DE19921116A1 - Artefaktkorrektur für stark dämpfende Objekte - Google Patents

Artefaktkorrektur für stark dämpfende Objekte

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Abstract

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Korrektur von durch stark dämpfende Objekte in in einem CT-System (10) erfaßten Bilddaten verursachten Artefakten unter Verwendung eines Korrekturalgorithmus offenbart. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Algorithmus werden die stark dämpfenden Objekte in den Bilddaten unter Verwendung der CT-Zahlen aus den Bilddaten identifiziert. Die segmentierten Bilddaten für jedes stark dämpfende Material werden zur Erzeugung separater Komponenten-Bilder für jedes Material verwendet. Die Komponenten-Bilddaten für jedes Material werden dann zur Erzeugung von Projektionsdaten für jedes Material separat vorwärts projiziert. Die Projektionsdaten für jedes Material werden dann anhand der Dämpfungskennlinie des Materials zur Erzeugung von Projektionsfehlerdaten für jedes Material angepaßt. Die resultierenden Projektionsfehlerdaten werden dann zur Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten gefiltert und rückprojiziert. Die Nur-Fehler-Bilddaten werden dann skaliert und mit den ursprünglichen Bilddaten zur Beseitgung der stark dämpfenden Objekt-Artefakte kombiniert.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Computer- Tomographie-(CT-)Abbildung und insbesondere auf die Korrektur von Artefakten von stark dämpfenden Objekten in einem CT- Abtastbild.
Bei zumindest einem bekannten CT-Systemaufbau projiziert eine Röntgenstrahlquelle einen fächerförmigen Strahl, der parallel gerichtet ist, daß er in einer X-Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegt, die allgemein als Abbildungsebene bezeichnet wird. Der Röntgenstrahl fällt durch das abgebilde­ te Objekt, wie einen Patienten. Nachdem der Strahl durch das Objekt gedämpft wurde, trifft er auf Array von Strahlungser­ fassungseinrichtungen. Die Intensität der am Erfassungsarray empfangenen gedämpften Strahlung hängt von der Dämpfung des Röntgenstrahls durch das Objekt ab. Jedes Erfassungselement des Arrays erzeugt ein separates elektrisches Signal, das ein Maß der Strahldämpfung am Erfassungsort ist. Die Dämpfungsma­ ße von allen Erfassungseinrichtungen werden separat zur Er­ zeugung eines Übertragungsprofils erfaßt.
Bei bekannten CT-Systemen der dritten Generation drehen sich die Röntgenstrahlquelle und das Erfassungsarray mit einem Faßlager in der Abbildungsebene und um das abzubildende Ob­ jekt, so daß sich der Winkel, an dem der Röntgenstrahl das Objekt schneidet, konstant ändert. Eine Gruppe von Röntgen­ strahldämpfungsmaßen, d. h. Projektionsdaten, von dem Erfas­ sungsarray bei einem Faßlagerwinkel wird als "Ansicht" be­ zeichnet. Eine "Abtastung" des Objekts umfaßt einen Satz von Ansichten bei verschiedenen Faßlagerwinkeln während einer Um­ drehung der Röntgenstrahlquelle und der Erfassungseinrich­ tung. Bei einer axialen Abtastung werden die Projektionsdaten zur Ausbildung eines Bildes verarbeitet, das einem zweidimen­ sionalen Schnitt durch das Objekt entspricht.
Ein Verfahren zur Rekonstruktion eines Bildes aus einem Satz von Projektionsdaten wird im Stand der Technik als gefilter­ tes Rückprojektionsverfahren bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden die Dämpfungsmaße von einer Abtastung in ganze Zahlen, sogenannte CT-Zahlen oder Hounsfield-Einheiten umgewandelt, die zur Steuerung der Helligkeit eines entsprechenden Bild­ elements auf einer Kathodenstrahlröhrenanzeigeeinrichtung verwendet werden.
Zur Verringerung der für mehrere Schnitte erforderlichen Ge­ samtabtastzeit kann eine Wendelabtastung durchgeführt werden. Bei der Durchführung einer Wendelabtastung wird der Patient bewegt, während die Daten für die vorgeschriebene Anzahl an Schnitten erfaßt werden. Bei einem derartigen System wird ei­ ne einzelne Wendel aus einer Fächerstrahl-Wendelabtastung er­ zeugt. Die durch den Fächerstrahl ausgebildete Wendel liefert Projektionsdaten, aus denen Bilder an jedem vorgeschriebenen Schnitt rekonstruiert werden können. Zusätzlich zur verrin­ gerten Abtastzeit bietet die Wendelabtastung weitere Vortei­ le, wie eine verbesserte Bildqualität und eine bessere Steue­ rung des Kontrasts.
Bei einer Wendelabtastung wird wie vorstehend beschrieben le­ diglich eine Ansicht von Daten an jedem Schnittort erfaßt. Zur Rekonstruktion eines Bildes eines Schnitts werden die an­ deren Ansichtdaten für den Schnitt beruhend auf den für ande­ re Ansichten erfaßten Daten erzeugt. Wendelrekonstruktionsal­ gorithmen sind bekannt und beispielsweise bei C. Crawford und K.King, "Computed Tomography Scanning with Simultaneous Pati­ ent Translation", Med. Phys. 17(6), Nov./Dez. 1990, beschrie­ ben.
Im allgemeinen erzeugen stark dämpfende Objekte wie Knochen und metallische Objekte eine Strahlhärtung, ein Teilvolumen oder eine Unterreichweite bei den elektronischen Datenerfas­ sungseinrichtungen. Diese Effekte wiederum erzeugen Schatten- oder Streifenartefakte. Beispielsweise werden oft Titanklam­ mern bei Patienten verwendet, die einem chirurgischen Rück­ grateingriff unterzogen werden. Gemäß einer Anordnung wird die Klammer in dem invertebralen Raum plaziert, so daß der Knochen in der Titanklammer wachsen kann. Zur Beobachtung des Fortschritts des Patienten muß das Knochenwachstum in der Klammer betrachtet werden. Bei bekannten CT- Abtasteinrichtungen ist das durch die Titanklammer induzierte Metallartefakt jedoch ziemlich schwerwiegend, und es tritt eine merkliche CT-Zahlverschiebung auf. Demzufolge ist das Überwachen des Knochenwachstumsausmaßes in der Klammer schwierig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch stark dämpfende Objekte verursachte Artefakte zu korrigieren. Dies sollte ohne merkliche Erhöhung der Systemkosten geschehen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Korrekturalgo­ rithmus gelöst, der stark dämpfende Objekt-Artefakte korri­ giert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Patient zur Erzeugung von Projektionsdaten abgetastet. Die Projektionsdaten werden zur Erzeugung von Bilddaten verarbei­ tet. Die Bilddaten werden dann zur Identifizierung stark dämpfender Objekte verarbeitet. Diese Identifikation wird durch Segmentieren der Bilddaten in stark dämpfende Materi­ alklassen durchgeführt. Die Materialklassen beinhalten jeden Typ stark dämpfenden Materials, das für eine bestimmte Abta­ stung erwartet wird. Die Bilddaten werden segmentiert, indem jede CT-Zahl einer bestimmten Klasse zugeordnet wird. Bei­ spielsweise wird für eine Titanklammer jede CT-Zahl in die erwarteten Materialklassen Knochen, weiches Gewebe und Titan segmentiert.
Dann werden separate Komponenten-Bilddaten für jedes stark dämpfende Material erzeugt. Insbesondere werden die Bilddaten mit einer Zugehörigkeitsfunktion für jedes stark dämpfende Material multipliziert. Projektionsfehlerdaten werden unter Verwendung einer Dämpfungskennlinienfunktion erzeugt. Die Dämpfungskennlinienfunktion stellt den Gesamtbetrag der Dämp­ fung für verschiedene Dicken des stark dämpfenden Materials dar.
Nur-Fehler-Bilddaten werden für jedes stark dämpfende Materi­ al durch Filterung und Rückprojektion der Projektionsfeh­ lerdaten erzeugt. Die Nur-Fehler-Bilddaten werden dann ska­ liert und mit den ursprünglichen Bilddaten zur Korrektur der Artefakte kombiniert, die durch die stark dämpfenden Objekte verursacht werden. Die kombinierten Daten werden zur Erzeu­ gung eines korrigierten Bildes verarbeitet, das angezeigt werden kann.
Der vorstehend angeführte Algorithmus korrigiert durch stark dämpfende Objekte verursachte Artefakte. Infolgedessen können bei stark dämpfenden Objekten verbesserte Bilder erzeugt wer­ den.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine bildliche Darstellung eines CT-Abbildungssystems,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild des in Fig. 1 darge­ stellten Systems,
Fig. 3 ein Dämpfungskennliniendiagramm eines stark dämpfenden Materials und
Fig. 4 Zugehörigkeitsfunktionen von weichem Gewebe, Knochen und Titan.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Computer-Tomographie-(CT-)Ab­ bildungssystem 10 gezeigt, das ein Faßlager 12 enthält, das eine CT-Abtasteinrichtung der dritten Generation dar­ stellt. Das Faßlager 12 weist eine Röntgenstrahlquelle 14 auf, die Röntgenstrahlen 16 in Richtung eines Erfassungsar­ rays 18 auf der gegenüberliegenden Seite des Faßlagers 12 projiziert. Die Röntgenstrahlen werden durch einen (nicht ge­ zeigten) Kollimator kollimiert, daß sie in einer X-Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegen, die allgemein als Abbildungsebene bezeichnet wird. Das Erfassungsarray 18 wird von Erfassungselementen 20 gebildet, die zusammen die projizierten Röntgenstrahlen erfassen, die durch einen medi­ zinischen Patienten 22 hindurchfallen. Jedes Erfassungsele­ ment 20 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls und somit die Dämpfung des Strahls darstellt, wenn er durch den Patienten 22 hindurch­ fällt. Während einer Abtastung zur Erfassung von Röntgen­ strahlprojektionsdaten drehen sich das Faßlager 12 und die daran angebrachten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 24.
Die Drehung des Faßlagers 12 und der Betrieb der Röntgen­ strahlquelle 14 werden durch eine Steuereinrichtung 26 des CT-Systems 10 gesteuert. Die Steuereinrichtung 26 enthält ei­ ne Röntgenstrahlsteuereinrichtung 28, die die Röntgenstrahl­ quelle 14 mit Energie und Zeitsignalen versorgt, und eine Faßlagermotorsteuereinrichtung 30, die die Drehgeschwindig­ keit und Position des Faßlagers 12 steuert. Ein Datenerfas­ sungssystem (DAS) 32 in der Steuereinrichtung 26 tastet ana­ loge Daten von den Erfassungselementen 20 ab und wandelt die Daten in digitale Signale zur nachfolgenden Verarbeitung um. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgenstrahldaten von dem Datenerfas­ sungssystem 32 und führt eine Bildrekonstruktion mit hoher Geschwindigkeit durch. Das rekonstruierte Bild wird einem Computer 36 als Eingangssignal zugeführt, der das Bild in ei­ ner Massenspeichereinrichtung 38 speichert.
Der Computer 36 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einem Bediener über eine Konsole 40, die eine Tastatur auf­ weist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeigeeinrichtung 42 ermöglicht dem Bediener die Betrachtung des rekonstruier­ ten Bildes und anderer Daten vom Computer 36. Die vom Bedie­ ner zugeführten Befehle und Parameter werden vom Computer 36 zur Ausbildung von Steuersignalen und Informationen für das DAS 32, die Röntgenstrahlsteuereinrichtung 28 und die Faßla­ germotorsteuereinrichtung 30 verwendet. Außerdem bedient der Computer 36 eine Tischmotorsteuereinrichtung 44, die einen motorisierten Tisch 46 zur Positionierung des Patienten 22 im Faßlager 12 steuert. Insbesondere bewegt der Tisch 46 Ab­ schnitte des Patienten 22 durch eine Faßlageröffnung 48.
In der folgenden Beschreibung der Korrektur stark dämpfender Objekt-Artefakte wird manchmal insbesondere auf eine axiale Abtastung bezug genommen. Der Artefaktkorrekturalgorithmus ist allerdings nicht auf axiale Abtastungen beschränkt, und kann bei anderen Abtastungen wie Wendelabtastungen verwendet werden. Der nachstehend beschriebene Algorithmus kann im Com­ puter 36 implementiert sein und verarbeitet beispielsweise rekonstruierte Bilddaten. Alternativ dazu kann der Algorith­ mus auch in der Bildrekonstruktionseinrichtung 34 implemen­ tiert sein und dem Computer 36 korrigierte Bilddaten zufüh­ ren. Weitere alternative Implementationen sind natürlich mög­ lich. Außerdem bezieht sich der Ausdruck "stark dämpfende" Objekte auf solche Objekte, die aus einem Material mit we­ sentlich unterschiedlichen Dichten gegenüber weichem Gewebe bestehen.
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden bei der Durchfüh­ rung einer CT-Abtastung Daten von den Erfassungselementen 20 erhalten. Diese Daten werden in der Technik allgemein als Projektionsdaten bezeichnet. Dann wird eine Hochgeschwindig­ keits-Bildrekonstruktion zur Erzeugung von Bilddaten durchge­ führt. Bezüglich der Bildrekonstruktion sind gegenwärtig vie­ le Bildrekonstruktionsalgorithmen in im Handel erhältlichen CT-Geräten implementiert, und der vorliegende Bildkorrek­ turalgorithmus kann in Verbindung mit vielen solcher Rekon­ struktionsalgorithmen implementiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Bilddaten bezüglich stark dämpfender Objekt-Artefakte durch Identifikation jedes stark dämpfenden Objekts, Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Material und Kombination der Nur- Fehler-Bilddaten mit den ursprünglichen Bilddaten zur Erzeu­ gung korrigierter Bilddaten korrigiert. Die korrigierten Bilddaten werden dann zur Erzeugung eines korrigierten Bildes verarbeitet.
Vor der Identifizierung der stark dämpfenden Objekte werden Dämpfungskennlinien für stark dämpfende Materialien, denen allgemein begegnet wird, bestimmt. Inbesondere wird eine Dämpfungskennlinie für jedes Material bestimmt oder charakte­ risiert, indem der Dämpfungsbetrag für verschiedene Material­ dicken gemessen wird. Die gemessene Dämpfung wird gegenüber der Materialdicke zur Erzeugung einer Dämpfungskurve aufge­ tragen. Dann wird eine Dämpfungskennlinienfunktion unter Ver­ wendung der Dämpfungskurve bestimmt, indem bekannte Kurvenan­ passungsalgorithmen verwendet werden.
Gemäß Fig. 3 ergibt sich beispielsweise die Dämpfungskennli­ nie von Titan unter Verwendung einer Anpassung zweiter Ord­ nung zu:
λ= 0,16602 + 0,233341t - 0,00290t2
mit: λ = Gesamtbetrag der Dämpfung
t = Dicke von Titan (Ti).
Nach der Bestimmung der Dämpfungskennlinie für jedes Material werden die stark dämpfenden Objekte in den Bilddaten identi­ fiziert. Diese Identifikation wird durch eine Anfangsidenti­ fikation des Materials durchgeführt, das in den Bilddaten enthalten ist. Die Identifikation des stark dämpfenden Mate­ rials beruht auf dem durchgeführten Abtasttyp. Wird bei­ spielsweise eine dentale Abtastung mit Zahnfüllungen durchge­ führt, werden die stark dämpfenden Objekte üblicherweise als Quecksilber identifiziert. Der Identifikation der Materialien folgt die Segmentierung der Bilddaten in separate Klassen und ihre Korrektur. Insbesondere werden die Bilddaten in eine se­ parate Klasse für jedes stark dämpfende Material eingeteilt, das identifiziert wurde. Beispielsweise werden bei der Abta­ stung der Titanklammer wie vor stehend beschrieben die Bildda­ ten in separate Klassen, d. h. weiches Gewebe, Knochen und Ti­ tan segmentiert. In Abhängigkeit von dem durchzuführenden Test können zusätzliche Klassen definiert werden.
Zur Durchführung der Segmentierung werden die CT-Zahlen aus den Bilddaten verwendet. Insbesondere wird jede CT-Zahl in den Bilddaten einer bestimmten Klasse beruhend auf ihrer In­ tensität zugeordnet. Im allgemeinen weisen verschiedene Mate­ rialien unterschiedliche CT-Zahlen auf. Beispielsweise haben Knochen eine CT-Zahl von über 200, Wasser hat eine CT-Zahl von 0, weiches Gewebe (im Gehirn) hat eine CT-Zahl von unge­ fähr 20 bis 50 und Luft hat eine CT-Zahl von -1000. Da die CT-Zahlen für verschiedene Materialien unterschiedlich sind, kann ein Schwellenwertverfahren allgemein zur Zuordnung der CT-Zahlen zu bestimmten Klassen, beispielsweise Wasser und weiches Gewebe, verwendet werden. In der Technik sind viele Schwellenwertverfahren bekannt.
Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, weisen jedoch viele CT-Zahlen Intensitäten auf, die zwischen Klassen oder Schwellenwerte fallen. Zur Zuordnung derartiger CT-Zahlen zur richtigen Klasse kann eine Fuzzy-Logik zur Erzeugung einer Zugehörig­ keitsfunktion für jedes Material verwendet werden. Beispiels­ weise können einige CT-Zahlen nicht mit großer Sicherheit entweder oder Knochen oder Titan zugeordnet werden. Diese CT- Zahlen weisen eine duale Zugehörigkeit sowohl zur Knochen­ klasse als auch zur Titanklasse auf. Unter Verwendung einer Fuzzy-Logik kann festgelegt werden, daß die CT-Zahl mit einem ersten Zugehörigkeitsgrad zur Titanklasse gehört, und mit ei­ nem zweiten Zugehörigkeitsgrad zur Knochenklasse gehört. Die Übergangsfunktion vom Knochenbereich zum Titanbereich kann entweder durch lineare oder nichtlineare Funktionen darge­ stellt werden.
Gemäß einem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel verrin­ gert sich der Zugehörigkeitsgrad für das Gewebe, und erhöht sich der Zugehörigkeitsgrad für Knochen, wenn die CT-Zahl an­ steigt. Ist die CT-Zahl hoch, geht der CT-Zahl- Zugehörigkeitsgrad von Knochen zu Titan über. Die Zugehörig­ keitsfunktionen sind derart entwickelt, daß die Materialien aus den anderen Klassen richtig ausgeschlossen werden.
Dann werden Komponenten-Bilddaten für jedes stark dämpfende Material erzeugt. Insbesondere werden die Bilddaten mit der Zugehörigkeitsfunktion jedes stark dämpfenden Materials mul­ tipliziert. Beispielsweise werden bei der Abtastung der Ti­ tanklammer die rekonstruierten Bilddaten mit der Knochenzuge­ hörigkeitsfunktion zur Erzeugung von Nur-Knochen-Komponenten- Bilddaten multipliziert. Außerdem werden die Bilddaten mit der Titanzugehörigkeitsfunktion zur Erzeugung von Nur-Titan- Komponenten-Bilddaten multipliziert.
Die Nur-Knochen-Komponenten-Bilddaten und die Nur-Titan- Komponenten-Bilddaten werden dann zur Erzeugung von Sätzen aus Knochenprojektionsdaten und Titanprojektionsdaten separat vorwärts projiziert. Vorwärtsprojektionsverfahren sind be­ kannt, und es können viele Verfahren in Verbindung mit dem vorliegenden Algorithmus verwendet werden. Die Vorwärtspro­ jektion erzeugt aufgrund des Interpolationsvorgangs glattere Projektionen. Die Knochen- und Titanprojektionsdaten werden dann unter Verwendung der Dämpfungskennlinienfunktion zur Ausbildung separater Knochen- und Titan- Projektionsfehlerdaten angepaßt. Insbesondere werden die Kno­ chenprojektionsdaten entsprechend der Knochendämpfungskennli­ nienfunktion angepaßt, und die Titanprojektionsdaten werden anhand der Titandämpfungskennlinienfunktion angepaßt.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können die re­ konstruierten Bilddaten für Abtastungen mit scharfen Bildern mit einer höheren Abschneidefrequenz zur Erzeugung der Kompo­ nenten-Bilddaten erzeugt werden. Gemäß einer weiteren Alter­ native können die ursprünglichen rekonstruierten Bilddaten unter Verwendung von Hochpaßfiltern zur Erzeugung von Bildda­ ten mit verstärkten Kanten gefiltert werden.
Nach der Filterung der Knochen- und Titanprojektionsfehlerda­ ten werden die resultierenden gefilterten Daten zur Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes Material rückprojiziert. Die Nur-Fehler-Bilddaten für jedes Material werden skaliert und zu den ursprünglichen Bilddaten zur Korrektur der stark dämpfenden Objekt-Artefakte addiert. Nach der Kombination der Nur-Fehler-Daten und der Bilddaten werden die resultierenden Daten zur Erzeugung eines korrigierten Bildes verarbeitet. Das korrigierte Bild wird dann beispielsweise auf der Anzei­ geeinrichtung 42 angezeigt.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Dämp­ fungskennlinie für die stark dämpfenden Materialien beruhend auf den von benachbarten Schnitten erfaßten Bilddaten einge­ richtet bzw. angepaßt werden. Unter der Annahme, daß die Dämpfungskennlinie des stark dämpfenden Objekts sich nicht schnell ändert, wird die Dämpfungskennlinie zur Maximierung der Gleichmäßigkeit der umgebenden Bereiche angepaßt, nachdem die Bilddaten bezüglich stark dämpfender Objekte korrigiert wurden. Die Dämpfungskennlinien können beliebig oft zur Si­ cherstellung angepaßt werden, daß die Korrektur überall wirk­ sam ist. Außerdem kann die Intensität eines Bereichs oder Schnitts unmittelbar neben dem stark dämpfenden Objekt mit der Intensität eines Bereichs oder eines Schnitts verglichen werden, der von dem stark dämpfenden Objekt ein klein wenig entfernt ist. Ist die Schwankung zwischen dem unmittelbaren Nachbar und dem umgebenden Bereich größer als ein erster Schwellenwert, wird keine Korrektur angewendet. Ist die Schwankung innerhalb eines gültigen Bereichs oder kleiner als der erste Schwellenwert jedoch größer als ein Basisschwellen­ wert, kann die Dämpfungskennlinie des stark dämpfenden Mate­ rials derart angepaßt werden, daß die korrigierten Bilddaten eine flache Intensität widerspiegeln.
Gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann der Bediener aus einem Satz vordefinierter oder vorab gespei­ cherter Dämpfungskennlinien beruhend auf vom Patienten 22 ge­ gebenen Informationen oder beruhend auf dem medizinischen Da­ tensatz des Patienten auswählen. Diese vorab gespeicherten Dämpfungskennlinien stellen allgemein beobachtete stark dämp­ fende Materialien dar. Sind Informationen über die bestimmten stark dämpfenden Objekte nicht verfügbar, werden die Dämp­ fungskennlinien beruhend auf dem abzuschließenden Abtasttyp ausgewählt, beispielsweise ist das stark dämpfende Material für eine dentale Abtastung höchstwahrscheinlich Quecksilber.
Gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel können die Projektionsdaten für jedes Material vor ihrer Filterung und Rückprojektion kombiniert werden. Die kombinierten Pro­ jektionsdaten werden dann wie vorstehend beschrieben verar­ beitet. Eine derartige Verarbeitung kann die Erzeugungsge­ schwindigkeit des korrigierten Bildes verbessern.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Korrektur von durch stark dämpfende Objekte in in einem CT- System erfaßten Bilddaten verursachten Artefakten unter Ver­ wendung eines Korrekturalgorithmus offenbart. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Algorithmus werden die stark dämpfen­ den Objekte in den Bilddaten unter Verwendung der CT-Zahlen aus den Bilddaten identifiziert. Die segmentierten Bilddaten für jedes stark dämpfende Material werden zur Erzeugung sepa­ rater Komponenten-Bilder für jedes Material verwendet. Die Komponenten-Bilddaten für jedes Material werden dann zur Er­ zeugung von Projektionsdaten für jedes Material separat vor­ wärts projiziert. Die Projektionsdaten für jedes Material werden dann anhand der Dämpfungskennlinie des Materials zur Erzeugung von Projektionsfehlerdaten für jedes Material ange­ paßt. Die resultierenden Projektionsfehlerdaten werden dann zur Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten gefiltert und rückpro­ jiziert. Die Nur-Fehler-Bilddaten werden dann skaliert und mit den ursprünglichen Bilddaten zur Beseitigung der stark dämpfenden Objekt-Artefakte kombiniert.

Claims (29)

1. Verfahren zur Korrektur von durch stark dämpfende Ob­ jekte in Bilddaten verursachten Artefakten, wobei die Bildda­ ten in einem Computer-Tomographie-System (10) erfaßt werden, mit den Schritten:
Bestimmen einer Dämpfungskennlinie für jedes stark dämp­ fende Material der stark dämpfenden Objekte,
Identifizieren der stark dämpfenden Objekte in dem Bild und
Erzeugen von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämp­ fende Objekt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Identifikation der stark dämpfenden Objekte die Schritte umfaßt
Segmentieren der Bilddaten in Materialklassen und
Erzeugen einer Zugehörigkeitsfunktion für jede Materi­ alklasse.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Objekt den Schritt umfaßt
Erzeugen separater Komponenten-Bilddaten für jedes stark dämpfende Material.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Erzeugung sepa­ rater Komponenten-Bilddaten den Schritt umfaßt
Multiplizieren der Bilddaten mit jeder Materialklassen- Zugehörigkeitsfunktion.
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Objekt ferner die Schritte umfaßt
Erzeugen von Projektionsdaten durch Vorwärtsprojektion des Komponenten-Bildes jedes stark dämpfenden Materials und
Erzeugen von Projektionsfehlerdaten durch Anpassen der Projektionsdaten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Erzeugung von Projektionsfehlerdaten durch Anpassung der Projektionsdaten den Schritt umfaßt
Anpassen der Projektionsdaten durch die Dämpfungskennli­ nie jedes stark dämpfenden Materials.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Anpassung der Projektionsdaten durch die Dämpfungskennlinie jedes stark dämpfenden Materials die Schritte umfaßt
Verwenden von vom Bediener zugeführten Daten zur Identi­ fikation der stark dämpfenden Materialien und
Anpassen der Projektionsdaten durch vordefinierte Dämp­ fungskennlinien beruhend auf den identifizierten stark dämp­ fenden Materialien.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Verwendung der vom Bediener zugeführten Daten zur Identifikation der stark dämpfenden Materialien den Schritt umfaßt
Identifizieren des durchzuführenden Abtasttyps.
9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten aus den Projektionsdaten die Schritte umfaßt
Filtern der Projektionsfehlerdaten für jedes stark dämp­ fende Material und
Rückprojizieren der gefilterten Projektionsfehlerdaten.
10. Verfahren nach Anspruch 5, ferner mit dem Schritt
Kombinieren der Projektionsdaten für jedes stark dämp­ fende Material vor der Erzeugung der Projektionsdaten.
11. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt
Skalieren der Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämp­ fende Material.
12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner mit dem Schritt
Erzeugen eines korrigierten Bildes durch Addition der skalierten Nur-Fehler-Bilddaten und der Bilddaten.
13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die in dem Compu­ ter-Tomographie-System (10) erfaßten Bilddaten Bilddaten aus einer Vielzahl von Schnitten enthalten, und wobei die Bestim­ mung der Dämpfungskennlinie für jedes stark dämpfende Materi­ al die Schritte umfaßt
Vergleichen von Bilddaten von einem ersten Schnitt mit Bilddaten von einem zweiten Schnitt und
Anpassen der Dämpfungskennlinie für jedes stark dämpfen­ de Material beruhend auf dem Vergleich der Bilddaten von den Schnitten.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Anpassung der Dämpfungskennlinie beruhend auf dem Vergleich der Bilddaten von den Schnitten die Schritte umfaßt
Bestimmen, ob die Veränderung zwischen den ersten Schnitt-Bilddaten und den zweiten Schnitt-Bilddaten innerhalb eines gültigen Bereichs liegt, und
wenn die Veränderung in dem gültigen Bereich liegt, An­ passen der Dämpfungskennlinie des stark dämpfenden Materials.
15. System (10) zur Korrektur von durch stark dämpfende Objekte verursachten Artefakten in Bilddaten, wobei die Bild­ daten bei einer Tomographie-Abtastung erfaßt werden, mit
einer Einrichtung zur Bestimmung einer Dämpfungskennli­ nie für jedes Material der stark dämpfenden Objekte,
einer Einrichtung zur Identifikation der stark dämpfen­ den Objekte in den Bilddaten und
einer Einrichtung zur Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Objekt.
16. System nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zur Identifikation der stark dämpfenden Objekte eine Einrichtung zur Segmentierung der Bilddaten in Materialklassen und eine Einrichtung zur Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion für jede Materialklasse umfaßt.
17. System nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zur Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Objekt eine Einrichtung zur Erzeugung eines separaten Kompo­ nenten-Bildes für jedes stark dämpfende Material umfaßt.
18. System nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der separaten Komponenten-Bilder eine Einrichtung zur Multiplikation der Bilddaten mit jeder Materialklassen- Zugehörigkeitsfunktion umfaßt.
19. System nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung zur Erzeugung von Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Objekt eine Einrichtung zur Erzeugung von Projektionsdaten durch Vorwärtsprojektion des Komponenten-Bildes jedes stark dämpfenden Materials und eine Einrichtung zur Anpassung der Projektionsdaten zur Erzeugung von Projektionsfehlerdaten um­ faßt.
20. System nach Anspruch 19, wobei die Einrichtung zur Anpassung der Projektionsdaten zur Erzeugung von Projektions­ fehlerdaten eine Einrichtung zur Anpassung der Projektionsda­ ten durch die Dämpfungskennlinie jedes stark dämpfenden Mate­ rials umfaßt.
21. System nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zur Anpassung der Projektionsdaten durch die Dämpfungskennlinie jedes stark dämpfenden Materials eine Einrichtung zur Verwen­ dung von von einem Bediener zugeführten Daten zur Identifika­ tion der stark dämpfenden Materialien und eine Einrichtung zur Anpassung der Projektionsdaten durch vordefinierte Dämp­ fungskennlinien beruhend auf den identifizierten stark dämp­ fenden Materialien umfaßt.
22. System nach Anspruch 21, wobei die Einrichtung zur Verwendung der vom Bediener zugeführten Daten eine Identfika­ tion des durchzuführenden Abtasttyps durch den Bediener um­ faßt.
23. System nach Anspruch 19, wobei die Einrichtung zur Erzeugung von Projektionsfehlerdaten durch Anpassung der Pro­ jektionsdaten eine Einrichtung zur Filterung der Projektions­ fehlerdaten für jedes stark dämpfende Material und eine Ein­ richtung zur Rückprojektion der gefilterten Projektionsfeh­ lerdaten umfaßt.
24. System nach Anspruch 19, ferner mit einer Einrich­ tung zur Kombination der Projektionsdaten für jedes stark dämpfende Material vor der Erzeugung der Projektionsdaten.
25. System nach Anspruch 24, ferner mit einer Einrich­ tung zur Skalierung der Nur-Fehler-Bilddaten für jedes stark dämpfende Material.
26. System nach Anspruch 25, ferner mit einer Einrich­ tung zur Erzeugung eines korrigierten Bildes durch Addition der skalierten Nur-Fehler-Bilddaten und der Bilddaten.
27. System nach Anspruch 15, wobei die bei der Tomogra­ phie-Abtastung erfaßten Bilddaten Bilddaten von einer Viel­ zahl von Schnitten enthalten, und wobei die Einrichtung zur Bestimmung der Dämpfungskennlinie für jedes stark dämpfende Material eine Einrichtung zum Vergleichen von Bilddaten aus einem ersten Schnitt mit Bilddaten aus einem zweiten Schnitt und eine Einrichtung zur Anpassung der Dämpfungskennlinie für jedes stark dämpfende Material beruhend auf dem Vergleich der Bilddaten aus den Schnitten umfaßt.
28. System nach Anspruch 27, wobei die Einrichtung zur Anpassung der Dämpfungskennlinie beruhend auf dem Vergleich der Bilddaten aus den Schnitten eine Einrichtung zur Bestim­ mung, ob die Veränderung zwischen den ersten Schnitt- Bilddaten und den zweiten Schnitt-Bilddaten innerhalb eines gültigen Bereichs liegt, und eine Einrichtung zur Anpassung der Dämpfungskennlinie des stark dämpfenden Materials, wenn die Veränderung innerhalb des gültigen Bereichs liegt, um­ faßt.
29. System nach Anspruch 15, ferner mit einer Einrich­ tung zur Erzeugung eines korrigierten Bildes.
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