DE3204852C2

DE3204852C2 -

Info

Publication number: DE3204852C2
Application number: DE3204852A
Authority: DE
Inventors: Akinami Omiya Saitama Jp Ohhashi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1989-12-14
Also published as: JPH0123136B2; JPS57134142A; NL191012C; FR2499734A1; NL191012B; FR2499734B1; DE3204852A1; US4495645A; NL8200534A

Description

Die Erfindung betrifft einen Computertomograph nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein dynamisches Abtasten wurde bereits mit Computertomo graphen (im folgenden wird "Computertomograph" auch mit "CT" abgekürzt) versucht. Beim dynamischen Abtasten wer den CT-Bilder des gleichen Querschnitts zu verschiedenen Zeiten erzeugt, indem kontinuierlich der gleiche Quer schnitt für eine kurze Zeitdauer abgetastet wird. Mit diesem dynamischen Abtasten wird die Diffusion eines Kon trastmittels über einer gewissen Zeitdauer beobachtet. Auf diese Weise wird eine Diagnose durchgeführt.

Ein herkömmlicher Computertomograph erfordert eine Abtast zeit von wenigstens 4 s. Lediglich ein CT-Bild wird alle 4 s gebildet, selbst wenn das Abtasten kontinuierlich durchgeführt wird. Somit beinhaltet dieses CT-Bild eine Zeitverschmierung von 4 s.

Mittels Teilabtasten können kontinuierliche Abtast bilder innerhalb einer kurzen Zeitdauer erzeugt werden.

Das Teilabtasten wird anhand der Fig. 1 näher erläu tert. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird ein Fall erläutert, bei dem alle Projektionsdaten als Parallel strahldaten vorliegen.

Fig. 1 zeigt eine Rotationsabtastung für einen Bereich R, wobei mit einer ersten Projektion P 1 begonnen wird. Parallel strahldatensätze für 300 Projektionen werden nach einer Drehung der Meßanordnung in 4 s erlangt. Wenn auf diese Weise die Projektionsdaten als Parallelstrahldatensätze ermitelt werden, kann ein Re konstruktionsbild erzeugt werden, wenn Projektionsda ten entsprechend einer Drehung um 180° erlangt werden. Wenn daher die erste Projektion P 1 als die Anfangsprojektion und die 150ste Projektion als die Endprojektion festgelegt werden, wird ein CT-Bild rekon struiert. Dieses erhaltene Bild umfaßt eine Zeitver schmierung von 2 s. Wenn weiterhin die 51ste Projektion P 2 als die Anfangsprojektion und die 200ste Projek tion als die Endprojektion festgelegt werden, wird ein zusätzliches CT-Bild rekonstruiert. Dieses zweite Bild umfaßt auch die Zeitverschmierung von 2 s in der gleichen Weise wie das erste CT-Bild. Jedoch wird das zweite Bild ²/₃ s nach dem ersten CT-Bild erhalten. Wenn die 101te Projektion P 3 und die 151ste Projektion P 4 als Anfangsprojektionen festgelegt werden und Projektionen, die um 150 Projek tionen von der 101ten und der 151sten Projektion P 3 bzw. P 4 verschieden sind, als Endprojektion festgelegt werden, dann werden dritte und vierte CT-Bilder in Zeitabständen von ²/₃ s rekonstruiert. In diesem Beispiel differieren die jeweiligen Bilder um jeweils 50 Projektionen. Wenn jedoch als Differenz eine Projektion festgelegt wird, dann werden 151 CT- Bilder erzeugt. Diese Bilder umfassen die Zeitver schmierung von 2 s. Die Zeitverschmierung zwischen den benachbarten CT-Bildern beträgt sequentiell ²/₁₅₀ s. Wenn diese Bilder kontinuierlich angezeigt werden, dann wird eine dynamische CT-Bildbeobachtung durchgeführt.

Jedoch treten die folgenden Probleme auf, wenn die obi ge Methode in die Praxis umgesetzt wird:

(1) Es erfordert eine lange Zeitdauer, um die jeweiligen CT-Bilder von 151 Stücken der Projektionsdaten wie derzugewinnen.
(2) Eine große Speicherkapazität ist erforderlich, um die Bilddaten von 151 Bildern zu speichern.
(3) Es ist schwierig, kontinuierlich die 151 CT-Bilder anzuzeigen, da der Aufwand für die Datenübertragung beträchtlich ist.

Aus der DE-OS 28 04 157 ist ein Computertomograph be kannt, mit dem ein möglichst genaues Bild mit Projektions daten gewonnen werden kann, die mit einer Drehung einer Meßanordnung um einen Winkel von weniger als 180° erhal ten werden.

Weiterhin ist in der DE-OS 25 21 796 eine Anordnung zur Ermittlung der räumlichen Verteilung der Absorption oder der Emission von Strahlung in einer Ebene eines Körpers beschrieben, wobei in einer Vielzahl von Meßreihen die Absorption bzw. die Emission des Körpers in mehreren in der Ebene liegenden Richtungen gemessen wird und jede Meßreihe eine Anzahl von Meßwerten umfaßt. Die bei den Messungen erhaltenen Meßwerte werden einer Faltung un terworfen, wozu sie jeweils seriell in Transversalfiltern eingespeist werden, an deren Ausgang die der Faltung un terworfenen Werte abnehmbar sind. Eine ähnliche Faltung wird auch bei einer aus der GB-PS 14 71 531 bekannten Vorrichtung angewandt.

Weiterhin wird in der Zeitschrift "Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der Nuklearmedizin" 133, 4 (1980), Seiten 347 bis 354, auf die Gewinnung dynamischer Bilder in der Computertomographie eingegangen, wobei die Bedeutung kurzer Aufnahmefolgen hervorgehoben wird.

Ein allgemeiner Überblick über Computertomographie und Faltung kann der Zeitschrift "Biomedizinische Technik" 25 (1980, 5), Seiten 123 bis 133, entnommen werden.

Schließlich ist aus der Zeitschrift "Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der Nuklearmedizin" 129, 6 (1978), Seiten 667 bis 672, die Messung und differenzierte bildliche Darstellung der Nierendurch blutung mittels Computerangiographie bekannt, wozu ein Bild eines Blutgefäßes gewonnen wird, indem ein Teil bild, das vor der Injektion eines Kontrastmittels in das Blutgefäß erhalten wird, von dem Teilbild subtra hiert wird, das nach der Injektion des Kontrastmittels in das Blutgefäß erzielt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Com putertomographen zu schaffen, mit dem dynamische Bilder bei kleiner Speicherkapazität rasch und ohne großen Aufwand für Datenübertragung erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Computertomographen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 4.

Beim erfindungsgemäßen Computertomograph wird eine An zahl dynamischer Bilder in einer kurzen Zeitdauer rekonstruiert. Weiterhin werden die rekonstruierten Bilder gleichzeitig angezeigt. Daher kann der Aufwand für die zur Wiedergabeeinrichtung zu übertragenden Daten möglichst klein gemacht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips eines Teilabtastbetriebs mit parallelen Strah len,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebs art eines Computertomographen nach einem Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die Betriebsart nach dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei spiel der Erfindung erläutert,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Datenerfassungs systems von Fig. 3,

Fig. 5A bis 5G Zeitdiagramme zur Erläuterung der Be ziehungen zwischen der Zeit und allen Projek tionsdaten, die zum Erzeugen oder Konstruieren von CT-Bildern benutzt werden, wenn eine voll ständige Rotationsabtastung mit parallelen Strahlen durchgeführt wird, wobei Fig. 5A die Zeit, Fig. 5B die Abtastwinkel, Fig. 5C die Projektionen und die Fig. 5D bis 5G jeweils CT-Bilder (1) bis (151) zeigen,

Fig. 6A bis 6G Zeitdiagramme zur Erläuterung der Be ziehungen zwischen der Zeit und allen Projek tionsdaten, die zum Konstruieren oder Erzeugen von CT-Bildern verwendet werden, wenn zwei vollständige Rotationsabtastungen mit den Fächerstrahlen durchgeführt werden, wobei Fig. 6A die Zeit, Fig. 6B die Abtastwinkel, Fig. 6C die Projektionen und die Fig. 6D bis 6G jeweils die CT-Bilder (1) bis (151) zeigen,

Fig. 7A bis 7G Zeitdiagramme zur Erläuterung der Be ziehungen zwischen der Zeit und allen Projek tionsdaten, die zum Rekonstruieren von CT- Bildern verwendet werden, wenn eine vollstän dige Rotationsabtastung mit den Fächerstrahlen durchgeführt wird und wenn die verwendete Re konstruktionsmethode vom Fächerstrahl-/Parallel strahl-Umsetzungstyp ist, wobei Fig. 7A die Zeit, Fig. 7B die Abtastwinkel, Fig. 7C die Projektionen und die Fig. 7D bis 7G jeweils die CT-Bilder (1) bis (151) zeigen,

Fig. 8A bis 8G Zeitdiagramme zur Erläuterung der Be ziehungen zwischen der Zeit und allen Projek tionsdaten, die zum Rekonstruieren von CT- Bildern verwendet werden, wenn eine vollstän dige Rotationsabtastung mit den Fächerstrahlen durchgeführt wird und wenn die Rekonstruktions methode vom Reflexionstyp ist, wobei Fig. 8A die Zeit, Fig. 8B die Abtastwinkel, Fig. 8C die Projektionen und die Fig. 8D bis 8G die Projektionsdaten zeigen, die zum Rekonstruie ren der CT-Bilder (1) bis (151) verwendet werden,

Fig. 9A bis 9D Flußdiagramme zur Erläuterung der Be triebsart, wenn eine vollständige Rotationsab tastung mit Datensätzen für parallele Strahlen durchgeführt wird,

Fig. 10A bis 10C Flußdiagramme zur Erläuterung der Be triebsart, wenn zwei, vollständige Rotations abtastungen mit Datensätzen für parallele Strahlen durchgeführt werden,

Fig. 11A bis 11D Flußdiagramme zur Erläuterung der Be triebsart, wenn eine vollständige Rotationsab tastung mit den Fächerstrahlen durchgeführt wird und wenn die Rekonstruktionsmethode vom Fächerstrahl-/Parallelstrahl-Umsetzungstyp ist und

Fig. 12A bis 12E Flußdiagramme zur Erläuterung der Be triebsart, wenn eine vollständige Rotations abtastung mit den Fächerstrahlen durchgeführt wird und wenn die Rekonstruktionsmethode vom Reflexionstyp ist.

In Fig. 2 wird jede Projektion mit Datensätzen für parallele Strahlen wie im Fall von Fig. 1 erhalten; jede Projektion wird lediglich durch den zentralen Strahl dargestellt, und 300 Projektionen sind nach einer einzigen Umdrehung der parallelen Strahlen enthalten. Die erste Projek tion P 1 und die 151ste Projektion P 151, die zweite Projektion P 2 und die 152ste Projektion P 152 sowie die 150ste Projektion P 150 und die 300ste Projektion P 300 haben jeweils eine Winkeldifferenz von 180°. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weisen die Folgen der Pro jektionsdaten (P 1₁ bis P 1 _n und P 4₁ bis P 4 _n) jedes Paares der oben erwähnten Projektionen entgegenge setzte Reihenfolgen auf.

Jede Datenfolge der 151sten Projektionsdaten P 151 bis zu den 300sten Projektionsdaten P 300 wird zuerst in der Reihen folge umgekehrt, indem die Daten nach deren Erfassung verarbeitet werden. Da die Winkeldifferenz 180° beträgt, sind die Röntgenstrahlwege durch den Patienten bzw. den Prüfling die gleichen. Daher umfaßt die Rückprojektion denselben Winkel. Somit können die Datenfolgen der ersten bis 150sten Projektion und die Datenfolgen der 151sten bis 300sten Projektion in umgekehrter Reihenfolge als Da tenfolgen des gleichen Winkels und der gleichen Reihen folge angesehen werden.

Im nächsten Schritt wird die Differenz zwischen jedem Paar der Projektionsdatenfolgen mit einer Winkel differenz von 180° erhalten. Die sich ergebenden Daten werden als Delta-Projektionsdatenfolgen bezeichnet. So mit wird die Differenz zwischen der 151sten Projek tionsdatenfolge P 151 (der umgekehrten Reihenfolge) und der ersten Projektionsdatenfolge P 1 als erste Delta- Projektionsdatenfolge bezeichnet. Auf ähnliche Weise werden die zweiten bis 150sten Delta-Projektionsda tenfolgen erhalten.

Sodann werden die Datenfolgen von der ersten Projek tion P 1 bis zur 150sten Projektion P 150 gefaltet und rückprojiziert, um ein erstes CT-Bild (1) zu rekon struieren.

Ein zweites CT-Bild (2) wird dann betrachtet. Das zwei te CT-Bild kann durch Rückprojektion der Datenfolge der zweiten Projektion P 2 über die 151ste Projektion P 151 erhalten werden. Wenn die Datenfolgen für die Rekonstruktion des ersten und des zweiten CT-Bildes verglichen werden, dann zeigt sich, daß diese gleich sind mit der Ausnahme, daß die Datenfolge der ersten Projektion P 1 und die Datenfolge der 151sten Projek tion P 151 verschieden sind. Daraus folgt, daß das zweite CT-Bild durch Rückprojektion der negativen Da tenfolge der ersten Projektion P 1 und der Datenfolge der 151sten Projektion P 151 auf das erste CT-Bild er halten werden kann. Die erste Projektion P 1 und die 151ste Projektion P 151 haben eine Winkeldifferenz von 180°. Wenn daher die Datenfolge entsprechend der 151sten Projektion P 151 umgekehrt wird, wie dies oben beschrieben wurde, dann kann eine Rückprojektion beim gleichen Winkel wie derjenige der ersten Projektion P 1 durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das zweite CT-Bild durch Rückprojizieren der Differenz zwischen der Datenfolge der umgekehrten Reihenfolge der 151sten Projektion P 151 und der Datenfolge der ersten Projek tion P 1 auf die Bilddaten des ersten CT-Bildes erhal ten werden. Dies ist gleichwertig zur Rückprojektion der ersten Delta-Projektionsdatenfolge auf die Bild daten des ersten CT-Bildes.

Das zweite CT-Bild wird durch Rückprojektion der ersten Delta-Projektionsdatenfolge auf die Bilddaten des ersten CT-Bildes erhalten. In ähnlicher Weise wird ein n-tes CT-Bild durch Rückprojektion einer (n - 1)-ten Delta-Projektionsdatenfolge auf ein (n - 1)-tes CT-Bild erhalten.

Gemäß diesem Prozeß werden CT-Bilder (jeweils ein schließlich der Zeitverschmierung von 2 s) mit einer zeitlichen Verzögerung von ²/₁₅₀ s zwischen benachbar ten Bildern kontinuierlich durch Rückprojektion einer einzigen Projektionsdatenfolge erhalten. Eine Gruppe von Delta-Projektionsdatenfolgen kann innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer (beispielsweise 1 s) rück projiziert werden. Wenn daher ein Bildspeicher für eine Rückprojektion auch als ein Anzeigespeicher dient, können dynamische CT-Bilder kontinuierlich angezeigt werden.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbei spiel der Erfindung gemäß dem oben anhand von Fig. 2 beschriebenen Prinzip zeigt. In diesem Ausführungsbei spiel wird ein Rotations/Rotations-Typ-Computertomograph (im folgenden als R-R-Typ bezeichnet) der dritten Generation ange wandt. Ein Röntgenstrahlgenerator 1 umfaßt einen Hoch spannungsgenerator 3, ein Röntgenstrahl-Einstellglied 5 und eine Röntgenstrahlröhre 7 zum Erzeugen von Rönt genstrahlen. Abhängig von einem von einem Systemregel glied 41 eingespeisten Signal beginnen die Röntgen strahlröhre 7 und ein auf einer weiter unten näher be schriebenen Unterlage vorgesehener Röntgende tektor 9 ihren Betrieb. Die Röntgenstrahlröhre 7 und der Röntgendetektor 9 drehen sich als Einheit über einen Winkel von 360° oder 720° um den Patienten. Während der Drehung ist der Patient den Röntgenstrah len abhängig von einem Röntgenstrahl-Tastsignal ausgesetzt. Die Röntgenstrahlen, die den Patienten 8 durchdringen, werden durch den Röntgendetektor 9 er faßt. Der Röntgendetektor 9 hat beispielsweise 512 Kanäle, und das Ausgangssignal des Röntgen detektors 9 wird einem Datenerfassungssystem 11 zugeführt. Das Datenerfassungssystem 11 umfaßt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, einen Verstärker 13, ein Abtast- und Halteglied 15, einen Multiplexer 17 und einen Analog/Digital-Umsetzer 19. Das Ausgangssignal des Röntgendetektors 9 wird auf einen geeigneten Pegel durch den Verstärker 13 verstärkt, und ein Im pulssignal wird in ein Gleichstromsignal durch das Abtast- und Halteglied 15 umgesetzt. Das Ausgangs signal des Abtast- und Haltegliedes 15 wird an den Analog/Digital-Umsetzer 19 über den Multiplexer 17 abgegeben, um in ein Digitalsignal umgesetzt zu wer den. Das Ausgangssignal des Datenerfassungssystems 11 wird an eine Vorverarbeitungseinheit 21 abgegeben (Einzelheiten der Vorverarbeitungseinheit sind be schrieben in "CT Scanner", Yoshinori IWAI, CORONA Publishing Co., LTD., Japan, 1979).

Die Vorverarbeitungseinheit 21 setzt das Ausgangs signal des Datenerfassungssystems 11 in einen inte grierten Wert eines Strahlabsorptionskoeffizienten um.

Zusätzlich zu dieser Umsetzung liefert die Vorverar beitungseinheit 21 die charakteristische Fluktuations korrektur, die Röntgenstrahl-Bezugskorrektur usw. des Röntgenstrahl-Erfassungssystems. Das Ausgangssignal der Vorverarbeitungseinheit 21 wird zu einem Computer system 23 gespeist. Das Computersystem 23 umfaßt einen Computer 25, einen Programmspeicher 27 zum Speichern eines Steuerprogramms, einen externen Speicher 29 zum Speichern der Ausgangsdaten von der Vorverarbeitungs einheit 21, eine Faltungseinheit 31 zum Durchführen einer Faltungsberechnung der Projektionsdaten und eine Subtraktionseinheit 35, die die Differenz zwischen zwei Stücken der gefalteten Projektionsdaten erhält, die zurück durch eine Rückprojektionseinheit 33 projiziert sind. Der Computer 25 ist mit einem Bildspeicher 37 zum Speichern von Rekonstruktionsbilddaten und mit einer Wiedergabe- bzw. Anzeigeeinheit 39 zum Anzeigen der Rekonstruk tionsbilddaten des Bildspeichers 37 verbunden und auch an den Röntgengenerator 1 und ein System-Regelglied 41 angeschlossen. Weiterhin ist die Rückprojektionseinheit 33 mit dem Bildspeicher 37 verbunden.

Der Computertomograph wird im folgenden an hand eines Falles näher erläutert, bei dem eine voll ständige Rotationsabtastung mit Datensätzen für parallele Strahlen durchgeführt wird. Die von der Röntgenröhre 7 erzeugten Röntgenstrahlen werden nach Durchgang durch den Patienten 8 durch den Röntgen detektor 9 erfaßt. Das Ausgangssignal vom Röntgen detektor 9 wird zum Datenerfassungssystem 11 geführt, in dem es durch Analog/Digital-Umsetzung in Digitalsigna le umgesetzt wird, die dann in den externen Speicher 29 ge speichert werden.

Die Röntgenröhre 7 und der Röntgendetektor 9 laufen kontinuierlich als Einheit um den Patienten um.

Dann wird die erste 512-Kanaldatenfolge nach einem vorbestimmten Rotationswinkel erhalten. Nachdem die erste 512-Kanaldatenfolge erhalten ist, laufen die Röhre 7 und der Detektor 9 über einen anderen vorbe stimmten Winkel um, und die nächste 512-Kanaldaten folge wird erhalten.

Der obige Betrieb wird 300mal über 360° wiederholt.

In diesem Ausführungsbeispiel werden während jeder Ab tastung 300 512-Kanaldatenfolgen im externen Speicher gespeichert.

Wenn die Datenerfassung abgeschlossen ist, werden die Folgen der Daten von der 151sten Projektion P 151 bis zur 300sten Projektion P 300 in der Reihenfolge umge kehrt.

Die anhand der Fig. 2 beschriebene Delta-Projektions datenfolge wird durch die Subtraktionseinheit 35 er halten. Zunächst wird die Differenz zwischen jedem Kanal der Datenfolge der 151sten Projektion P 151 und dem entsprechenden Kanal der Datenfolge der ersten Projektion P 1 für jeden Kanal berechnet, und die sich ergebende erste Delta-Projektionsdatenfolge wird an der Stelle im externen Speicher 29 entsprechend der 151sten Projektion gespeichert. In ähnlicher Weise werden die Datenfolge der 152sten Projektion P 152 und die Datenfolge der zweiten Projektion P 2, die Da tenfolge der 153sten Projektion P 153 und die Daten folge der dritten Projektion P 3 sowie die Datenfolge der 300sten Projektion P 300 und die Datenfolge der 150sten Projektion P 150 verarbeitet.

Im nächsten Schritt werden die Datenfolgen der ersten Projektion P 1 bis zur 150sten Projektion P 150 durch die Faltungseinheit 31 in üblicher Weise gefaltet. Die Projektionsdatenfolgen, die auf diese Weise gefaltet sind, werden durch die Rückprojektionseinheit 33 eben falls in üblicher Weise rückprojiziert und dann im Bildspeicher 37 als ein erstes Computertomographiebild (1) gespeichert, das im folgenden als CT-Bild bezeich net wird. Die Einzelheiten der Faltungsmethode und der Rückprojektion sind in dem obigen Artikel "CT Scanner" beschrieben. Die Wiedergabeeinheit 39 zeigt das CT-Bild an, das aus dem Bildspeicher 37 ausgelesen ist. Dann wird die erste Delta-Projektionsdatenfolge einer Fal tung durch die Faltungseinheit 31 unterworfen. Die ge faltete erste Delta-Projektionsdatenfolge wird durch die Rückprojektionseinheit 33 rückprojiziert und im Bildspeicher 37 gespeichert. Ein zweites CT-Bild (2) wird dann auf der Wiedergabeeinheit 39 angezeigt. Das Zweite CT-Bild hat eine Zeitverzögerung von ²/₁₅₀ s bezüglich des ersten CT-Bildes. In ähnlicher Weise kann ein weiteres CT-Bild nach weiteren ²/₁₅₀ s re konstruiert werden, usw. Die Fig. 5A bis 5G zeigen die Beziehungen unter den CT-Bildern, den jeweiligen Pro jektionsdatenfolgen und der Zeit bei diesem Ausführungs beispiel.

Im oben erläuterten Ausführungsbeispiel erfolgte die Beschreibung anhand eines Falles, bei dem parallele Strahlen für den Projektionsstrahl in jedem Abtast winkel verwendet werden. Jedoch können in gleicher Weise auch Fächer strahlen benutzt werden.

In der folgenden Beschreibung wird ein Fall erläutert, bei dem ein Abtasten kontinuierlich über zwei voll ständige Umdrehungen durchgeführt wird, d. h. bei dem zwei Rotationsabtastoperationen über 720° erfolgen, um Projektionsdaten zu erfassen. In diesem Fall werden zwei verschiedene Folgen von Daten beim gleichen Ab tastwinkel erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Differenz zwischen der ersten Projektionsda tenfolge bei einem gewissen Abtastwinkel der ersten Umdrehung und der zweiten Projektionsdatenfolge bei dem gleichen Abtastwinkel der zweiten Umdrehung als die Delta-Projektionsdatenfolge bezeichnet. Das erste CT-Bild wird durch Rückprojektion der Projektionsda tenfolge erzielt, die ihrerseits nach der ersten Um drehung um 360° erhalten wird. Danach werden CT-Bilder kontinuierlich durch sequentielle Rückprojektion der Delta-Projektionsdatenfolgen erhalten.

Im folgenden wird die Fig. 3 näher erläutert. Die durch die Röntgenröhre 7 erzeugten Röntgen-Fächer strahlen werden über den Patienten 8 übertragen und durch den Röntgendetektor 9 erfaßt. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Röntgendetektor 9 512 Kanäle. Das Ausgangssignal vom Röntgendetektor 9 wird einer Analog/Digital-Um setzung im Datenerfassungssystem 11 in 512 Digital signale unterworfen, die zur Vorverarbeitungseinheit 21 übertragen werden. Die 512 Digitalsignale werden einer physikalischen Korrektur, einer logarithmischen Korrektur usw. durch die Vorverarbeitungseinheit 21 ausgesetzt, und die sich ergebenden Signale werden im externen Speicher 29 gespeichert. Die Röntgen röhre 7 und der Röntgendetektor 9 drehen sich zusammen über 720° um den Patienten 8. In diesem Aus führungsbeispiel werden Daten von 512 Kanälen 500mal erfaßt und im externen Speicher 29 während einer Dre hung um 720° gespeichert. Die Reihe der Operationen bis zu diesem Punkt sind die gleichen wie in der CT- Technik der dritten Generation. Wenn danach die Daten erfassung abgeschlossen ist, werden Delta-Projektions datenfolgen durch die Subtraktionseinheit 35 erzeugt. Zunächst wird die Differenz zwischen der Datenfolge der 301sten Projektion P 301 und der Datenfolge der ersten Projektion P 1 berechnet, und die sich ergeben de erste Delta-Projektionsdatenfolge wird in der Stelle des externen Speichers 29 entsprechend der 301sten Pro jektion gespeichert. Danach werden die Datenfolge der 302ten Projektion P 302 und die Datenfolge der zweiten Projektion P 2, die Datenfolge der 303ten Projektion P 303 und der dritten Projektion P 3 usw. und schließ lich die Datenfolge der 600sten Projektion P 600 und die Datenfolge der 300sten Projektion P 300 verarbei tet. Dann werden die erste bis 300ste Projektionsda tenfolge einer Faltung durch die Faltungseinheit 31 unterworfen. Die gefalteten Projektionsdatenfolgen werden dann durch die Rückprojektionseinheit 33 rück projiziert und im Bildspeicher 37 als ein CT-Bild ge speichert. Die Faltung und die Rückprojektion erfolgen in üblicher Weise. Das so erhaltene CT-Bild wird auf der Wiedergabeeinheit 39 angezeigt. Dann wird die erste Delta-Projektionsdatenfolge einer Faltung durch die Faltungseinheit 31 unterworfen, um das CT-Bild zu er zeugen, das um ²/₁₅₀ s bezüglich des oben beschriebe nen CT-Bildes verzögert ist. Die Fig. 6A bis 6G zei gen die Beziehungen unter den CT-Bildern, den Projek tionsdatenfolgen und der Zeit in diesem Ausführungs beispiel.

Ähnliche Operationen können in dem Fall durchgeführt werden, indem lediglich eine vollständige Rotations abtastung mit den Fächerstrahlen erfolgt. In diesem Fall wird das CT-Bild aufgrund der Datenfolge entspre chend dem Winkel von 180° plus dem Fächerwinkel erhal ten. Dies kann durch die Methode zum Erzeugen der parallelen Strahlen aus den Fächerstrahlen durch Nähe rung oder durch die Methode zum Erzeugen von Reflexions projektionsdaten entsprechend dem übrigen Winkel von [360° - (180° + Fächerwinkel)] durchgeführt werden.

Die Umsetzung der Fächerstrahlen in parallele Strahlen wird zuerst erläutert. Eine Methode zum Umsetzen der Fächerstrahlen in parallele Strahlen ist beispielsweise in D. Boyd, J. Coonrod, J. Dehnert, D. Chu, C. Lim, B. MacDonald und V. Perey, Mencley, "High pressure Xenon Proportional Chamber for X-ray Laminographic Reconstruction Using Fan Beam Geometry", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-21, Nr. 1, Februar 1974, beschrieben. Gemäß dieser Methode können parallele Strahlen von 15° bis 195° durch Näherung aus Fächerstrahlen von 0° bis 210° erzeugt werden. Parallele Strahlen von 165° bis 365° können durch Näherung aus Fächerstrahlen von 150° bis 360° erzeugt werden. Ins gesamt können parallele Strahlen von 15° bis 345° aus Fächerstrahlen von 0° bis 360° erhalten werden. Wenn die parallelen Strahlen auf diese Weise erhalten wer den, dann kann eine Methode ausgeführt werden, die zur oben beschriebenen Methode ähnlich ist. Zunächst wird die Datenfolge ent sprechend einem Strahl von 215° bis 345° umgekehrt. Die Differenz zwischen der Datenfolge entsprechend dem Winkel von 215° bis 345° und der Datenfolge entspre chend dem Winkel von 15° bis 215° wird berechnet, um die Delta-Projektionsdatenfolge zu erzeugen. Wenn das CT-Bild aus der Datenfolge entsprechend dem Winkel von 15° bis 250° rekonstruiert und die Delta-Projektions datenfolge sequentiell gefaltet und rückprojiziert wird, dann kann eine Beobachtung des dynamischen CT- Bildes über der Zeit durchgeführt werden. Die Fig. 7A bis 7G zeigen die Beziehungen zwischen den CT-Bildern, den Projektionsdatenfolgen und der Zeit, wenn Fächer strahlen in die parallelen Strahlen umgesetzt werden.

Die Beschreibung erfolgt sodann für den Fall der Re flexionstechnik, bei der die Projektionsdatenfolge entsprechend dem Winkel von [360° - (180° + Fächer winkel)] als eine Reflexionsdatenfolge von der Daten folge entsprechend dem Winkel von 180° plus dem Fä cherwinkel erhalten wird, und die Fächerdatenfolge wird über einem Gesamtabtastwinkel von 360° rekon struiert. Die Reflexionsdatenfolge wird durch die Methode, die die Strahlen abtastet, welche einander um 180° gegenüberliegen, aus der Vielzahl von Projek tionen erhalten. Die Reflexionstechnik selbst ist von üblicher Art. Gemäß dieser Technik werden - wie in Fig. 8E gezeigt ist - CT-Bilder aus den realen oder tatsächlichen Datenfolgen der ersten Projektion bis zur 174sten Projektion und die Reflexionsdatenfolgen der 175sten Projektion bis zur 300sten Projektion re konstruiert. Das zweite CT-Bild (2) wird aus den realen Projektionsdatenfolgen der zweiten Projektion bis zur 175sten Projektion und den Reflexionsprojektionsdaten folgen der 176sten Projektion bis zur 301sten Projek tion rekonstruiert. Die auf diese Weise erhaltenen CT-Bilder (1) und (2) werden aufgrund von zwei ver schiedenen Stücken der Daten entsprechend zwei gegen überliegenden Winkeln rekonstruiert. Das heißt, das zweite CT-Bild (2) = das erste CT-Bild (1) + [REF 301 - real PRJ 1] Winkel 0 + [real PRJ 175 - REF 175] Win kel 210. Daher erfordert dieses Reflexionssystem zwei verschiedene Stücke von Delta-Projektionsdaten: nämlich eine A-Delta-Projektionsdatenfolge und eine B-Delta- Projektionsdatenfolge. Die A-Delta-Projektionsdaten folgen werden durch Subtraktionen von REF 301 - PRJ 1 usw. bis REF 426 - real PRJ 126 erhalten. Dagegen werden die B-Delta-Projektionsdatenfolgen durch Subtraktionen von PRJ 175 - REF 175 usw. bis PRJ 300 - REF 300 erhalten.

Das erste CT-Bild wird zuerst aufgrund von PRJ 1 bis P RJ174 und REF 175 bis REF 300 rekonstruiert. Danach werden die CT-Bilder mit einer Zeitverzögerung von ²/₁₅₀ s sequentiell durch Rückprojektion der A- und der B-Delta-Projektionsdatenfolgen erhalten. Dies ist in den Fig. 8A bis 8G gezeigt.

In den obigen Ausführungsbeispielen wurde das zweite und dritte Generatorsystem erläutert. Jedoch kann auch ein viertes Generator-Rotations/Stationär-System (im folgenden auch als R-S-System bezeichnet) angewandt werden.

Die Fig. 9A bis 9D zeigen das im Programmspeicher 27 gespeicherte Steuerungsprogramm entsprechend den parallelen Strahlen. In einem Schritt 61 beginnt die Abtastoperation. In einem anschließenden Schritt 63 wird die Datenerfassung durchgeführt. Dabei werden Daten entsprechend 300 Projektionen (jede 512-Kanal- Projektionsdatenfolge) aus dem Datenerfassungssystem 11 gelesen. Die ausgelesenen Daten werden im externen Speicher 29 in der Form einer zweidimensionalen Daten anordnung X (n, m) gespeichert (mit n = 1 bis 300 und m = 1 bis 512). In einem Schritt 65 wird die Daten folge für jede 151ste Projektion bis 300ste Projektion in der Reihenfolge umgekehrt. Als Konsequenz können die Projektionsdatenfolgen von der ersten Projektion bis zur 150sten Projektion und die Projektionsdaten folgen von der 151sten Projektion bis zur 300sten Pro jektion, die in der Reihenfolge umgekehrt sind, als Daten des gleichen Winkels und der gleichen Reihenfolge angesehen werden.

In einem nächsten Schritt 67 wird die Differenz zwi schen einem Paar von Projektionsdatenfolgen mit einer Winkeldifferenz von 180°, d. h. die oben beschriebene Delta-Projektionsdatenfolge, erhalten. In einem Schritt 69 wird n auf den Wert 1 eingestellt. In einem Schritt 71 wird die erste 512-Kanal-Projektionsdatenfolge aus dem externen Speicher 29 ausgelesen, und die ausgele senen Daten werden zu Ym der Faltungseinheit 31 ge speist. Als Ergebnis führt die Faltungseinheit 31 eine Faltung durch und speichert das erhaltene Ergebnis in Ym in einem Schritt 73. In einem Schritt 75 werden die Daten bei Ym unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) rückprojiziert. In einem Schritt 77 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht. In einem Schritt 79 wird bestimmt, ob die Anzahl der Projektionen den Wert 150 erreicht hat. Wenn die Anzahl der Projektionen als ein Wert kleiner als 150 im Schritt 79 bestimmt wird, kehrt das Programm zum Schritt 71 zurück, und die Schritte 71 bis 79 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend 150 Projektionen rückprojiziert sind. Wenn die Anzahl der Projektionen als 151 oder mehr im Schritt 79 bestimmt wird, schreitet das Programm zu einem Schritt 81 fort und ein CT-Bild wird angezeigt. Das Programm geht dann zu einem Schritt 83 weiter, und n wird erneut auf den Wert 1 eingestellt. In einem Schritt 85 wird die Delta-Projektionsdaten folge-Matrix oder -Anordnung X (n + 150, m), mit m = 1 bis 512, aus dem externen Speicher 29 ausgelesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 übertragen. Dann führt die Faltungseinheit 31 eine Faltung durch und spei chert das erhaltene Ergebnis in einem Schritt 87 in Ym. In einem Schritt 89 werden die Daten bei Ym auf das vorherige Bild unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) für eine Rückprojektion überlagert. In einem Schritt 91 wird das CT-Bild angezeigt. In einem Schritt 93 wird die Anzahl der Projektionen um 1 er höht. In einem Schritt 95 wird bestimmt, ob die Anzahl der Delta-Projektionsdatenfolgen den Wert 150 erreicht hat. Wenn die Anzahl der Delta-Projektionsdatenfolgen kleiner als 150 ist, kehrt das Programm zu einem Schritt 85 zurück, und die Schritte 85 bis 95 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend 150 Delta- Projektionsdatenfolgen rückprojiziert sind.

Die Fig. 10A bis 10C zeigen das Prozeß-Flußdiagramm, wenn zwei vollständige Rotationsabtastungen mit den Fächerstrahlen durchgeführt werden. Die Abtastung be ginnt in einem Schritt 97. In einem anschließenden Schritt 99 wird die Datenerfassung durchgeführt. Hier zu werden die Daten von 600 Projektionen (jede Pro jektion entsprechend 512 Kanälen) aus dem Datener fassungssystem 11 ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden in den externen Speicher 29 in der Form einer zweidimensionalen Datenmatrix X (n, m), mit n = 1 bis 600 und m = 1 bis 512, eingeschrieben. In einem Schritt 101 wird die Delta-Projektionsdatenfolge durch die Sub traktionseinheit 35 erzeugt. Die Differenz zwischen je dem Kanal der Datenfolge der 301sten Projektion und der entsprechenden Kanaldatenfolge der ersten Projek tion wird berechnet und die sich ergebende erste Delta-Projektionsdatenfolge wird in die Stelle des externen Speichers 29 entsprechend der 301sten Projek tion geschrieben. In ähnlicher Weise werden die Daten folge der 302ten Projektion und die Datenfolge der zwei ten Projektion, die Datenfolge der 303ten Projektion und die Datenfolge der dritten Projektion usw. bis zur Datenfolge der 600sten Projektion und der Datenfolge der 300sten Projektion verarbeitet. Sodann wird in einem Schritt 103 n auf den Wert 1 eingestellt. In einem Schritt 105 wird die Datenfolge für die erste Projektion von 512 Kanälen aus dem externen Speicher 29 ausgelesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 ge speist. Die Faltungseinheit 31 führt eine Faltung durch und speichert das erhaltene Ergebnis in Ym in einem Schritt 107. In einem Schritt 109 werden die Daten bei Ym unter einem Winkel von 360°/300° x (n - 1) rückprojiziert. In einem Schritt 111 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht. In einem Schritt 113 wird bestimmt, ob die Anzahl der Projektionen den Wert 300 erreicht hat. Wenn die Anzahl der Projek tionen als kleiner als 300 bestimmt wird, kehrt das Programm zum Schritt 105 zurück und die Schritte 105 bis 113 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend 300 Projektionen rückprojiziert sind. Wenn die Anzahl der Projektionen als 301 oder größer in einem Schritt 113 bestimmt wird, geht das Programm zu einem Schritt 115 über, und das CT-Bild wird angezeigt. Das Programm geht zu einem Schritt 117 weiter, wobei n wieder auf den Wert 1 eingestellt wird. In einem Schritt 119 wird die Delta-Projektionsdatenfolge-Matrix X (n + 300, m), mit m = 1 bis 512 und n = 1 bis 300, aus dem externen Speicher 29 ausgelesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 übertragen. In einem Schritt 121 führt die Faltungs einheit 31 eine Faltung durch und speichert das erhal tene Ergebnis bei Ym. In einem Schritt 123 werden die Daten bei Ym in Überlagerung auf das vorherige Bild unter einem Winkel von 360°/300° x (n - 1) rückproji ziert. In einem Schritt 125 wird das CT-Bild angezeigt. In einem Schritt 127 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht. In einem Schritt 129 wird bestimmt, ob die Anzahl der Projektionen den Wert 300 erreicht hat. Wenn die Anzahl der Projektionen als kleiner als 300 in einem Schritt 129 bestimmt wird, kehrt das Programm zum Schritt 119 zurück und die Schritte 119 bis 129 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend 300 Projektionen rückprojiziert sind.

Die Fig. 11A bis 11D zeigen das Verarbeitungsfluß diagramm, wenn eine vollständige Rotationsabtastung (im Fächerstrahl/Parallelstrahl-Umsetzungssystem) durchgeführt wird. Zuerst beginnt in einem Schritt 131 die Abtastung. In einem Schritt 133 beginnt die Datenerfassung. Das heißt, die Daten von 300 Projek tionen (jede Projektion entsprechend 512 Kanälen) werden aus dem Datenerfassungssystem 11 ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden in den externen Spei cher 29 in der Form einer zweidimensionalen Daten matrix Y (p, q), mit p = 1 bis 300 und q = 1 bis 512, eingeschrieben. In einem Schritt 135 erfolgt die Um setzung der Fächerstrahlen in parallele Strahlen. Das heißt, die 274 Projektions/512 Kanal-Parallel daten werden aus den Fächerstrahldaten der 300 Pro jektions/512 Kanal-Fächerstrahldaten erzeugt. In einem Schritt 137 werden die Datenfolgen für jede 151ste Projektion bis 274ste Projektion in der Rei henfolge umgekehrt. In einem Schritt 139 wird die Delta-Projektionsdatenfolge erhalten. In einem Schritt 141 wird n auf den Wert 1 eingestellt. In einem Schritt 143 wird die Datenfolge der ersten Pro jektion von 512 Kanälen aus dem externen Speicher 29 ausgelesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 über tragen. Die Faltungseinheit 31 führt eine Faltung durch und speichert das erhaltene Ergebnis in Ym in einem Schritt 145. In einem Schritt 147 werden die Daten bei Ym unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) + 15,6° rückprojiziert. In einem Schritt 149 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht. In einem Schritt 151 wird bestimmt, ob die Anzahl der Projek tionen den Wert 150 erreicht hat. Wenn festgestellt wird, daß die Anzahl der Projektionen kleiner als 150 ist, kehrt das Programm zum Schritt 143 zurück und die Schritte 143 bis 151 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend 150 Projektionen rückprojiziert sind. Wenn dagegen die Anzahl der Projektionen als 151 oder mehr im Schritt 151 ermittelt wird, geht das Programm zu einem Schritt 153 über und das CT-Bild wird ange zeigt. In einem Schritt 155 wird n erneut auf den Wert 1 eingestellt. In einem Schritt 157 wird die Delta-Projektionsdatenfolge-Matrix X (n + 150, m), mit m = 1 bis 512, aus dem externen Speicher 29 aus gelesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 übertragen. Die Faltungseinheit 31 führt eine Faltung durch und speichert das erhaltene Ergebnis in Ym in einem Schritt 159. In einem Schritt 161 werden die Daten bei Ym in Überlagerung mit dem vorherigen Bild unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) + 15,6° rückproji ziert. In einem Schritt 163 wird das CT-Bild angezeigt. In einem Schritt 165 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht. In einem Schritt 167 wird bestimmt, ob die Anzahl der Delta-Projektionsdatenfolgen den Wert 124 erreicht hat. Wenn die Anzahl der Delta-Projek tionsdatenfolgen als kleiner als 124 in einem Schritt 167 bestimmt wird, kehrt das Programm zum Schritt 157 zurück und die Schritte 157 bis 167 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend den 124 Delta-Projektions datenfolgen rückprojiziert sind.

Die Fig. 12A bis 12E zeigen das Verarbeitungsfluß diagramm eines Reflexionssystem mit den Fächerstrah len (eine Umdrehung). Zuerst beginnt in einem Schritt 169 die Abtastung. In einem Schritt 171 wird die Da tenerfassung durchgeführt. Das heißt, die Daten ent sprechend 300 Projektionen mit einer Projektion ent sprechend 512 Kanälen werden aus dem Datenerfassungs system 11 ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden im externen Speicher 29 in der Form einer zweidimen sionalen Datenfolgenmatrix X (n, m) gespeichert, mit n = 1 bis 300 und m = 1 bis 512. In einem Schritt 173 wird eine Reflexion durchgeführt. Dann wird die Re flexionsdatenfolgematrix E (n, m), mit n = 175 bis 426 und m = 1 bis 512, aus den 300 Projektion-/512 Ka nal-Daten erzeugt. Dann wird in einem Schritt 175 die A-Delta-Projektionsdatenfolge D _A erzeugt. Die Diffe renz zwischen der 301sten Reflexionsdatenfolge und der ersten Projektionsdatenfolge, die Differenz zwi schen der 302ten Reflexionsdatenfolge und der zweiten Projektionsdatenfolge usw. und schließlich die Dif ferenz zwischen der 426sten Reflexionsdatenfolge und der 126sten Projektionsdatenfolge werden erhalten. In einem Schritt 177 wird die B-Delta-Projektionsdaten folge D _B erzeugt. Das heißt, die Differenz zwischen der 175sten Projektionsdatenfolge und der 175sten Reflexionsdatenfolge, die Differenz zwischen der 176sten Projektionsdatenfolge und der 176sten Re flexionsdatenfolge usw. und schließlich die Differenz zwischen der 300sten Projektionsdatenfolge und der 300sten Reflexionsdatenfolge werden erhalten. Das Pro gramm geht dann zu einem Schritt 179 weiter, wobei n auf den Wert 1 eingestellt wird, d. h. die Hinweis marke zum Angeben der Anzahl von Projektionen wird auf 1 eingestellt. In einem Schritt 181 wird die Daten folge der ersten Projektion von 512 Kanälen aus dem externen Speicher 29 ausgelesen und nach Ym der Fal tungseinheit 31 gespeist. Die Faltungseinheit 31 führt eine Faltung durch und speichert das erhaltene Ergeb nis in Ym in einem Schritt 183. Sodann werden in einem Schritt 185 die Daten bei Ym unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) rückprojiziert. In einem Schritt 187 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht. In einem Schritt 189 wird bestimmt, ob die Anzahl der Projektionen den Wert 174 erreicht hat. Wenn in einem Schritt 189 festgestellt wird, daß die Anzahl der Pro jektionen kleiner als 174 ist, kehrt das Programm zum Schritt 181 zurück, und die Schritte 181 bis 189 wer den wiederholt, bis die Daten entsprechend 174 Pro jektionen rückprojiziert sind. Wenn die Anzahl der Projektionen als 174 oder mehr im Schritt 189 festge stellt wird, geht das Programm zu einem Schritt 191 weiter, bei dem die Reflexionsdatenfolgematrix E (n, m), mit m = 1 bis 512, aus dem externen Speicher 29 ausge lesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 gespeist wird. In einem Schritt 193 wird die Reflexionsdaten folgematrix E (n, m), mit m = 1 bis 512, einer Fal tung unterworfen. In einem Schritt 195 wird die ge faltete Reflexionsdatenfolge Ym unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) rückprojiziert. In einem Schritt 197 wird die Projektions-Hinweismarke der Reflexions datenfolge um 1 erhöht. In einem Schritt 199 wird be stimmt, ob die Anzahl der Projektionen den Wert 300 erreicht hat. Wenn die Anzahl der Projektionen als kleiner als 300 festgestellt wird, kehrt das Programm zum Schritt 191 zurück und die Schritte 191 bis 199 werden wiederholt, bis die Daten entsprechend 300 Projektionen rückprojiziert sind. Wenn dagegen im Schritt 199 bestimmt wird, daß die Anzahl der Pro jektionen den Wert 301 oder mehr hat, geht das Pro gramm zu einem Schritt 201 weiter, um das rückproji zierte CT-Bild anzuzeigen. In einem Schritt 203 wird die Projektion-Hinweismarke auf den Wert 1 eingestellt. In einem Schritt 205 wird die A-Delta-Projektionsda tenfolge-Matrix D _A (n, m) nach Ym der Faltungseinheit 31 gespeist. In einem Schritt 207 führt die Faltungs einheit 31 eine Faltung durch und speichert das er haltene Ergebnis in Ym. In einem Schritt 209 werden die Daten bei Ym in Überlagerung auf das vorherige Bild unter einem Winkel von 180°/150° x (n - 1) rück projiziert. In einem Schritt 211 wird die B-Delta- Projektionsdatenfolge D _B aus dem externen Speicher 29 ausgelesen und nach Ym der Faltungseinheit 31 übertra gen. In einem Schritt 213 führt die Faltungseinheit 31 eine Faltung der B-Delta-Projektionsdatenfolge D _B durch und speichert das erhaltene Ergebnis in Ym. In einem Schritt 215 werden die Daten bei Ym in Überla gerung auf das vorherige Bild unter einem Winkel von 180°/150° x (n + 173) rückprojiziert. In einem Schritt 217 wird das rückprojizierte CT-Bild angezeigt. In einem Schritt 219 wird die Anzahl der Projektionen um 1 erhöht und das Programm geht zu einem Schritt 221 weiter. In einem Schritt 221 wird bestimmt, ob die Anzahl der Delta-Projektionsdatenfolgen den Wert 126 erreicht hat. Wenn im Schritt 221 bestimmt wird, daß die Anzahl der Delta-Projektionsdatenfolgen kleiner als 126 ist, kehrt das Programm zum Schritt 205 zu rück und die Schritte 205 bis 221 werden wiederholt, bis die Datenfolge entsprechend den 126 Delta-Projek tionsdatenfolgen rückprojiziert ist.

In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung kann diese in die Praxis umgesetzt wer den, indem die Differenz zwischen jedem Paar von Da tenfolgen, die einander lagemäßig gegenüberliegen, als die Delta-Projektionsdatenfolge erhalten wird.

In den oben erläuterten Ausführungsbeispielen wird das Bild bei jeder Projektion angezeigt. Jedoch können n Gruppen von Delta-Projektionsdatenfolgen alle auf einmal rückprojiziert werden, und CT-Bilder einer Zeit verzögerung von n × ²/₁₅₀ s können angezeigt werden.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Subtraktionseinheit 35 verwendet, um die Differenz zwischen den Folgen der Projektionsdaten zu erhalten. Jedoch ist es auch möglich, ein Steuerungsprogramm mit einer Funktion der Subtraktionseinheit 35 im Programmspeicher 27 zu speichern und Subtraktionen gemäß diesem Steuerungsprogramm auszuführen. Das gleiche gilt für die Faltungseinheit 31 und die Rückprojektionseinheit 33. Somit ist es möglich, Steuerungsprogramme mit den Funktionen dieser Ein heiten im Programmspeicher 27 zu speichern und eine Faltung und Rückprojektion unter der Steuerung dieser Steuerungsprogramme durchzuführen.

Es ist auch möglich, ein Steuerungsprogramm mit einer Funktion der Vorverarbeitungseinheit 21 im Programm speicher 27 zu speichern und ein Vorverarbeiten ge mäß diesem Steuerungsprogramm auszuführen.

Claims

1. Computertomograph zum Rekonstruieren einer zeitlichen Folge dynamischer Bilder von einer Schicht eines Meß objektes, mit
einer um das Meßobjekt (8) drehbaren, aus einer Röntgen quelle (7) und einem Röntgendetektor (9) bestehenden Meßanordnung,
einer mit dem Röntgendetektor (9) verbundenen Daten verarbeitungseinrichtung (11, 21) zum Bilden von Pro jektionsdatenfolgen aus den vom Röntgendetektor (9) gelieferten Daten,
einem mit der Datenverarbeitungseinrichtung (11, 21) verbundenen Speicher (29) zum Speichern der von der Datenverarbeitungseinrichtung gebildeten Projektions datenfolgen,
einer Faltungseinrichtung (31) zum Falten der Projek tionsdatenfolgen,
einer Rückprojektionseinrichtung (33, 37) zum Rück projizieren der gefalteten Projektionsdatenfolgen, um ein Bild der Schicht des Meßobjektes (8) zu rekonstru ieren, und
einer Wiedergabeeinrichtung (39) zur Wiedergabe des von der Rückprojektionseinrichtung (33, 37) gelieferten Bildes,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Subtraktionseinrichtung (35) eine Differenz- Projektionsdatenfolge zwischen jeweils einer im Spei cher (29) gespeicherten ersten Projektionsdatenfolge für eine von der Meßanordnung unter einem bestimmten Winkel vorgenommene Messung und einer zu einer unter schiedlichen Zeit entsprechend dem gleichen Winkel wie die erste Projektionsdatenfolge gewonnenen zweiten Projektionsdatenfolge bildet,
die Faltungseinrichtung (31) diese Differenz-Projek tionsdatenfolge faltet, und
die Rückprojektionseinrichtung (33, 37) die gefalteten Differenzdaten zu dem Bild rückprojiziert, um ein an deres Bild der Schicht zu der unterschiedlichen Zeit zu erhalten.

2. Computertomograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Datenverarbeitungseinrichtung einen pro grammierbaren Computer (25, 27) aufweist, der elek trisch mit der Röntgenquelle (7), dem Röntgendetektor (9) und der Wiedergabeeinrichtung (39) gekoppelt ist, daß der programmierbare Computer einen Computerhaupt teil (25) zum Empfangen der Projektionsdatenfolgen und eine Programmspeichereinrichtung (27) zum Spei chern eines permanenten Programms für dem programmier baren Computer hat.

3. Computertomograph nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Röntgenquelle (7) Fächerstrahlen aussendet und die Meßanordnung um einen Winkel von mehr als 180° drehbar ist.

4. Computertomograph nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Meßanordnung um einen Winkel von mehr als 360° drehbar ist.