DE69223884T2

DE69223884T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgencomputertomogrammen und zum Erzeugen von Schattenbildern mittels spiralförmiger Abtastung

Info

Publication number: DE69223884T2
Application number: DE69223884T
Authority: DE
Inventors: Shingo Sata
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2012-09-11
Also published as: US5412702A; EP0531993A1; DE69223884D1; EP0531993B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein computertomographisches Röntgenstrahl-Bildgabeverfahren bzw. Röntgenstrahl-CT-Bildgabeverfahren (CT = computerized tomographic = computertomographisch) und auf ein computertomographisches Röntgenstrahl-Bildgabesystem. Genauer gesagt ist die vorliegende Erfindung auf ein computertomographisches Röntgenstrahl-Bildgabeverfahren bzw. -Abbildungsverfahren und auf ein Bildgabesystem gerichtet, die imstande sind, Scanogrammdaten bzw. Schattenbilddaten aus Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten eines biologischen Körpers zu gewinnen, die durch schraubenlinienförmige Abtastung dieses biologischen Körpers gewonnen worden sind.
Allgemein gesagt, wird für die Abbildung eines in der medizinischen Untersuchung befindlichen biologischen Körpers unter Zuhilfenahme eines herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Systems zunächst ein Abtastbild (Scannogramm) bzw. Schattenbild dieses biologischen Körpers dadurch gebildet, daß Röntgenstrahlen auf den gesamten Bereich des biologischen Körpers gerichtet werden, wobei die Röntgenstrahlenquelle und der Detektor in einer festgelegten Position gehalten werden. Auf der Grundlage des Abtastbilds wird der Vorgang der Positionierung der tomographischen Bilder ausgeführt, um hierdurch einen gewünschten diagnostischen Abschnitt des biologischen Körpers zu bestimmen. Im Anschluß hieran wird dieser diagnostische Abschnitt des biologischen Körpers mit Hilfe von Röntgenstrahlimpulsen zur Gewinnung der Röntgenprojektionsbild daten abgetastet, wobei die Röntgenstrahlquelle zusammen mit dem Röntgenstrahldetektor um den diagnostischen Bereich herumgedreht werden. Anschließend werden dann die Röntgenprojektionsbilddaten verarbeitet, um schließlich computertomographische Röntgenbilddaten zu erzielen. Wenn ein solches Abtastbild (Scannogramm) erzeugt worden ist, während eine Couch, auf der der biologische Körper angeordnet ist, in einer Längsrichtung dieses biologischen Körpers translatorisch verschoben wird, wird die normale Röntgenstrahlprojektion ausgeführt, ohne daß die Röntgenstrahlquelle um den biologischen Körper herumgedreht wird (das heißt die Röntgenstrahlquelle steht fest). Demgemäß werden die Röntgenstrahlprojektionsdaten ermittelt und verarbeitet, um hierdurch ein Scannogramm bzw. Abtastbild 30 zu erhalten, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Im Anschluß hieran wird bei dem herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem die Positionierung der computertomographischen Bilder mit Bezug zu diesem Abtastbild 30 bei den punktiert dargestellten Positionen L&sub1;, L&sub2;, ... Ln ("n" bezeichnet eine ganze Zahl) ausgeführt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Anschließend wird die Couch, auf der der biologische, sich in medizinischer Untersuchung befindliche Körper angeordnet ist, einmal zu der Ausgangsposition zurückgeführt, und wird im Anschluß hieran emeut translatorisch verschoben, um hierdurch die erste computertomographische Abbildungsposition "L&sub1;" direkt unter die Röntgenstrahlquelle (nicht gezeigt) und den Röntgenstrahldetektor (gleichfalls nicht gezeigt) zu bringen, die während des durch die Röntgenstrahlen erfolgenden Abtastvorgangs gedreht werden. Als Ergebnis dessen wird eine Folge von Röntgenstrahlprojektionsdaten gewonnen, nachdem der computertomographische Bildgabevorgang bei der abschließenden computertomographischen Abbildungsposition "Ln" erreicht worden ist.
Wie vorstehend beschrieben ist bei dem herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem zwingend eine lange Zeitdauer für die Untersuchung erforder lich, bis die gewünschten computertomographischen Bilder erzielt werden, da zunächst der biologische Körper transiatorisch verschoben wird, um hierdurch das Abtastbild 30 zu ermitteln, dann zweitens dieser biologische Körper zu der Ausgangsstellung zurückgebracht wird, und drittens der biologische Körper emeut translatorisch verschoben wird, um hierbei die computertomographischen Röntgenbilddaten zu erhalten. Anders ausgedrückt, muß der in der medizinischen Untersuchung befindliche biologische Körper, wie etwa ein Patient, sich einer langdauernden und beeinträchtigenden medizinischen Untersuchung unterziehen. Darüber hinaus besteht eine gewisse Gefahr, daß sich die relative Position zwischen der Röntgenstrahlquelle und dem Patienten bei der Gewinnung der Abtastbilddaten von der relativen Position bei der Gewinnung der computertomographischen Bilddaten unterscheidet. Selbst wenn zum Beispiel die erste computertomographische Abbildungsposition "L&sub1;" exakt auf dem Abtastbild 30 festgelegt worden sein sollte, kann sich die tatsächliche computertomographische Abbildungsposition bezüglich des Patienten positionsmäßig verschoben haben.
In der EP-A-0 383 232 ist ein computertomographisches Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren und Bildgabesystem offenbart, das in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche steht. Dort wird ein Patient schraubenlinienförmig abgetastet und es werden die Projektionsbilddaten interpoliert, um hierdurch ein Bild einer gewünschten Scheibe zu rekonstruieren.
In der am 27. Mai 1992 veröffentlichten DE 41 03 588 C2 ist ein Computertomograph offenbart, bei dem ein Patient schraubenlinienförmig abgetastet wird. Damit ein zusätzliches Schattenbild gewonnen werden kann, werden Bilddaten, die einem vorbestimmten Projektionswinkel entsprechen, verarbeitet.
Die vorliegende Erfindung wurde bei einem Ansatz zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme bei dem herkömmlichen, computertomographischen Röntgenstrahlbildgabesystem geschaffen und hat daher als eine Aufgabe, ein solches computertomographisches Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren / Bildgabesystem zu schaffen, das imstande ist, ein Abtastbild innerhalb einer großen Untersuchungszeitdauer zu erzeugen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein computertomographisches Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren / Bildgabesystem zu schaffen, das imstande ist, ein Abtastbild mit einer hohen positionsmäßigen Genauigkeit im Hinblick auf computertomographische Bilder eines sich in medizinischer Untersuchung befindlichen biologischen Körpers zu erzeugen.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgaben weist ein computertomographisches Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Schritte auf, die in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert sind.
Darüber hinaus weist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein computertomographisches Röntgenstrahl-Bildgabesystem (100:400) die Merkmale auf, wie sie jeweils in einem der Ansprüche 7 bis 12 definiert sind.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen bezug genommen.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Abtastbild bzw. Scannogramm 30, das bei einem herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren erzeugt wird,
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, in dem eine Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 100 dargestellt ist, das in Übereinstimmung mit einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht,
Fig. 3 zeigt schematisch den Vorgang der schraubenlinienförmigen Abtastung und die Projektionspositionen bei der Projektion der Röntgenstrahlen, die bei der Erzeugung eines Scannogramms durch das erste computertomographische Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 anfallen,
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Erläuterung der Verarbeitung bei der Abtastbilddaten- / computertomographischen Bildrekonstruktionsverarbeitung dient, die durch das erste computertomographische Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 ausgeführt wird,
Fig. 5 zeigt schematisch ein Sinogramm 25 bei dem ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100,
Fig. 6 zeigt einen Anzeigebildschirm, der zum Anzeigen sowohl eines Scannogramms 22 als auch eines computertomographischen Bilds 21 bei dem ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 ausgelegt ist,
Fig. 7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das zur Veranschaulichung einer Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 200 dient, das in Übereinstimmung mit einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht,
Fig. 8 veranschaulicht, wie ein von oben gesehenes Abtastbild bzw. Scannogramm und ein von der Seite gesehenes Abtastbild bzw. Scannogramm bei dem zweiten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 200 erhalten werden kann,
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Erläuterung des Verarbeitungsvorgangs zur Durchführung des Abtastbilddaten- / computertomographischen Bildrekonstruktionsverarbeitung dient, der durch das zweite computertomographische Röntgenstrahl-Bildgabesystem 200 ausgeführt wird,
Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung die Anzeige einer Mehrzahl von Bildem, die bei dem zweiten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 200 realisiert ist,
Fig. 11 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das zur Darstellung einer Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrafft-Bildgabesystems 300 dient, das in Übereinstimmung mit einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht,
FIG. 12A bis 12C zeigen Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der betrieblichen Zeit steuerung bei dem dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 300,
Fig. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Erläuterung des gesamten Verarbeitungsvorgangs bei dem dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 300 ausgelegt ist,
Fig. 14 zeigt schematisch einen Projektionsmodus mit partieller Röntgenstrahlprojektion und einen Projektionsmodus mit umfangsmäßiger Röntgenstrahlprojektion, die bei dem dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 300 ausgeführt werden,
Fig. 15 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das zum Veranschaulichen der Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 400 dient, das in Übereinstimmung mit einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht,
Fig. 16A zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Verarbeitungsvorgangs bei dem vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 400, wohingegen Fig. 16B ein Ablaufdiagramm zeigt, das zur Erläuterung des mit geringer Geschwindigkeit ablaufenden Verarbeitungsvorgangs bei dem vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 400 dient.

Ausgestaltung des ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems (Röntgen-Computertomograph) 100 gezeigt, das in Übereinstimmung mit einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht.
Das erste computertomographische Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 ist hauptsächlich durch einen Röntgenstrahl-Abtaster bzw. -Scanner 2, der zur Ausführung einer mittels Röntgenstrahlen erfolgenden Abtastung mit Bezug zu einem in der medizinischen Untersuchung befindlichen biologischen Körper wie etwa einem Patienten 20 (in Fig. 3 gezeigt) zur Erzeugung von Röntgenstrahl-Projektionsdaten ausgelegt ist; eine Datenverarbeitungseinheit 3, die zum Verarbeiten der Röntgenstrahl-Projektionsdaten ausgelegt ist; eine Anzeigeeinheit 4, die zum Anzeigen sowohl eines Scannogramms bzw. Abtastbilds als auch eines computertomographischen Röntgenbilds ausgelegt ist; und eine Hauptsteuereinrichtung 50 gebildet. Die Datenverarbeitungseinheit 3 enthält eine Vorverarbeitungseinheit 5 zum Vorverarbeiten der Röntgenstrahl-Projektionsdaten, die von dem Röntgenstrahl abtaster 2 gewonnen werden, um hierdurch vorverarbeitete Röntgenstrahl-Projektionsdaten zu erzielen; eine für die Abtastbilddaten vorgesehene Verarbeitungseinheit 6, die zum Verarbeiten der vorverarbeiteten Röntgenstrahl-Projektionsdaten für die Erzeugung von Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten ausgelegt ist; eine Bildrekonstruktionseinheit 7, die zum Rekonstruieren eines computertomographischen Röntgenbilds anhand der vorverarbeiteten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten ausgelegt ist; und eine Synthetisiereinheit bzw. Zusammenfügungseinheit 8 zum Synthetisieren der vorstehend angegebenen Scannogrammdaten und der computertomographischen Röntgenbilddaten in einer solchen Weise, daß sowohl das Scannogramm bzw. Abtastbild als auch das computertomographische Bild des biologischen Körpers auf dem gleichen Bildschirm der Anzeigeeinheit 4 (diese wird nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben) angezeigt werden.

Arbeitsweise des ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

Es ist darauf hinzuweisen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der Patient 20 lediglich ein einziges Mal durch den bei dem ersten computertomographischen Bildgabesystem 100 vorgesehenen Röntgenstrahlabtaster 2 schraubenlinienförmig abgetastet wird, um hierdurch sowohl die Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten als auch die Buddaten für das computertomographische Bild zu erzielen. Dies soll bedeuten, daß aufgrund der Tatsache, daß die Röntgenstrahl-Projektionsdaten während lediglich eines einzigen schraubenlinienförmigen Abtastvorgangs gewonnen werden und im Anschluß hieran sowohl die Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten als auch die Bilddaten für das computertomographische Bild aus dieser Folge von Röntgenstrahl-Projektionsdaten erzeugt werden, die Couch (nicht im einzelnen gezeigt), auf der der Patient 20 gebettet ist, lediglich ein einziges Mal in ihrer Längsrichtung translatorisch verschoben wird.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird der schraubenlinienförmige Abtastvorgang durch den Röntgenstrahlabtaster 2 mit Bezug zu dem Patienten 20 bei dem ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 ausgeführt, das in Fig. 2 dargestellt ist. Aus Gründen der Einfachheit ist in Fig. 3 eine für die Röntgenstrahlen vorgesehene Detektoreinheit 12 nicht dargestellt, obwohl diese Detektoreinheit 12 so positioniert ist, daß sie einer Röntgenröhre 10 gegenüberliegt Der durch schraubenlinienförmige Abtastung mittels Röntgenstrahlen erfolgende Abtastvorgang ist als solcher zum Beispiel aus der US-PS 4 630 202 bekannt, die für den Patentinhaber Mon ausgegeben ist, den Titel "Computerized Tomographic Apparatus Utilizing A Radiation Source" trägt, und am 16. Dezember 1986 patentiert worden ist. Grob gesagt, wird der Patient 20 (Couch) entlang der Längsrichtung des Patienten 20 translatorisch verschoben, während die Röntgenröhre 10, die in dem Röntgenstrahlabtaster 2 eingesetzt wird, um den Patienten 20 herum gedreht wird, so daß die relative Spur der Röntgenröhre 10 mit Bezug zu dem Patienten 20 eine schraubenlinienförmige Gestalt repräsentiert (siehe Fig. 3). Vorbestimmte Positionen (Positionen mit der gleichen Phase) sind mit den Bezugszeichen 10A, 10B, ... 10N bezeichnet, die als Beispiel 0º, 360º,... 360º x N repräsentieren ("N" bezeichnet eine ganze Zahl).
Es wird nun auf die Ausgestaltung des ersten computertomographischen Röntgenstrahl- Bildgabesystems 100, das in Fig. 2 dargestellt ist, und auf einen Betriebsablauf für dieses Bildgabesystem 100, der in Fig. 4 gezeigt ist, Bezug genommen. Auf dieser Grundlage wird die Gewinnung der Abtastbilddaten bzw. Scannogrammdaten bezüglich des Patienten 20 auf der Grundlage der durch die schraubenlinienförmige Abtastung gewonnenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten erläutert.
Wie in einem links angeordneten Abschnitt dieses in Fig. 4 gezeigten Betriebsablaufes dargestellt ist, wird eine Folge von Röntgenstrahl-Projektionsdaten, die durch die schraubenlinienförmige Abtastung des Patienten 20 erhalten werden, kontinuierlich von dem Röntgenstrahlabtaster erhalten, wobei die Hauptsteuereinrichtung 50 hierbei die Steuerung übernimmt.
Bei einem Ablaufdiagramm, das in einem rechten Abschnitt der Fig. 4 angegeben ist, werden lediglich diejenigen, durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten, die bei einem vorab ausgewählten Projektionswinkel, zum Beispiel 0º oder 360º (entsprechend den Positionen 10A, 10B, ... 10N) erhalten worden sind, aus der vorstehend beschriebenen Folge von durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten bei einem ersten Schritt ST-10 ausgelesen. Bei dem nächsten Schritt ST- 12 werden die gelesenen Projektionsdaten, die bei dem speziellen Projektionswinkel von 0º (360º) erhalten worden sind, gemäß einer Transformation zur Umsetzung einer gekrümmten Ebene in eine flache Ebene verarbeitet, da die Röntgenstrahldetektoreinheit bzw. Röntgendetektoreinheit 12 (siehe Fig. 2) aus einer Mehrzahl von Detektorkanälen aufgebaut ist, die gekrümmte Oberflächen aufweisen. Anschließend werden die in die Ebene transformierten Projektionsdaten einer weiteren Verarbeitung in einem Hochpaßfilter (nicht im einzelnen gezeigt) bei einem Schritt ST-14 unterzogen. Nachfolgend werden die gefilterten Projektionsdaten durch einen Skalierungsprozeß bzw. Normierungsprozeß bei einem Schritt ST-16 verarbeitet. Schließlich werden die der Skalierung unterzogenen Projektionsdaten (diese entsprechen den Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten) als ein Scannogramm bzw. Abtastbild 22 (siehe Fig. 6) auf der Anzeigeeinheit 4 bei einem Schritt ST-18 angezeigt. Dieser Arbeitsablauf wird dann ausgehend von dem vorhergehenden Schritt ST-10 wiederholt.
Als eine Folge hiervon kann das Scannogramm bzw. Abtastbild 22 des Patienten 20 dadurch erhalten werden, daß lediglich die bei der schraubenlinienförmigen Abtastung erhaltenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten verarbeitet werden, die bei dem speziellen Projektionswinkel (0º) in der für die Abstastbilddaten vorgesehenen Verarbeitungseinheit 6 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 50 gewonnen worden sind.
Falls aber auf der anderen Seite die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erzielten Röntgenstrahl-Projektionsdaten, die bei einem anderen speziellen Projektionswinkel "180º" erhalten worden sind, wie dies in Fig. 4 durch eine punktierte Linie angegeben ist, ebenfalls zur Bildung von solchen Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten verarbeitet werden, ist der folgende zusätzliche Verarbeitungsschritt bei dem Ablaufdiagrannn erforderlich, das in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall werden nämlich lediglich die verarbeiteten Projektionsdaten, die bei dem speziellen Projektionswinkel von 180º erhalten worden sind, bei einem Schritt ST-13 umgeordnet, nachdem die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten, die bei zwei speziellen Projektionswinkeln von 0º und 180º gewonnen worden sind, bei dem Schritt ST-10 ausgelesen worden sind und bei dem Schritt ST-12 der Transformation aus der gekrümmten Ebene in die Ebene unterzogen worden sind. Dies liegt daran, daß die positionsmäßigen Beziehungen zwischen den Detektorkanälen einander im Hinblick auf die Projektionswinkel von 0º und 180º vollständig entgegengesetzt sind.
Die vorstehend erläuterte Erzeugung des Scannogramms bzw. Abtastbilds wird nun in bildlicher Hinsicht unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. In Fig. 5 ist ein sogenanntes "Sinogramm" 25 dargestellt, das aus einer Mehrzahl von Projektionsdaten "D1", "D2",... "D5" aufgebaut ist. Ein gewünschtes Scannogramm bzw. Abtastbild 22 wird dadurch gebildet, daß diese Projektionsdaten "D1 (Winkel von 0º)", "D2 (Winkel von 180º)", ... "D5 (Winkel von 360º)" in der Längsrichtung des Patienten 20 angeordnet werden. Wie vorstehend bereits beschrieben, sollten aufgrund der Tatsache, daß die Anordnung der Projektionsdaten D1, D3 und D5, die bei dem Winkel von 0º entlang der Kanalrichtung der Kanäle des Detektors gewonnen worden sind, im Hinblick auf die Anordnung der Projektionsdaten D2 und D4, die bei dem Winkel von 180º gewonnen worden sind, vollständig umgekelrrt sind, entweder die erstgenannten Projektionsdaten oder die zweitgenannten Projektionsdaten in ihrer Reihenfolge umgeordnet werden, um hierdurch das gewünschte Scannogramm bzw. Abtastbild 22 zu erzeugen.
Es wird nun emeut auf Fig. 2 Bezug genommen. Die vorstehend beschriebenen Folgen von durch die schraubenlinienförmige Abtastung gewonnenen Röntgenstrahl-Projektions daten werden in der Vorverarbeitungseinheit 5 vorverarbeitet und werden anschließend in der Bildrekonstruktionseinheit 7 rekonstruiert, um hierdurch gewünschte computertomographische Bilddaten zu erzeugen, wobei diese Vorgänge unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung ablaufen. Sowohl diese gewünschten computertomographischen Bilddaten als auch die vorstehend angegebenen Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten werden in der Synthetisiereinheit 8 synthetisiert bzw. zusammengesetzt, so daß sowohl ein gewünschtes computertomographisches Bild 21 als auch ein gewünschtes Scannogramm bzw. Abtastbild 22 gleichzeitig auf dem gleichen Bildschirm der Anzeigeeinheit 4 angezeigt werden. In diesem Scannogramm bzw. Abtastbild oder Schattenbild 22 bezeichnet eine Linie "Lx" eine Position an dem Patienten 20, bei der dieses computertomographische Bild 21 erhalten worden ist.
In Übereinstimmung mit dem ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 läßt sich die gesamte Zeitdauer für die medizinische Untersuchung, die der Patient 20 ertragen muß, im Vergleich mit der Zeitdauer bei dem herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem in beträchtlichem Ausmaße verringem, da sowohl das Scannogramm bzw. Abtastbild als auch das computertomographische Bild 21 zur gleichen Zeit erhalten werden können, indem lediglich eine einzige, schraubenlinienförmige Abtastung mit Bezug zu dem Patienten 20 ausgeführt wird. Da somit eine solche langwierige und belastende medizinische Untersuchung vermieden werden kann, ist diese computertomographische Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 für eine sogenannte "Gruppendiagnose" geeignet, bei der Röntgenstrahl-Bildgabeabschnitte von Patienten vorab festgelegt werden, und eine große Anzahl von medizinischen Untersuchungsvorgängen innerhalb eines begrenzten Zeitintervalis ausgeführt werden müssen.
Da ferner das Scannogramm bzw. Abtastbild 22 und das computertomographische Bild 21 auf der Grundlage der gleichen, durch die schraubenlinienförmige Abtastung gewonnenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten erzeugt werden, gibt es keine positionsmäßige Verschiebung zwischen diesen beiden Bildem. Dies beinhaltet, daß die positionsmäßige Genauigkeit des computertomographischen Bilds im Vergleich mit derjenigen bei dem herkömmlichen computertomographischen Bildgabesystem in erheblichem Umfang verbessert werden kann.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich ist, können auch beliebige andere Projektionswinkel wie etwa 1º, 150º, 292º zur Bildung der Scannogramme bzw. Abtastbilder frei gewählt werden, auch wenn die Projektionswinkel bei dem ersten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 100 so ausgewählt sind, daß sie gleich 0º, 90º und 180º sind.

Ausgestaltung des zweiten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

Unter nachfolgender Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 wird nun eine Ausführungsform eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 200 beschrieben, das in Übereinstimmung mit einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltung wird eine zur Verarbeitung von Abtastdaten vorgesehene Verarbeitungseinheit 60 in der Prozeßeinheit 3 eingesetzt und es wird eine Hauptsteuereinrichtung 92 benutzt. Unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 52 wird eine Folge von durch schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Röntgenstrahl Projektionsdaten mit Hilfe des Röntgenstrahlscanners 2 and zwei speziellen Projektionswinkein gemäß 0º und 90º gewonnen. Anschließend wird ein Scannogramm bzw. Abtastbild in Form einer Draufsicht von oben (0º) sowie ein weiteres Scannogramm bzw. Abtastbild 27 in Form einer Seitenansicht (90º) erhalten, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, wobei diese Abtastbilder in der zur Verarbeitung der Scannogrammdaten vorgesehenen Verarbeitungs einheit 60 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 52 erzeugt werden.

Arbeitsweise des zweiten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

Es wird nun auf ein in Fig. 9 dargestelltes Ablaufdiagramm Bezug genommen und anhand dessen die gesamten Arbeitsweise des zweiten computertomographischen Röntgenstrahl Bildgabesystems 200 beschrieben. In gleichartiger Weise sind die Zeitpunkte (Projektionswinkel) der Gewinnung der durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten und die Verarbeitungsvorgänge bezüglich der Verarbeitung der Projektionsdaten in einem linken Bereich der Fig. 9 dargestellt, wohingegen ein bei dem zweiten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 200 vorgesehener Arbeitsablauf in einem rechten Abschnitt der Fig. 9 dargestellt ist.
Wie aus dem linken Abschnitt der Fig. 9 ersichtlich ist, werden sowohl die Erzeugung des Scannogramms bzw. Abtastbilds als auch die Rekonstruktion des computertomographischen Bilds gleichzeitig bei den jeweiligen speziellen Projektionswinkeln von 0º und 90º ausgeführt, wohingegen lediglich die Rekonstruktion des computertomographischen Bilds bei beliebigen Projektionswinkeln, die sich von den speziellen Projektionswinkeln unter scheiden, ausgeführt wird.
Bei einem ersten Schritt ST-20 wird eine Folge von durch schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten mit Hilfe des Röntgenstrahlscanners 2 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 52 gewonnen und diese Projektionsdaten dann in der Vorverarbeitungseinheit 5 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 52 vorverarbeitet. Bei einem nachfolgenden Schritt ST-21 erfolgt eine Überprüfung dahingehend, ob die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten bei dem ersten speziellen Projektionswinkel von 0º gewonnen worden sind oder nicht. Falls die Antwort ja lautet, schreitet der Prozeßablauf zu einem Schritt ST-22 weiter, bei dem die Verarbeitung der Abtastbilddaten für die oberseitige Ansicht bzw. Darstellung 26 (siehe Fig. 10) in der zur Verarbeitung der Abtastdaten vorgesehenen Verarbeitungseinheit 60 mit Bezug zu den durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten, die bei dem Winkel von 0º gewonnen wurden, ausgeführt wird.
Falls im Gegensatz hierzu die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten nicht denjenigen Projektionsdaten entsprechen, die bei dem ersten speziellen Projektionsdatenwinkel von 0º bei dem vorhergehenden Schritt ST-21 gewonnen wurden, springt der Prozeßablauf zu einem weiteren Schritt ST-23. Bei diesem Schritt ST- 23 erfolgt eine weitere Überprüfung dahingehend, ob die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten bei dem zweiten speziellen Projektionswinkel von 90º erhalten worden sind oder nicht. Falls die Antwort ja lautet, schreitet der Prozeßablauf dann zu dem nächsten Schritt ST-24 weiter, bei dem die Verarbeitung der Abtastbilddaten für die Seitenansicht 27 (siehe Fig. 10) in der zur Verarbeitung der Abtastbilddaten vorgesehenen Verarbeitungseinheit 60 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 52 ausgeführt wird.
Falls im Gegensatz hierzu die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten nicht bei dem zweiten speziellen Projektionswinkel von 90º bei dem vorhergehenden Schritt ST-23 erhalten worden sind, springt der Prozeßablauf dann zu einem weiteren Schritt ST-25. Bei diesem Schritt ST-25 wird der Rekonstruktionsvorgang zur Rekonstruktion des computertomographischen Bilds im Hinblick auf die Projektionsdaten in der Bildrekonstruktionseinheit 7 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 52 ausgeführt. Im Anschluß hieran wird der vorstehend erläuterte Prozeßablauf ausgehend von dem ersten Schritt ST-20 wiederholt. Das resultierende computertomographischen Bild 23, das bei dem Schritt ST-25 erzeugt wird, kann in Kombination sowohl mit dem von oben gesehenen Scannogramm bzw. Abtastbild 26 als auch des seitlich gesehenen Scannogramms bzw. Abtastbilds 27, die in Fig. 10 dargestellt sind, bei Bedarf angezeigt werden.
Es ist hierbei anzumerken, daß alle die durch die schraubenlinienförmige Abtastungen erhaltenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten, die sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten speziellen Projektionswinkel von 0º und 90º gewonnen worden sind, in gleichartiger Weise in der Bildrekonstruktionseinheit 7 verarbeitet werden, um hierdurch computertomographische Bilder zu erzielen, die bei diesen speziellen Projektionswinkeln gewonnen worden sind.
Da bei dem vorstehend erläuterten, zweiten, computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 200 sowohl das von oben gesehene Scannogramm bzw. Abtastbild 26 als auch das von der Seite gesehene Scannogramm bzw. Abtastbild 27 zur gleichen Zeit erhalten werden können, kann eine solche mehrfache Bilddarstellung zum Beispiel in einer einer 1024-Matrix entsprechenden Anzeigeeinheit 40 realisiert werden, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.

Ausgestaltung des dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

In Fig. 11 ist eine Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 300 dargestellt, das in Übereinstiminung mit einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht.
Ein wesentliches Merkmal dieses dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 300 besteht darin, daß eine zur Verarbeitung von Scannogrammdaten bzw. Abtastbilddaten vorgesehene Verarbeitungseinheit 65 in der Prozeßeinheit 3 eingesetzt wird und in Verbindung mit einem Betriebsartwähler 80 unter der Steuerung durch eine Hauptsteuereinrichtung 54 so betätigt wird, daß die Betriebsart des dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 200 ausgewählt wird. Dies bedeutet, daß eine Selektion über den Betriebsartwähler 80 seitens eines Benutzers so getroffen wird, daß zwischen entweder allein einem Abtastbilddatenverarbeitungsprozeß oder einer Kombination aus dem Abtastbilddatenverarbeitungsprozeß und einem Rekonstruktionsprozeß zur Rekonstruktion des computertomographischen Bilds gewählt wird. Wie in den Fig. 12A bis 12C gezeigt ist, gibt der Betriebsartwähler 80 ein Moduswähisignal gemäß Fig 128 an die Hauptsteuereinrichtung 54 ab, falls lediglich der Abtastbilddatenprozeß (Erzeugung eines Scannogramms bzw. Abtastbilds) ausgewählt wird, wird ein in Fig. 12A gezeigtes Steuersignal zur Steuerung der Röntgenstrahlprojektion von der Hauptsteuereinrichtung 54 lediglich bei einem vorab ausgewählten Projektionswinkel, zum Beispiel 0º ausgewählt. Demzufolge wird die in Fig. 11 gezeigte Röntgenröhre 10 als Reaktion auf dieses Steuersignal zur Steuerung der Röntgenstrahlprojektion erregt, so daß Röntgenstrahlen von ihr lediglich bei dem vorab ausgewählten Projektionswinkel von 0º projiziert bzw. ausgesendet werden. Es ergibt sich somit der Vorteil, daß er Patient 20 lediglich eine begrenzte Menge an Röntgenstrahldosis während dieser Betriebsart erfährt. Mit anderen Worten werden trotz der Tatsache, daß sowohl die Röntgenröhre 10 als auch die für die Röntgenstrahlen vorgesehene Detektoreinheit 12 schraubenlinienförmig um den Patienten 20 herum bewegt bzw. abgetastet werden, die Röntgenstrahlen intermittierend von der Röntgenröhre 10 während des schraubenlinienförmigen Abtastvorgangs bei dem vorab ausgewählten Projektionswinkel projiziert, was nicht mit dem normalen schraubenlinienförmigen Abtastvorgang übereinstimmt (dies wird im folgenden als eine "partielle Röntgenstrahlprojektion" bezeichnet).
Falls im Gegensatz hierzu der Benutzer den Kombinationsprozeß (das heißt den Abtastbilddatenprozeß und den Rekonstruktionsprozeß zur Rekonstruktion des computertomographischen Bilds) über den Betriebsartwähler 80 auswählt, wird ein anderes Moduswählsignal von der Hauptsteuereinrichtung 54 ausgegeben. Der vorstehend beschriebene, normale, schraubenlinienförmige Abtastvorgang wird dann ausgeführt (dies wird als eine "umfangsmäßige Röntgenstrahlprojektion" bezeichnet), so daß das computertomographischen Röntgenbild in der Bildrekonstruktionseinheit 7 rekonstruiert wird, während die Abtastbild daten bzw. Scannogrammdaten in der zur Verarbeitung der Abtastbilddaten vorgesehenen Verarbeitungseinheit 65 erzeugt werden.

Arbeitsweise des dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

Fig. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm der gesamten Arbeitsweise bei dem in Fig. 11 gezeigten, dritten, computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 300.
Bei einem ersten Schritt ST-30 wird eine Überprüfung dahingehend durchgeführt, ob der Röntgenstrahl-Bildgabevorgang abgeschlossen ist oder nicht. Falls die Antwort nein lautet, schreitet der Prozeßablauf zu dem nächsten Schritt ST-31 weiter, bei dem eine Modusabtastung bzw. Betriebsartabftage ausgeführt wird. Dann wird eine weitere Überprüfung dahingehend ausgeführt, ob lediglich der Abtastbilddatenprozeß ausgewählt worden ist oder nicht. Falls die Antwort nein lautet, schreitet der Prozeßablauf dann zu dem nachfolgenden Schritt ST-33 weiter. Bei diesem Schritt ST-33 werden die bereits vorstehend erläuterten, normalen, durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Röntgenstrahl-Projektionsdaten durch den Röntgenstrahlscanner 2 generiert und diese anschließend in der Vorverarbeitungseinheit 5 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinheit 54 vorverarbeitet.
Nachfolgend erfolgt eine weitere Überprüfung dahingehend, ob die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten bei dem speziellen Projektionswinkel von 0º gewonnen worden sind oder nicht, wobei diese Überprüfung bei einem Schritt ST- 34 erfolgt. Falls die Antwort ja lautet, schreitet der Prozeßablauf dann zu dem nächsten Schritt ST-35 weiter, bei dem der Abtastdatenprozeß durch die für die Abtastbilddaten vorgesehene Verarbeitungseinheit 65 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 54 ausgeführt wird. Falls im Gegensatz hierzu die Antwort bei dem vorhergehenden Schritt ST-34 nein lautet, springt der Prozeßablauf dann zu einem Schritt ST-36. Der Rekonstruktionsprozeß zur Rekonstruktion des computertomographischen Röntgenbilds wird dann bezüglich dieser durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten in der Bildrekonstruktionseinheit 7 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung ausgeführt. Nach dem Abschluß dieses Bildrekonstruktionsvorgangs bei dem ST-36 wird eine weitere Überprüfung dahingehend durchgeführt, ob die durch die schraubenlinienförmige Abtastung erhaltenen Projektionsdaten von 0º bis 360º erhalten/verarbeitet worden sind (das heißt bei einem umfangsmäßigen Röntgenstrahl-Projektionsprozeß). Falls die Antwort nein lautet, kehrt der Prozeßablauf dann zu dem Schritt ST-33 zurück, so daß erneut eine Folge von Verarbeitungsvorgängen zur Verarbeitung der Projektionsdaten bis zu dem Schritt ST-37 ausgeführt wird. Falls die Antwort ja lautet, wird der Prozeßablauf zu dem ersten Schritt ST-30 zurückgeführt, da die dem Kombinationsprozeß entsprechende Betriebsart, die durch den Benutzer über den Betriebsartwähler 80 ausgewählt worden ist, abgeschlossen worden ist. Folglich ist die umfangsmäßige Röntgenstrahlprojektion (siehe Fig. 14) erzielt.
Falls auf der anderen Seite die Betriebsart ausgewählt ist, bei der lediglich die Abtastbilddatenverarbeitung (Abtastbilddatenprozeß) erfolgt (das heißt die Antwort "ja" lautet), wird der Prozeßablauf dann zu einem neuen Schritt ST-40 weitergeschaltet. Bei diesem Schritt ST-40 wird ein vorbestimmter Projektionswinkel von zum Beispiel 0º in dem dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 300 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 54 erfaßt. Nachfolgend wird der Röntgenstrahl unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 54 von der Röntgenröhre 10 lediglich bei dem Projektionswinkel von 0º bei einem Schritt ST-42 ausgesandt.
Als Ergebnis dessen werden durch den Röntgenstrahlabtaster 2 Projektionsdaten lediglich bei dem Winkel 0º gewonnen und diese dann durch die Vorverarbeitungseinheit 5 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinrichtung 54 vorverarbeitet. Der für die Abtastbilddaten vorgesehene Verarbeitungsvorgang wird lediglich bezüglich dieser bei 0º gewonnenen Projektionsdaten in der für die Abtastbilddaten vorgesehenen Verarbeitungseinheit 65 ausgeführt, so daß die partielle Röntgenstrahlprojektion (siehe Fig. 14) durchgeführt wird.
In Übereinstimmung mit dem dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem werden die folgenden besonderen Vorteile erzielt. Im allgemeinen ist eine Anzeigeregion eines Scannogramms bzw. Abtastbilds relativ gesehen größer als diejenige eines computertomographischen Bilds auf einem Anzeigebildschirm. Da femer ein Benutzer ein computertomographischen Bild unter Bezugnalune auf ein Scannogramm bzw. Abtastbild betrachtet, ist es für eine einfache Beobachtbarkeit zweckmäßig, das Scannogramm bzw. Abtastbild mit einer größeren Fläche als der Fläche des computertomographischen Bilds auf einem Anzeigebildschirm darzustellen. Falls Röntgenstrahlen von der Röntgenröhre 10 zu dem Patienten 20 über die gesamte, in Umfangsrichtung gesehene schraubenlinienförmige Richtung projiziert werden, wird aus diesem Grund die Gesamtmenge der Röntgendosis im Vergleich zu der Röntgendosis bei einer partiellen Röntgenstrahlprojektion erhöht. Gemäß dem dritten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 300 wird der Betriebsartwähler 80, der durch einen Benutzer betätigt wird oder werden kann, neu eingesetzt und ermöglicht die Auswahl einer solchen partiellen Röntgenstrahiprojektion in Verbindung mit der Hauptsteuereinheit 54, so daß ein Scannogramm bzw. Abtastbild mit einer geringeren Röntgenstrahldosis erhalten wird. Wenn ferner ein gewünschter computertomographisch abzubildender Abbildungsbereich 70 des Patienten während der schraubenlinienförmigen Abtastung mit Hilfe des Röntgenstrahlscanners 2 erreicht worden ist, während ein erstes Scannogramm bzw. Abtastbild "72F" in Echtzeit beobachtet wird, betätigt der Benutzer den Betriebsartwähler 80, um hierdurch von der Betriebsart mit partieller Röntgenstrahlprojektion zu der Betriebsart mit umfangsmäßiger Röntgenstrahlprojektion zu wechseln. Nach dem Abschluß dieser umfangsmäßigen Röntgenstrahlprojektion (das heißt des normalen schraubenlinienförmigen Abtastvorgangs) bezüglich des gewünschten computertomographisch abzubildenden Abbildungsbereichs 70 abgeschlossen worden ist, betätigt der Benutzer emeut den Betriebsartwähler 80, um hierdurch von dem Projektionsmodus mit umfangsmäßiger Röntgenstrahlprojektion zu der Betriebsart mit partieller Röntgenstrahlprojektion zu wechseln, so daß ein zweites Scannogramm bzw. Abtastbild "72R" erzeugt wird. Als Folge hiervon kann die gesamte Menge der Röntgendosis, die auf den Patienten 20 einwirkt, im Vergleich mit derjenigen bei dem herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem erheblich verringert werden.

Ausgestaltung/Arbeitsweise des vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems

Fig. 15 zeigt eine Ausgestaltung eines computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 400, das in Übereinstimmung mit einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht. Ein wesentliches Merkmal des vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystems 400 besteht darin, in der Prozeßeinheit 3 eine Verarbeitungseinheit 90 zur Abtastbild/CT-Bild-Verarbeitung vorhanden ist. Diese Verarbeitungseinheit 90 zur Abtastbild/CT-Bild-Verarbeitung ist imstande, einen Abtastbild datenverarbeitungsvorgang und einen Rekonstruktionsvorgang zur Rekonstruktion eines computertomographischen Bilds auszuführen.
Wenn die Verarbeitungseinheit 90 zur Verarbeitung des Abtastbilds/computertomographischen Bilds mit einer hohen Geschwindigkeit betreibbar ist, wird der gesamte Verarbeitungsablauf bei dem vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 400 in Übereinstimmung mit dem Ablaufdiagramm, das in Fig. 16A dargestellt ist, ausgeführt. Bei einem ersten Schritt ST-50 werden bei diesem Ablaufdiagramm die durch die schraubenlinienförmig erhaltenen Röntgenprojektionsdaten durch den Röntgenstrahlscanner 2 gewonnen und diese anschließend durch die Vorverarbeitungseinheit 5 unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinheit 56 vorverarbeitet. Nachfolgend erfolgt bei einem Schritt ST- 52 eine Überprüfung dahingehend, ob die vorverarbeiteten Projektionsdaten bei dem speziellen Projektionswinkel von 0º oder 180º gewonnen worden sind oder nicht. Falls die Antwort ja lautet, wird der Verarbeitungsvorgang zur Verarbeitung der Abtastbilddaten für diese Projektionsbilddaten, die bei dem speziellen Projektionswinkel von 0º oder 180º gewonnen worden sind, mit einer hohen Geschwindigkeit bei dem nächsten Schritt ST-54 ausgeführt. Anschließend wird der Rekonstruktionsvorgang zur Rekonstruktion des computertomographischen Bilds auf der Grundlage dieser Projektionsdaten bei einem Schritt ST-56 ausgeführt. Ein resultierendes computertomographisches Bild (nicht gezeigt), das bei diesem Schritt ST-56 rekonstruiert worden ist, kann auf der Anzeigeeinheit 4 in Kombination mit eine Scannogramm bzw. Abtastbild (gleichfalls nicht gezeigt) angezeigt werden, wobei diese Bilder in einer Synthetisiereinheit 8 zusammengefaßt werden. Falls die Antwort bei dem Schritt ST-52 nein lautet, springt der Verarbeitungsvorgang dann zu dem Schritt ST-56. bei dem der vorstehend beschriebene Rekonstruktionsvorgang zur Rekonstruktion des computertomographischen Bilds ausgeführt wird. Anschließend wird eine Folge der vorstehend beschriebenen Verarbeitungsvorgänge mit hoher Geschwindigkeit wiederholt ausgeführt.
Wenn im Gegensatz hierzu die Verarbeitungseinheit 90 zur Verarbeitung des Scannogramms/computertomographischen Bilds mit einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben wird, wird der gesamte Verarbeitungsvorgang bei dem vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 400 in Übereinstimmung mit einem Ablaufdiagramm ausgeführt, das in Fig. 168 dargestellt ist. Da diese Verarbeitungsvorgänge ab dem Schritt ST-50 bis zu dem Schritt ST-54 identisch sind wie die Verarbeitungsvorgänge gemäß Fig. 16A, wird lediglich der unterschiedliche Verarbeitungsvorgang erläutert. Hierbei werden nach dem Abschluß des Abtastbilddatenprozesses bei dem Schritt ST-54 die vorverarbeiteten Röntgenstrahlprojektionsdaten einmal in einem Speicher (nicht in Einzelheiten gezeigt) bei dem nächsten Schritt ST-55 gespeichert. Im Anschluß hieran werden die gespeicherten Projektionsdaten bei einem Schritt ST-57 aus dem Speicher ausgelesen und werden zur Rekonstruktion eines computertomographischen Bilds verarbeitet.
Wie vorstehend angegeben, gibt es gemäß dem vierten computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem 400 die speziellen Vorteile, daß die insgesamt benötigte Zeitdauer zur medizinischen Untersuchung des Patienten erheblich verkürzt werden kann, und zwar auch dann, wenn sowohl das Scannogramm bzw. Abtastbild als auch das computertomographische Röntgenbild des Patienten erzeugt werden, da lediglich ein einziger schraubenlinienförmiger Abtastvorgang erforderlich ist. Ferner kann die Gesamtmenge der auf den Patienten einwirkenden Röntgendosis im Vergleich mit derjenigen bei dem herkömmlichen computertomographischen Röntgenstrahl-Bildgabesystem verringert werden.

Claims

1. Computertomographisches Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren, das die folgenden Schritte aufweist:

Abtasten eines in medizinischer Untersuchung befindlichen biologischen Körpers (20) in einer Betriebsart mit schraubenlinienförmiger Abtastung, wobei eine Röntgenröhre (10) um den biologischen Körper (20), der entlang einer Längsachse des biologischen Körpers (20) verschoben wird, relativgedreht wird, um hierdurch Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten bezüglich des schraubenlinienförmig abgetasteten biologischen Körpers (20) zu erzielen, und

Rekonstruieren eines computertomographischen Röntgenbilds (21) des schraubenlinienförmig abgetasteten biologischen Körpers (20) auf der Grundlage der gesamten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten,

gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

Auswählen lediglich von solchen Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, die bei einem vorbestimmten Projektionswinkel erhalten wurden, aus den gesamten Röntgenstrahl- Projektionsbilddaten, die bei der schraubenlinienförmigen Abtastung erhalten wurden, und Verarbeiten der ausgewählten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zur Erzeugung eines Scannogramms (Abtastbilds) (22) des schraubenlinienförmig abgetasteten biologischen Körpers (20),

wobei sowohl das Scannogramm (22) als auch das computertomographische Röntgenbild (21) im wesentlichen gleichzeitig angezeigt werden.

2. Computertomographisches Röntgenstrahl-Abbildungsverfahren, das die Schritte aufweist:

Abtasten eines ersten Abschnitts eines in medizinischer Untersuchung befindlichen biologischen Körpers (20) in einer Betriebsart mit schraubenlinienförmiger Abtastung, wobei eine Röntgenröhre (10) um den biologischen Körper (20), der entlang einer Längsachse des biologischen Körpers (20) verschoben wird, relativgedreht wird, um hierdurch erste Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten bezüglich des schraubenlinienförmig abgetasteten, ersten Abschnitts des biologischen Körpers (20) zu erhalten, und

Rekonstruieren eines computertomographischen Röntgenbilds (21) des schraubenlimenförmig abgetasteten ersten Abschnitts des biologischen Körpers (20) auf der Grundlage der ersten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten,

gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

Erzeugen eines Scannogramms (Abtastbilds) des ersten Abschnitts des biologischen Körpers (20),

teilweises Abtasten eines zweiten Abschnitts des in medizinischer Untersuchung befindlichen biologischen Körpers (20) durch intermittierendes Aussenden eines Röntgenstrahls von der Röntgenröhre (10) zu dem zweiten Abschnitt des Körpers (20), um hierdurch zweite Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten bezüglich des schraubenlinienförmig abgetasteten zweiten Abschnitts des biologischen Körpers (20) zu gewinnen, und Verarbeiten der zweiten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zur Erzeugung eines Scannogramms (Abtastbilds) (22) des teilweise abgetasteten zweiten Abschnitts des biologischen Körpers (20),

3. Abbildungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der vorbestimmte Projektionswinkel aus den Werten 0º, 90º und 180º mit Bezug zu einer Basislinie ausgewählt ist, die innerhalb einer Ebene liegt, die rechtwinklig zu der Längsachse des biologischen Körpers (20) verläuft.

4. Abbildungsverfahren nach Anspruch 2, bei dem der vorbestinnnte Projektionswinkel aus jeweils zwei kombinierten Winkeln mit den Werten 0º, 90º und 180º mit Bezug zu einer Basislime ausgewählt ist, die in einer Ebene liegt, die rechtwinklig zu der Längsachse des biologischen Körpers (20) verläuft.

5. Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, bei dem der Verarbeitungsschritt die Schritte enthält:

Durchführen einer Transformation von gekrümmter Ebene zu flacher Ebene im Hinblick auf die ausgewählten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, die bei dem vorbestimmten Projektionswinkel erhalten wurden, um hierdurch in eine Ebene transformierte Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zu gewinnen,

Durchführen einer Hochpaßfilterung hinsichtlich der in die Ebene transformierten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, um hierdurch gefilterte Röntgenstrahl-Projektions bilddaten zu gewinnen, und

Durchführen einer Dichteumwandlung im Hinblick auf die gefilterten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, um hierdurch hinsichtlich ihrer Dichte umgewandelte Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zu gewinnen, wobei das Scannogramm (22) auf der Grundlage der hinsichtlich ihrer Dichte umgewandelten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten erzeugt wird.

6. Abbildungsverfahren nach Anspruchs, bei dem der Verarbeitungsschritt den weiteren Schritt enthält:

Umordnen der in die Ebene transformierten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, wenn diese bei einem zweiten Projektionswinkel, der entgegengesetzt zu dem vorbestimmten Projektionswinkel liegt, gewonnen wurden, derart, daß die umgeordneten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, die bei dem zweiten Projektionswinkel gewonnen wurden, den in die Ebene transformierten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten entsprechen, die bei dem vorbestimmten Projektionswinkel gewonnen wurden.

7. Computertomographisches Röntgenbildgabesystem (100, 400), mit

einer Abtasteinrichtung (2), die eine Röntgenröhre (10) enthält und zum Abtasten eines in medizinischer Untersuchung befindlichen biologischen Körpers (20) in einer Betriebsart mit schraubenlinienförmiger Abtastung ausgelegt ist, wobei die Röntgenröhre (10) um den biologischen Körper (20), der entlang einer Längsachse des biologischen Körpers (20) verschoben wird, relativgedreht wird, um hierdurch Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten bezüglich des schraubenlinienförmig abgetasteten, biologischen Körpers (20) zu erhalten,

einer computertomographischen Bildrekonstruktionseinrichtung (7) zum Rekonstruieren eines computertomographischen Röntgenbilds (21) des schraubenlinienförmig abgetasteten biologischen Körpers (20) auf der Grundlage der gesamten Röntgenstrahl Projektionsbilddaten, und

einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des computertomographischen Röntgenbilds (21),

gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

eine Abtastdatenverarbeitungseinrichtung (6, 90) zum Auswählen lediglich derjenigen Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, die bei einem vorbestimmten Projektionswinkel erhalten wurden, aus den gesamten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, und zum Verarbeiten der ausgewählten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zur Erzeugung eines Scannogramms (Abtastbilds) (22) des schraubenlinienförmig abgetasteten biologischen Körpers (20),

wobei die Anzeigeeinrichtung sowohl das Scannogramm (22) als auch das computertomographische Röntgenbild (21) im wesentlichen gleichzeitig anzeigt.

8. Computertomographisches Röntgenbildgabesystem (300) mit

einer Abtasteinrichtung (2), die eine Röntgenröhre (10) enthält und zum Abtasten eines ersten Abschnitts eines in medizinischer Untersuchung befindlichen biologischen Körpers (20) in einer Betriebsart mit schraubenlinienförmiger Abtastung ausgelegt ist, wobei die Röntgenröhre (10) um den biologischen Körper (20), der entlang einer Längsachse des biologischen Körpers (20) verschoben wird, relativgedreht wird, um hierdurch erste Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten bezüglich des schraubenlinienförmig abgetasteten ersten Abschnitts des biologischen Körpers (20) zu erhalten,

einer computertomographischen Bildrekonstruktionseinrichtung (7) zum Rekonstruieren eines computertomographischen Röntgenbilds (21) des schraubenlinienförmig abgetasteten biologischen Körpers (20) auf der Grundlage der ersten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, und

einer Anzeigeeinrichtung (4) zum Anzeigen des computertomographischen Röntgenbilds (21),

dadurch gekennzeichnet,

daß die Abtasteinrichtung einen zweiten Abschnitt des biologischen Körpers (20) durch intermittierendes Aussenden eines Röntgenstrahls von der Röntgenröhre (10) zu dem zweiten Abschnitt des biologischen Körpers (20) teilweise abtastet, um hierdurch zweite Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten bezüglich des teilweise abgetasteten zweiten Abschnitts des biologischen Körpers (20) zu gewinnen,

daß das System weiterhin eine Abtastdatenverarbeitungseinrichtung (65) zum Verarbeiten der ersten und der zweiten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zur Erzeugung eines Scannogramms (Abtastbilds) (22) des ersten Abschnitts und des teilweise abgetasteten zweiten Abschnitts des biologischen Körpers (20) aufweist,

wobei die Anzeigeeinrichtung (4) sowohl das Scannogrannn (22) als auch das computertomographische Röntgenbild (21) im wesentlichen gleichzeitig anzeigt.

9. Bildgabesystem (100, 300, 400) nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der vorbestimmte Projektionswinkel aus einem der Werte 0º, 90º und 180º mit Bezug zu einer Basislinie ausgewählt ist, die in einer Ebene liegt, die rechtwinklig zu der Längsachse des biologischen Körpers (20) verläuft.

10. Bildgabesystem (100, 300, 400) nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Abtastdatenverarbeitungseinrichtung (6, 90) enthält:

eine Einrichtung zum Durchführen einer Transformation von einer gekrümmten Ebene in eine flache Ebene im Hinblick auf die ausgewählten Röntgenstrahl-Projektions bilddaten, die bei dem vorbestimmten Projektionswinkel gewonnen wurden, um hierdurch in die Ebene transformierte Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zu erzielen,

eine Einrichtung zum Durchführen einer Hochpaßfilterung mit Bezug zu den in die Ebene transformierten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, um hierdurch gefilterte Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zu gewinnen, und

eine Einrichtung zum Ausführen einer Dichteumwandlung im Hinblick auf die gefilterten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zur Gewinnung von hinsichtlich ihrer Dichte umgewandelten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, wobei das Scannogramm (22) auf der Basis der hinsichtlich ihrer Dichte umgewandelten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten erzeugt wird.

11. Bildgabesystem (100, 300, 400) nach Anspruch 10, bei dem die Abtastdatenverarbeitungseinrichtung (6, 64, 90) weiterhin enthält:

eine Einrichtung zum Umordnen der in die Ebene transformierten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, wenn diese bei einem zweiten Projektionswinkel, der entgegengesetzt zu dem vorbestimmten Projektionswinkel liegt, gewonnen wurden, derart, daß die umgewandelten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten, die bei dem zweiten Projektionswinkel gewonnen wurden, den in die Ebene transformierten Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten entsprechen, die bei dem vorbestimmten Projektionswinkel gewonnen wurden.

12. Bildgabesystem (100, 400) nach Anspruch 7 oder 8, mit

einer Vorverarbeitungseinrichtung (5) zum Vorverarbeiten der Röntgenstrahl- Projektionsbilddaten, die von der Abtasteinrichtung (2) erhalten werden, um hierdurch vorverarbeitete Röntgenstrahl-Projektionsbilddaten zu erzeugen, die sowohl zu der Abtast datenverarbeitungseinrichtung (6, 90) als auch zu der computertomographischen Bildrekonstruktionseinrichtung (7) zuzuführen sind, und

einer Synthetisiereinrichtung (8) zum Synthetisieren des Scannogramms (22) und des computertomographischen Röntgenbilds (22) derart, daß diese im wesentlichen gleichzeitig auf der Anzeigeeinrichtung (4, 40) angezeigt werden.