 5 ein Radon-Raumdiagramm für 3π von Projektionsdaten, und
Fig. 6 eine Form des vorliegenden Algorithmus.
Im folgenden wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Ein Computer-Tomographie- (CT) Abbildungssystem 10 enthält ein Faß­ lager bzw. Gantry 12, das beispielhaft für eine "dritte Genera­ tion" von Computer-Tomographie- (CT) Abtasteinrichtung steht. Das Faßlager 12 umfaßt eine Röntgenstrahlquelle 13, die einen Röntgenstrahl 14 auf ein Detektoreinrichtungsfeld 16 auf der gegenüberliegenden Seite des Faßlagers 12 projiziert. Das De­ tektoreinrichtungsfeld 16 ist aus zwei Reihen von Detektorein­ richtungselementen 18 gebildet, die zusammen die projizierten Röntgenstrahlen erfassen, die einen medizinischen Patienten 15 passieren. Jedes Detektoreinrichtungselement 18 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls darstellt und damit die Dämpfung des Strahls, so wie er den Patienten 15 passiert. Während einer Abtastung zum Erfassen von Röntgenstrahl-Projektionsdaten drehen sich das Faßlager 12 und die daran befestigten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 19.
Die Drehung des Faßlagers 12 und der Betrieb der Röntgenstrahl­ quelle 13 werden durch eine Steuereinrichtung 20 des Computer- Tomographie- (CT) Systems 10 gesteuert. Die Steuereinrichtung 20 enthält eine Röntgenstrahl-Steuereinrichtung 22, die Lei­ stungs- und Zeitpunktsignale an die Röntgenstrahlquelle 13 sendet, und eine Faßlagermotor-Steuereinrichtung 23, die die Drehgeschwindigkeit und Position des Faßlagers 12 steuert. Ein Datenerfassungssystem (DAS) 24 in der Steuereinrichtung 20 ta­ stet analoge Daten von den Detektoreinrichtungselementen 18 ab und wandelt die Daten für die nachfolgende Verarbeitung in digitale Signale um. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 25 empfängt die abgetasteten und digitalisierten Röntgenstrahlda­ ten von der Datenerfassungseinrichtung (DAS) 24 und führt eine Hochgeschwindigkeits-Bildrekonstruktion durch. Das rekonstru­ ierte Bild wird als eine Eingabe an einen Computer 26 angelegt, der das Bild in einer Massenspeichereinrichtung 29 speichert.
Der Computer 26 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einem Bediener über ein Steuerpult bzw. eine Konsole 30, das bzw. die eine Tastatur besitzt. Eine damit verbundene Röntgen­ strahlröhren-Anzeigeeinrichtung 32 ermöglicht dem Bediener, das rekonstruierte Bild und andere Daten vom Computer 26 zu beob­ achten. Vom Bediener zugeführte Befehle und Parameter werden vom Computer 26 verwendet, um Steuersignale und-Informationen an das Datenerfassungssystem (DAS) 24, die Röntgenstrahl-Steu­ ereinrichtung 22 und die Faßlagermotor-Steuereinrichtung 23 zu senden. Zusätzlich bedient der Computer 26 eine Tischmotor- Steuereinrichtung 34, die einen motorisierten Tisch 36 zum Po­ sitionieren des Patienten 15 im Faßlager 12 steuert.
Bei der Rekonstruktion eines Bildschnitts wird typischerweise ein Projektionsdatenfeld erzeugt. Wenn das Feld einmal erzeugt ist, werden die Datenelemente innerhalb des Felds mit Gewich­ tungen versehen. Die gewichteten Daten werden dann verwendet, um ein gewichtetes Projektionsdatenfeld zu erzeugen. Unter Ver­ wendung des gewichteten Projektionsdatenfelds werden die Daten gefiltert und rückprojiziert. Ein Bilddatenfeld wird als ein Ergebnis der Filterung und Rückprojektion erzeugt.
Eine wichtige Erwägung bei der Gewichtung der Daten ist die Rekonstruktionsebene (POR). Bei bekannten Algorithmen ist die Rekonstruktitionsebene (POR) entweder senkrecht oder nicht­ senkrecht zur Drehachse. Die Ebene kann entweder flach oder gekrümmt sein. Alle Abtastpaare (zwei redundante Abtastwerte) werden zu einer einzigen Lokalisierung bei x, wie in Fig. 3 gezeigt, interpoliert. Obwohl die Absicht der Interpolation darin liegt, einen Satz von übereinstimmenden "axialen" Projektionen in der Rekonstruktionsebene (POR) zu schätzen, verhindert die Komplexität der Objekts und die Änderung im Strahlprofil eine genaue Schätzung.
Der vorliegende Algorithmus basiert auf einem Rekonstruktions­ bereich (ROR), wie in Fig. 4 gezeigt, eher als einer Rekon­ struktionsebene (POR), um den Projektionsdaten Gewichtungen zuzuweisen. Wenn einmal der Rekonstruktionsbereich (ROR) fest­ gelegt ist, ist die Erzeugung der Gewichtungsfunktion sehr ein­ fach. Insbesondere kann entweder eine lineare oder eine nicht­ lineare Interpolation verwendet werden. Mit linearer Interpola­ tion wird eine Projektion innerhalb des Rekonstruktionsbereichs (ROR) erfaßt, wobei derartigen Projektionsdaten keine Gewich­ tung (oder eine Gewichtung von 1) zugewiesen wird. So wie sich die Projektionsebene von dem Rekonstruktionsbereich (ROR) weg bewegt, wird den Projektionsdaten weniger Gewichtung zugewie­ sen. Demzufolge wird der ersten und der letzten Projektion (gezeigt in Fig. 4) eine Gewichtung von Null zugewiesen.
Um Artefakte zu vermeiden, kann an die Projektionspaare ein komplementäres Gewichtungsschema angelegt werden. Ein Projekti­ onspaar ist als zwei Projektionen definiert, deren Ansichtswin­ kel um ein Vielfaches von 2π auseinanderliegen. Wenn Daten in einer Betriebsart mit der Zeilenanordnung quer bzw. in einem Cine-Mode erfaßt würden (die Tabelleninkrementierung (table inkrement) ist Null), würden die Projektionspaare redundante Projektionen darstellen. Die Summe der Gewichtungen der ent­ sprechenden Projektionspaare sollte eins sein. Aufgrund der Gewichtungsschemas sind mehr als 2π von Projektionsdaten erfor­ derlich, um ein einzelnes Bild zu erzeugen.
Für den Fall, in dem eine 3π Projektion verwendet wird, zeigt Fig. 5 das entsprechende Diagramm im Radon-Raum. Die zwei schraffierten Bereiche stellen redundante Projektionsabtastwer­ te dar. Die Projektionspaare sind in diesem Fall 2π voneinander entfernt. Der mittlere unschraffierte Bereich stellt den Rekon­ struktionsbereich ROR dar, der π Grad Breite abdeckt. Die Ge­ wichtungen für jede Ansicht werden auf der linken Seite des Diagramms gedruckt. Der Einfachheit halber werden lineare Ge­ wichtungen verwendet. Die Gewichtungsfunktion kann in drei Tei­ le aufgeteilt werden. Jeder Teil entspricht π Projektionsan­ sichten. Für 50% überlappte Rekonstruktion schreitet die gesam­ te Gewichtungsfunktion zu einer Zeit um π Grad fort, wobei sie sehr gut mit den Grenzen der Gewichtungsfunktionen synchroni­ siert ist.
Im Hinblick auf die Erzeugung von 50% überlappten Bildern, wer­ den die 50% überlappten Bilder erzeugt, indem die Start- bzw. Ausgangs-Projektion um π fortschreitet. Beispielsweise, wenn ein Bild mit einem Start- bzw. Ausgangs-Ansichtswinkel von θ erzeugt wird, sollte das nächste Bild einen Start- bzw. Aus­ gangsansichtswinkel von θ + π haben.
Der gesamte Radon-Raum kann in drei Bereiche aufgeteilt werden, von denen jeder π Ansichten enthält. Daher wird der Bereich 1(S₁) Projektionsansichten von 0 bis π, der Bereich 2(S₂) An­ sichten von π bis 2π und der Bereich 3(S₃) Ansichten von 2π bis 3π enthalten. In S₁ ist die Gewichtungsfunktion eine anstei­ gende (ramp-up) Funktion, im Bereich S₂ ist die Gewichtungs­ funktion eine Konstante und im Bereich S₃ ist die Gewichtungs­ funktion eine abfallende (ramp-down) Funktion. Für jede Projek­ tion sind der Gewichtungsvorgang und die Filterungs-Rückprojek­ tionsvorgänge gegeneinander austauschbar. D.h., wenn eine An­ sicht als S₂ verwendet wird, um Bild Nummer 1 zu erzeugen, und wieder als S₁ verwendet wird, um Bild Nummer 2 zu erzeugen, wird keine Filterung und Rückprojektion benötigt. Sein Beitrag zu Bild Nummer 2 ist eine einfache Skalarmultiplikation seines Beitrags zu Bild Nummer 1.
Zur Vereinfachung der Diskussion werden nachstehend zahlreiche Symbole definiert und in Fig. 6 verwendet. Insbesondere be­ zeichnet ein rechtes Dreieck, RT, ein durch die ansteigende (ramp-up) Funktion in S₁ erzeugtes Bild. Ein Quadrat, SQ, und ein linkes Dreieck, LT, bezeichnen Bilder, die jeweils durch die Gewichtungsfunktionen in S₂ und S₃ erzeugt wurden. Ein hochgestellter Index k bezeichnet den k-ten π Ansichtsbereich in einer Schraubenlinien- bzw. Wendel-Abtastung. Beispielsweise stellt SQk ein Bild dar, das mit Projektionsansichten von (k-1)π bis kπ mit einer in S₂ verwendeten konstanten Gewich­ tungsfunktion erzeugt wurde. Mit der (vorstehenden) Bezeichnung ist jedes endgültige Bild dann die Summe aus drei Bildern:
RTk-1 + SQk + LTk+1. Wie im Vorangehenden gezeigt, ist keine zusätzliche Filterung oder Rückprojektion erforderlich, um es aus RTk bis entweder SQk oder LTk zu erzeugen, solange der rückprojizierte Wert vor der Addition richtig skaliert ist.
Die folgende einfache Beziehung besteht zwischen den drei Tei­ len RTk + LTk = SQk. Daher kann die dritte Ansicht durch Erzeu­ gen und Speichern von zwei der drei gewichteten Bilder wieder­ hergestellt werden. Für jeden Bereich von π Projektionen müssen nur zwei gewichtete Bilder erzeugt und gespeichert werden (nur eine Filterung und eine Rückprojektion ist erforderlich). Das endgültige Bild wird dann die einfache Additionen und Subtrak­ tionen dieser gewichteten Bilder der drei benachbarten Bereiche sein.
Das Flußdiagramm aus Fig. 6 veranschaulicht einen der möglichen Wege zur Ausführung des vorliegenden Algorithmus. Wenn das end­ gültige Bild eine Größe von 512 mal 512 besitzt, erfordert das Schema drei Bildspeicher mit der Größe 512 mal 512. Andere Schemen, wie die Verarbeitung der gewichteten Bilder außerhalb einer Bilderzeugungsplatine, werden erwogen. Wenn die Verarbei­ tung außerhalb der Platine durchgeführt wird, werden nur zwei 512 mal 512 Speicher benötigt.
Wie dargestellt, stellt die vorliegende Erfindung einen einfa­ chen interpolativen Algorithmus dar, der 3π Projektionsdaten verwendet. Durch den vorliegenden Algorithmus erzeugte Bilder sind beinahe gleich denen, die durch einen bekannten extrapola­ tiven Schraubenlinien- bzw. Wendel- (HE) Algorithmus bezüglich der Z-Achsen Profile und schraffierten Artefakte erzeugt wer­ den. Der vorliegende Algorithmus ist auch besser als dieser von den bekannten extrapolativen Schraubenlinien- bzw. Wendel- (HE) Algorithmen bezüglich der Verbesserung beim Rauschen. Der vor­ liegende Algorithmus arbeitet auch besser hinsichtlich von Aliasing-Artefakten und Abbildungsartefakten.
Es ist wichtig, daß der vorliegende Algorithmus sehr effizient bzw. wirkungsvoll verwendet werden kann, um 50% überlappte Bil­ der mit geringen Kosten bei der Berechnungszeit zu erzeugen. Daher können Bilder mit beinahe der doppelten Rate rekonstru­ iert werden, wie Bilder unter Verwendung von herkömmlichen Al­ gorithmen erzeugt werden. Eine derartige erhöhte Rate ist im Hinblick auf den Patientendurchsatz und die Kundenrentabilität von Bedeutung.
Aus der vorstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist offensichtlich, daß die Aufgaben der Erfindung erreicht werden. Obwohl die Erfindung detailliert beschrieben und veranschaulicht wurde, ist es eindeutig zu ver­ stehen, daß dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel geschah und nicht als Einschränkung gesehen werden soll. Bei­ spielsweise könnte der vorliegende Algorithmus bei Mehrschicht- Schraubenlinien bzw. Wendel-Abtasteinrichtungen verwendet wer­ den. Demzufolge ist die Erfindung nur durch den Schutzumfang der Patentansprüche begrenzt.
Die vorliegende Erfindung verwendet in einer Form einen Rekon­ struktionsbereich für die Rekonstruktion von Bildern aus Pro­ jektionsdaten. Insbesondere kann, wenn einmal der Rekonstruk­ tionsbereich festgelegt ist, eine Gewichtungsfunktion verwendet werden, die entweder eine lineare oder eine nichtlineare Inter­ polation ist. Wenn 3π der Projektionsdaten verwendet werden, kann die Gewichtungsfunktion in drei Teile aufgeteilt werden.
Jeder Teil entspricht π Projektionsansichten. Für eine 50% überlappte Rekonstruktion schreiten die gesamte Gewichtungs­ funktionen zu einer Zeit π Grad weiter, wobei sehr gut mit den Grenzen des Gewichtungsfunktionen synchronisiert ist. Bereich 1(S₁) wird Projektionsansichten von 0 bis π, Bereich 2(S₂) An­ sichten von π bis 2π und Bereich 3(S₃) Ansichten 2π bis 3π ent­ halten. Im Bereich S₁ ist die Gewichtungsfunktion eine anstei­ gende Funktion, im Bereich S₂ eine Konstante und im Bereich S₃ eine abfallende Funktion.

Claims (7)

1. System (10) zum Erzeugen eines tomographischen Bildes eines Objekts, mit:
einer Einrichtung zum Durchführen einer Wendel-Abtastung des Objekts (12) und zum Sammeln von Strahlprojektionsdaten während der Wendel-Abtastung aus einer Serie von Fächerstrahlprojektio­ nen bei einer Vielzahl von Faßlagerwinkeln rund um eine Achse und innerhalb einer Abbildungsebene (20),
wobei das tomographische Abbildungssystem weiterhin ein Daten­ erfassungssystem (24; DAS) zum
  • (a) Erzeugen eines Projektionsdatenfelds unter Verwendung der in der Wendel-Abtastung, und zum
  • (b) Erzeugen eines gewichteten Datenfelds unter Zuweisen von Gewichtungen zu jedem Datenelement im Projektionsdatenfeld,
wobei die Gewichtungen zugewiesen werden durch:
  • (i) Einrichten eines Rekonstruktionsbereichs (ROR),
  • (ii) Zuweisen einer Gewichtung von 1 an jedes Datenele­ ment in dem Rekonstruktionsbereich (ROR), und
  • (iii) so wie sich die Projektionsebene vom Rekonstruk­ tionsbereich (ROR) weg bewegt, Zuweisen einer gerin­ geren Gewichtung zu jedem Datenelement,
umfaßt.
2. System (10) nach Anspruch 1, wobei die Datenerfassungseinrichtung (24; DAS) gebildet ist, um jedem Datenelement in Übereinstimmung mit linearer Interpolation eine geringere Gewichtung zuzuweisen.
3. System (10) nach Anspruch 1, wobei die Datenerfassungseinrichtung (24; DAS) gebildet ist, um jedem Datenelement in Übereinstimmung mit nichtlinearer Interpolation eine geringere Gewichtung zuzuweisen.
4. System (10) nach Anspruch 1, wobei 3π von Projektionsdaten gesammelt werden.
5. System (10) nach Anspruch 1, wobei 50% überlappte Bilder erzeugt werden sollen und Gewichtungen den Datenelementen in dem Projektionsdatenfeld durch Aufteilen der Gewichtungsfunktion in drei Teile zugewiesen werden, wobei jeder Teil π Projektionsansichten entspricht.
DE19544348A 1994-12-22 1995-11-28 Bildrekonstruktionseinrichtung und Verfahren für Wendel-Abtastung Withdrawn DE19544348A1 (de)

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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5546439A (en) * 1995-11-02 1996-08-13 General Electric Company Systems, methods and apparatus for incrementally reconstructing overlapped images in a CT system implementing a helical scan
US5606585A (en) * 1995-12-21 1997-02-25 General Electric Company Methods and apparatus for multislice helical image reconstruction in a computer tomography system
US6108575A (en) * 1998-02-20 2000-08-22 General Electric Company Helical weighting algorithms for fast reconstruction
US5881123A (en) * 1998-03-31 1999-03-09 Siemens Corporate Research, Inc. Simplified cone beam image reconstruction using 3D backprojection
US6061419A (en) * 1998-08-25 2000-05-09 General Electric Company Methods and apparatus for noise compensation in an imaging system
US6798860B1 (en) 2000-05-17 2004-09-28 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for deconvolving imaging data
US6366638B1 (en) 2001-03-16 2002-04-02 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for CT scout image processing
US6587537B1 (en) 2002-04-01 2003-07-01 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for multi-slice image reconstruction
US9412123B2 (en) 2003-07-01 2016-08-09 The 41St Parameter, Inc. Keystroke analysis
US6999550B2 (en) * 2004-02-09 2006-02-14 Ge Medical Systems Global Technology Method and apparatus for obtaining data for reconstructing images of an object
US10999298B2 (en) 2004-03-02 2021-05-04 The 41St Parameter, Inc. Method and system for identifying users and detecting fraud by use of the internet
WO2007075573A2 (en) * 2005-12-16 2007-07-05 The 41St Parameter, Inc. Methods and apparatus for securely displaying digital images
US8938671B2 (en) * 2005-12-16 2015-01-20 The 41St Parameter, Inc. Methods and apparatus for securely displaying digital images
US11301585B2 (en) 2005-12-16 2022-04-12 The 41St Parameter, Inc. Methods and apparatus for securely displaying digital images
US8151327B2 (en) 2006-03-31 2012-04-03 The 41St Parameter, Inc. Systems and methods for detection of session tampering and fraud prevention
US8938104B2 (en) * 2008-08-29 2015-01-20 Varian Medical Systems International Ag Systems and methods for adaptive filtering
US9112850B1 (en) 2009-03-25 2015-08-18 The 41St Parameter, Inc. Systems and methods of sharing information through a tag-based consortium
US9361597B2 (en) 2010-10-19 2016-06-07 The 41St Parameter, Inc. Variable risk engine
US10754913B2 (en) 2011-11-15 2020-08-25 Tapad, Inc. System and method for analyzing user device information
US9633201B1 (en) 2012-03-01 2017-04-25 The 41St Parameter, Inc. Methods and systems for fraud containment
US9521551B2 (en) 2012-03-22 2016-12-13 The 41St Parameter, Inc. Methods and systems for persistent cross-application mobile device identification
WO2014022813A1 (en) 2012-08-02 2014-02-06 The 41St Parameter, Inc. Systems and methods for accessing records via derivative locators
WO2014078569A1 (en) 2012-11-14 2014-05-22 The 41St Parameter, Inc. Systems and methods of global identification
US10902327B1 (en) 2013-08-30 2021-01-26 The 41St Parameter, Inc. System and method for device identification and uniqueness
US10091312B1 (en) 2014-10-14 2018-10-02 The 41St Parameter, Inc. Data structures for intelligently resolving deterministic and probabilistic device identifiers to device profiles and/or groups
US11164206B2 (en) * 2018-11-16 2021-11-02 Comenity Llc Automatically aggregating, evaluating, and providing a contextually relevant offer

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580219A (en) * 1983-05-02 1986-04-01 General Electric Company Method for reducing image artifacts due to projection measurement inconsistencies
US4789929A (en) * 1987-05-14 1988-12-06 Hitachi Medical Corporation CT system for spirally scanning subject on a movable bed synchronized to X-ray tube revolution
US5262946A (en) * 1988-10-20 1993-11-16 Picker International, Inc. Dynamic volume scanning for CT scanners
US5396418A (en) * 1988-10-20 1995-03-07 Picker International, Inc. Four dimensional spiral volume imaging using fast retrace
US5270923A (en) * 1989-11-02 1993-12-14 General Electric Company Computed tomographic image reconstruction method for helical scanning using interpolation of partial scans for image construction
US5233518A (en) * 1989-11-13 1993-08-03 General Electric Company Extrapolative reconstruction method for helical scanning
US5216601A (en) * 1989-11-22 1993-06-01 General Electric Company Method for fan beam helical scanning using rebinning
US5208746A (en) * 1989-11-22 1993-05-04 General Electric Company Method for helical scanning with a stationary detector using rebinning and splicing to create detector vertex projection sets
US5090037A (en) * 1990-11-19 1992-02-18 General Electric Company Helical scanning computed tomography with tracking x-ray source
US5265142A (en) * 1992-05-08 1993-11-23 General Electric Company Image reconstruction technique for a computer tomography system
US5430783A (en) * 1992-08-07 1995-07-04 General Electric Company Reconstruction method for helical scanning computed tomography apparatus with multi-row detector array employing overlapping beams
US5291402A (en) * 1992-08-07 1994-03-01 General Electric Company Helical scanning computed tomography apparatus

Also Published As

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