DE69735005T2

DE69735005T2 - Vorrichtung zur wendelförmigen abtastung mit lage-veränderlicher achse

Info

Publication number: DE69735005T2
Application number: DE69735005T
Authority: DE
Inventors: David Ruimi
Original assignee: Picker Medical Systems Ltd
Current assignee: Philips Medical Systems Technologies Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2017-02-21
Also published as: WO1998036689A1; EP0964643B1; EP0964643A1; US6324246B1; JP2001512346A; DE69735005D1

Description

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Bildgebung mittels Computertomographie (CT) und im Besonderen auf Mehrschicht-CT-Scanner mit spiralförmigen Abtastwegen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Spiral-CT-Scanner sind in der Technik wohlbekannt. Im Allgemeinen umfassen derartige Scanner eine Röntgenröhre, die in einer ringförmigen Gantry montiert ist, so dass sie sich kontinuierlich um ein abzubildendes Objekt dreht. Das Objekt liegt auf einer Liege, die kontinuierlich durch die Gantry bewegt wird, während sich die Gantry gleichzeitig dreht und Röntgendetektoren, die sich auf der gegenüber liegenden Seite des Objekts befinden, gleichzeitig von der Röntgenröhre durch das Objekt gesendete Strahlung empfangen. Die Translationsachse der Liege verläuft im Allgemeinen parallel zur Längsachse des Körpers, der typischerweise senkrecht zur Drehebene der Gantry ausgerichtet ist. Somit verläuft der Weg der Röntgenröhre in Bezug auf das Objekt im Allgemeinen spiralförmig um diese Achse, und die von den Röntgendetektoren empfangenen Daten der Abschwächung der Röntgenstrahlen entsprechen in gleicher Weise eine Reihe von spiralförmig angeordneten „Ansichten" durch das Objekt. Zur Rekonstruktion planarer Querschnitts-Bildschichten des Objekts werden Abschwächungsdaten für jeden Punkt in einer derartigen planaren Schicht durch Interpolation zwischen Datenpunkten in den ursprünglichen spiralförmigen Ansichten abgeleitet.
In dem Dokument EP-A-0 471 455 wird ein CT-Gerät mit spiralförmiger Abtastung beschrieben, das Folgendes umfasst: Mittel zum Erzeugen einer planaren korrigierten Ansicht durch Interpolation von Daten einer ersten und einer zweiten Ansicht mit demselben wirksamen Sichtwinkel; Mittel zum Wiederholen dieser Schritte bei einer Vielzahl von Drehwinkeln der Röntgenröhre und Mittel zum Rekonstruieren einer planaren Bildschicht aus korrigierten Ansichten, die über die genannte Vielzahl von Sichtwinkeln erstellt wurden.
Mehrschicht-Scanner mit spiralförmiger Abtastung sind ebenfalls in der Technik bekannt. In der US-amerikanischen Patentschrift 5.485.493 wird zum Beispiel ein Spiral-Scanner mit einem Mehrfachdetektorring und zueinander einstellbaren spiralförmigen Wegen beschrieben, bei dem zwei oder mehrere benachbarte, parallele Schichten auf zwei oder mehreren parallelen Wegen gleichzeitig oder nacheinander erfasst werden. Den planaren Schichten entsprechende Daten werden durch Interpolation zwischen den Daten abgeleitet, die auf den beiden spiralförmigen Wegen erfasst werden. Spiral-Scanner, bei denen mehr als zwei Schichten erfasst werden, sind ebenfalls in der Technik bekannt.
Bei einigen Scannern kann die Längsachse des Körpers, in deren Richtung die Liege bewegt wird, in einem Winkel relativ zur Drehebene der Gantry stehen und nicht senkrecht zur Achse, wie es bei herkömmlichen Scannern vorgesehen ist. Diese Winkelstellung beinhaltet typischerweise das Schwenken der Liege um eine vertikale Achse, das Kippen der Gantry um eine horizontale Achse oder eine Kombination von Schwenken und Kippen. Da die Bildansichten in ähnlicher Weise in einem Winkel zur Achse des Körpers stehen, ist diese Winkstellungsfunktion häufig nützlich bei der Auflösung von Bildmerkmalen, die bei herkömmlicher, nicht winkeliger Abtastung schwer zu erkennen sind. Die Schwenkung der Liege kann beispielsweise genutzt werden, um Bildschichten in Längsrichtung der Bauchspeicheldrüse zu erstellen, und eine variable Kippung der Gantry kann genutzt werden, um Bilder von winkeligen Querschnitten durch die Zwischenwirbellöcher der Wirbelsäule zu erzeugen.
Wird die Körperachse gekippt, beschreibt der Abtastweg der Röntgenröhre relativ zur Achse nicht länger eine einfache Spirale mit konstanter Steigung, sondern hat einen komplizierteren spiralförmigen Verlauf. In diesem Fall wird die genaue Interpolation zwischen verschiedenen, auf einem spiralförmigen Pfad erfassten Punkten zum Zweck der Rekonstruktion korrigierter, planarer Bildschichten wesentlich komplizierter. Eine ungeeignete Auswahl der Punkte für die Interpolation kann die Entstehung von Artefakten in dem rekonstruierten Bild bewirken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Gerät zur genauen Bildrekonstruktion auf der Grundlage von CT-Daten einer winkeligen spiralförmigen Abtastung zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Gerät wie in Anspruch 1 definiert gelöst.
Bei der vorliegenden Erfindung werden Daten einer winkeligen spiralförmigen Abtastung, die während verschiedener Positionen der Gantry (d.h. an verschiedenen Spiralpositionen der Gantry) erzeugt wurden, kombiniert, um einen Datensatz einer Ansicht zur Rekonstruktion des Bildes zu erstellen.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Daten der spiralförmigen Abtastung genutzt, um planare, korrigierte Bildschichten zu rekonstruieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen die CT-Daten Mehrschicht-CT-Daten, die mit Hilfe einer mehrreihigen Detektoranordnung erfasst wurden.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Spiral-Mehrschicht-CT-Scanner mit variablem Winkel eine Röntgenröhre, die in einer ringförmigen Gantry montiert ist, die sich um eine Liege dreht, auf der ein Objekt liegt, und eine Detektoranordnung. Die Röntgenröhre bestrahlt das Objekt von mehreren Punkten auf ihrer spiralförmigen Bahn. Die Detektoranordnung umfasst eine oder mehrere parallele Reihen von Röntgendetektorelementen, wobei die Längsachse jeder Reihe im Allgemeinen in einer Umfangsrichtung in Bezug auf die Längsachse des Körpers verläuft. Die Detektorelemente empfangen die Strahlung, die den Körper des Objekts durchquert hat, und erzeugen in Reaktion auf die Abschwächung der Röntgenstrahlen Signale. Die Liege wird durch die Gantry auf einer Translationsachse bewegt, die im Allgemeinen parallel zur Längsachse des Körpers des Objekts verläuft. Die Gantry kippt um eine horizontale Achse, und die Liege schwenkt in Bezug auf die Gantry um eine vertikale Achse, so dass die Translationsachse der Liege einen spitzen Winkel zur Drehachse der Gantry bildet. Der Scanner führt somit eine winkelige, spiralförmige Abtastung über mindestens einen Teil des Körpers durch.
Für jede Ansicht, d.h. jede Position der Röntgenröhre in Bezug auf den Körper, von der Röntgenstrahlenabschwächungssignale von der Detektoranordnung empfangen werden, erzeugt die Detektoranordnung eine Matrix mit Abschwächungssignalen. Jede Reihe in der Signalmatrix entspricht einer Reihe von Elementen in der Detektoranordnung. Diese Signale werden normalisiert und einer logarithmischen Operation unterzogen, wie sie in der Technik bekannt ist. Die resultierenden Daten werden dann vorzugsweise interpoliert, um geometrisch korrigierte CT-Daten zu erzeugen, die planaren Schichten durch den Körper zugeordnet werden. Diese Schichten stehen im Allgemeinen senkrecht zur Drehachse der Gantry und werden daher in Bezug auf die Längsachse des Körpers geschwenkt bzw. gekippt. Die korrigierten Daten in diesen planaren Schichten werden gefiltert und zurück projiziert, um mit Hilfe in der Technik bekannter Verfahren ein dreidimensionales CT-Bild des Körpers des Objekts zu rekonstruieren.
Als Alternative können anstelle der Interpolation der normalisierten, logarithmierten Daten die „Rohsignale" zuerst interpoliert werden, bevor sie logarithmiert werden. Als weitere Alternative können die Daten nach dem Filtern oder nach der Rückprojektion interpoliert werden. Es ist zu beachten, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch in diesen Fällen angewendet werden können.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfassen die geometrisch korrigierten CT-Daten effektive Abschwächungswerte in Bezug auf jede der planaren Schichten. Für jede Schicht werden diese Werte für eine Vielzahl von effektiven Erfassungspunkten berechnet, die geometrisch auf dem Umfang der Schicht festgelegt sind. Jeder der effektiven Abschwächungswerte entspricht der ungefähren Abschwächung, die entlang einem Strahlengang in der planaren Schicht von der Röntgenröhre zur Position des effektiven Erfassungspunktes bei einem gegebenen Drehwinkel der Röhre um die Drehachse der Gantry gemessen worden wäre. Die effektiven Abschwächungswerte für jede planare Schicht werden für eine Vielzahl von Drehwinkeln berechnet, die vorzugsweise 360° der Drehung um die Achse (oder mehr, in Abhängigkeit vom Winkel der Spirale) abdecken. Diese Werte werden, wie in der Technik bekannt, gefiltert und zurückprojiziert mit Hilfe der 360°-CT-Bildrekonstruktion. Die Rekonstruktion unter Verwendung von einzelnen Schichten erfordert mindestens zwei Drehungen und im Allgemeinen mehr, in Abhängigkeit von dem Winkel der Spirale.
Auch wenn die effektiven Erfassungspunkte in der Ebene der Schicht festgelegt sind, befinden sich die tatsächlichen Elemente der Detektoranordnung im Allgemeinen nicht in dieser Ebene. Die Positionen der tatsächlichen Elemente in Bezug auf die effektiven Erfassungspunkte variieren von einem Röhrendrehwinkel zum anderen aufgrund der Spiralform des Abtastweges. Daher werden für jeden der effektiven Erfassungspunkte bei jedem Drehwinkel zwei oder mehr Detektorelemente ausgewählt. Die ausgewählten Elemente sind diejenigen, deren Positionen der Position des effektiven Erfassungspunktes bei diesem Drehwinkel geometrisch am nächsten liegen. Die tatsächlichen, gemessenen Abschwächungsdaten an den Elementpositionen werden interpoliert, um den entsprechenden effektiven Abschwächungswert an dem effektiven Erfassungspunkt zu berechnen.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, bei denen eine mehrreihige Detektoranordnung eingesetzt wird, sind die tatsächlichen für einige Drehwinkel ausgewählten Elemente benachbarte Elemente in nebeneinander liegenden, parallelen Reihen der Anordnung. In diesem Fall werden die effektiven Abschwächungswerte aus gemessenen Abschwächungsdaten von benachbarten Reihen der Signalmatrix bei einer einzigen Ansicht, d.h. Signalen, die erfasst werden, während sich die Röntgenröhre in einer gegebenen Position auf dem spiralförmigen Abtastweg befindet, interpoliert.
Für andere Drehwinkel jedoch und für jeden Drehwinkel in bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, bei denen eine einreihige Detektoranordnung verwendet wird, werden die effektiven Abschwächungswerte von zwei oder mehreren verschiedenen Signalmatrixreihen interpoliert, die bei unterschiedlichen Ansichten der Röntgenröhre auf dem spiralförmigen Abtastweg erfasst wurden. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen, die eine 360°-Rekonstruktion nutzen, werden die verschiedenen Ansichten durch eine 360°-Drehung der Gantry getrennt, die von der Translationsbewegung der Liege durch die Gantry begleitet wird. Zusätzliche Daten können während weiterer Drehungen erfasst werden.
In den Fällen, in denen Signale von unterschiedlichen Ansichten kombiniert werden, sind die tatsächlichen Detektorelemente, deren Positionen einem der effektiven Erfassungspunkte am nächsten liegen, typischerweise nicht benachbarte Elemente der Anordnung. Die Kippung bzw. Schwenkung des Scanners bewirkt in Abhängigkeit von dem Drehwinkel einen Versatz zwischen den Positionen der Elemente. Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden die tatsächlichen Detektorelemente, die jedem effektiven Erfassungspunkt entsprechen, auf der Grundlage der Kipp- bzw. Schwenkwinkel, des Drehwinkels, der Steigung des spiralförmigen Pfades und anderer geometrischer Merkmale ausgewählt. Wird einer dieser Aspekte nicht berücksichtigt, führt dies typischerweise zu Artefakten in dem CT-Bild.
Bei einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird jeder effektive Abschwächungswert für jeden effektiven Erfassungspunkt durch gewichtete Interpolation zwischen tatsächlichen Abschwächungswerten berechnet, die von zwei verschiedenen Signalmatrixreihen abgeleitet wurden. Die Gewichtungsfaktoren für die Interpolation an jedem Punkt werden vorzugsweise auf der Grundlage der entsprechenden Abstände zwischen dem Punkt und den Positionen der entsprechenden tatsächlichen Detek torelemente ermittelt. Das Element mit dem geringsten Abstand zu dem Punkt weist vorzugsweise den größten Gewichtungsfaktor auf.
Bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden die effektiven Abschwächungswerte durch gewichtete Interpolation zwischen Elementen in drei oder mehr verschiedenen Signalmatrixreihen berechnet. Der größere Interpolationsbereich ist für die Reduzierung des Rauschens und der Artefakte in dem resultierenden Bild von Nutzen. Auch hier hängen die Gewichtungsfaktoren wie oben beschrieben vorzugsweise von den Abständen zwischen jedem der effektiven Erfassungspunkte und den entsprechenden tatsächlichen Detektorelementen ab.
Es ist zu beachten, dass sich die hier beschrieben bevorzugten Ausführungsbeispiele zwar auf gewisse Arten medizinischer CT-Bildgebungssysteme beziehen, die ein Bild des Körpers eines Menschen erstellen, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung jedoch in gleicher Weise auf andere Arten von CT-Bildgebungssystemen für medizinische und nicht medizinische Zwecke angewendet werden können.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Gerät zum Rekonstruieren von Bildern eines Objekts in einem Spiral-CT-Scanner mit variablem Winkel eine Röntgenröhre, die so montiert ist, dass sie sich um eine Drehachse dreht, eine Detektoranordnung mit einer oder mehreren Reihen mit Detektorelementen, die in Reaktion auf auf sie treffende Röntgenstrahlen Signale erzeugen, und eine Liege, die auf einer Translationsachse bewegt werden kann und auf der das Objekt liegt, wobei das genannte Gerät so ausgelegt ist, dass
die Translationsachse und die Drehachse in einem spitzen Winkel zueinander stehen;
die Röntgenröhre sich um die Drehachse dreht, während sich die Liege auf der Translationsachse durch eine Drehebene der Röhre bewegt, wodurch die Röntgenröhre einen spiralförmigen Weg in Bezug auf das Objekt beschreibt;
eine erste und eine zweite Ansicht des Objekts unter demselben effektiven Drehwinkel um die Drehachse erfasst werden, wobei die genannten Ansichten Daten bezüglich der Abschwächung der Röntgenstrahlen enthalten, die von Elementen der Anordnung empfangen werden;
gemäß der in Anspruch 1 definierten Funktionsweise des Geräts eine planare, korrigierte Bildschicht durch Interpolation der Daten in verschiedenen Ansichten erzeugt wird; und
die oben genannten Schritte an den entsprechenden Positionen bei einer Vielzahl von Drehwinkeln der Röntgenröhre wiederholt werden.
Vorzugsweise umfasst die Erzeugung der planaren, korrigierten Bildschicht Folgendes:
das Finden einer ersten Reihe von Detektorelementen in einer der ersten und zweiten Ansichten mit einer Längsachse, die einer Ebene der Bildschicht am nächsten liegt;
das Finden einer zweiten Reihe mit Detektorelementen in einer der ersten und zweiten Ansichten mit einer Längsachse, die einer Ebene nach der ersten Reihe am zweitnächsten liegt;
das Ermitteln eines ersten Abschwächungswertes aus der ersten Reihe von Elementen und eines zweiten Abschwächungswertes aus der zweiten Reihe von Elementen; und
das Berechnen eines effektiven Abschwächungswertes durch gewichtete Interpolation des ersten und des zweiten Abschwächungswertes.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Finden einer ersten und einer zweiten Reihe von Detektorelementen das Finden zweier nebeneinander liegender Reihen der Detektoranordnung in einer der ersten und zweiten Ansichten.
Vorzugsweise umfasst das Finden einer ersten und einer zweiten Reihe von Detektorelementen das Finden einer ersten Reihe in der ersten Ansicht und einer zweiten Reihe in der zweiten Ansicht, wobei das Ermitteln eines ersten und eines zweiten Abschwächungswertes die Ermittlung eines Versatzes zwischen der ersten und der zweiten Reihe umfasst. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Ermitteln des Versatzes zwischen der ersten und der zweiten Reihe das Ermitteln eines Versatzes, der von dem Drehwinkel der Röntgenröhre abhängt. Vorzugsweise umfasst das Ermitteln des Versatzes zwischen der ersten und der zweiten Reihe das Ermitteln eines Versatzes, der von dem spitzen Winkel zwischen der Translationsachse und der Drehachse abhängt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Ermitteln des ersten Abschwächungswertes die Berechnung einer gewichteten Summe der Abschwächungsdaten, die von zwei oder mehr Detektorelementen in der ersten Reihe empfangen wurden. Vorzugsweise umfasst das Ermitteln des zweiten Abschwächungswertes die Berechnung einer gewichteten Summe der Abschwächungsdaten, die von zwei oder mehr Detektorelementen in der zweiten Reihe empfangen wurden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Berechnen des effektiven Abschwächungswertes durch gewichtete Interpolation die Ermittlung von Gewichtungsfaktoren, die von dem Drehwinkel der Röntgenröhre abhängen. Als Alternative oder zusätzlich umfasst das Berechnen des effektiven Abschwächungswertes durch gewichtete Interpolation vorzugsweise die Ermittlung von Gewichtungsfaktoren, die von dem spitzen Winkel zwischen der Translationsachse und der Drehachse abhängen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das Ermitteln des ersten Abschwächungswertes an einem Punkt in der Ansicht das Finden von zwei Elementen in der ersten Reihe, deren Zentroide dem Punkt am nächsten liegen, und Berechnen eines effektiven Abschwächungswertes des Reihenelements auf der Grundlage von Signalen, die von den beiden Elementen empfangen wurden. Als Alternative oder zusätzlich umfasst das Ermitteln des zweiten Abschwächungswertes an einem Punkt in der Ansicht vorzugsweise das Finden von zwei Elementen in der zweiten Reihe, deren Zentroide dem Punkt am nächsten liegen, und Berechnen eines effektiven Abschwächungswertes des Reihenelements auf der Grundlage von Signalen, die von den beiden Elementen empfangen wurden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gerät ferner so ausgelegt, dass es einen oder mehrere zusätzliche Reihen von Detektorelementen findet, die parallel zu der ersten und der zweiten Reihe verlaufen, dass es einen oder mehrere zusätzliche Abschwächungswerte aus den zusätzlichen Reihen ermittelt, wobei das Berechnen eines effektiven Abschwächungswertes in der planaren Schicht das Berechnen des effektiven Abschwächungswertes durch gewichtete Interpolation der zusätzlichen Werte mit dem ersten und dem zweiten Abschwächungswert umfasst.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gerät ferner so ausgelegt, dass es eine oder mehrere zusätzliche Ansichten bei demselben effektiven Drehwinkel wie bei der ersten und der zweiten Ansicht erfasst, wobei die Erzeugung der planaren, korrigierten Bildschicht durch Interpolation der Daten in den Ansichten das Kombinieren der einen oder mehreren zusätzlichen Ansichten mit der ersten und der zweiten Ansicht durch gewichtete Interpolation der Daten umfasst.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Detektoranordnung aus einer Reihe von Elementen. Bei einem alternativen, bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung besteht die Detektoranordnung aus mehr als einer Reihe von Elementen.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Spiral-Mehrschicht-CT-Scanners mit variablem Winkel, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung funktioniert;
2A eine schematische Darstellung von in den CT-Scanner aus 1 eingebauten Detektorelementen in einer Anordnung während zweier aufeinander folgender 360°-Drehungen, bei einem ersten Drehwinkel des Scanners (Null oder 180 Grad) zur Veranschaulichung der geometrischen Prinzipien, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden;
2B eine schematische Darstellung der Detektorelemente aus 2A bei einem zweiten Drehwinkel des Scanners (90 oder 270 Grad) zur weiteren Veranschaulichung der geometrischen Prinzipien, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden; und
3 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Rekonstruktion eines CT-Bildes gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Es wird nun Bezug genommen auf 1, die einen CT-Scanner 20 darstellt, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung funktioniert. Der Scanner 20 umfasst eine Liege 24, die von einem Unterbau 26 getragen wird und auf der ein Objekt 22 liegt, deren Körper von dem Scanner abgebildet wird. Der Scanner 20 umfasst ferner eine Röntgenröhre 28, die das Objekt 22 bestrahlt, und eine Detektoranordnung 30, die Röntgenstrahlen von der Röhre 28 empfängt und in Reaktion auf die Abschwächung der Röntgenstrahlen beim Durchqueren des Körpers des Objekts Signale erzeugt. Die Anordnung 30 umfasst vorzugsweise mehrere parallele Reihen von Röntgendetektorelementen 23. Die Röhre 28 und die Anordnung 30 sind in einer ringförmigen Gantry 32 montiert, so dass sie sich um das Objekt 22 drehen. Gleichzeitig wird die Liege 24 auf der Achse 34, die im Allgemeinen parallel zur Längsachse des Körpers des Objekt verläuft, durch die Gantry 32 bewegt.
Der Scanner 20, wie er in 1 dargestellt ist, ist von dem Typ, der in der Technik als CT-Scanner der dritten Generation bekannt und dadurch gekennzeichnet ist, dass sich sowohl die Röhre 28 als auch die Detektoranordnung 30 um das Objekt 22 drehen. Es ist jedoch zu beachten, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung und die weiter unten beschriebenen Verfahren der Bildrekonstruktion ebenso auf andere CT-Scannertypen, beispielsweise auf CT-Scanner der vierten Generation, angewendet werden können, die ringförmige Detektoranordnungen umfassen, die im Allgemeinen hinsichtlich der Rotation stationär sind, während sich die Röntgenröhre um das Objekt dreht.
Der Scanner 20 kann so konfiguriert werden, dass die Achse 34 im Wesentlichen senkrecht zur Drehebene der Gantry 32 steht. Zusätzlich kann die Achse 34 vorzugsweise in einem Winkel zur Gantryebene stehen, indem beispielsweise die Liege 24 horizontal in eine durch den Pfeil 33 angegebene Richtung geschwenkt bzw. die Gantry 32 um eine im Allgemeinen horizontale Kippachse in eine durch den Pfeil 35 angegebene Richtung gekippt wird. Die Kipp- und Schwenkwinkel werden vorzugsweise durch eine Systemsteuereinheit 46 gesteuert, die auch die Drehung der Gantry und den Vorschub der Liege regelt.
Zur Verdeutlichung der folgenden Darlegung werden zwei Sätze von kartesischen Koordinatenachsen 38 in 1 ausgewiesen: die für die Gantry festgelegten durch die gestrichelten Pfeile gekennzeichneten Drehachsen X, Y, Z und die für die Liege festgelegten durch die durchgehenden Pfeile gekennzeichneten Achsen X', Y', Z'. Die Z-Achse ist im Wesentlichen die Drehachse der Gantry 32 und im Raum fest. Die Y-Achse zeigt vom Drehungsmittelpunkt der Gantry zur Röhre 28 und dreht sich mit ihr, und die X-Achse verläuft daher im Allgemeinen parallel zur Längsachse der Anordnung 30. Die Achse Z' verläuft parallel zur Liegenachse 34. Die Achse Y' zeigt senkrecht nach oben, parallel zur Schwenkachse (falls vorhanden) der Liege 24, und die Achse X' ist somit im Allgemeinen horizontal. Die Achse Z' verläuft winkelig in Bezug auf die Z-Achse unter einem zweidimensionalen Winkel θ, wodurch sowohl die Kippung der Gantry 32 als auch die Schwenkung der Liege 24 berücksichtigt wird. Es wird angenommen, dass der Drehwinkel der Gantry ϕ Null beträgt, wenn sich die Röhre 28 in ihrer obersten Drehposition befindet.
Wenn sich die Röhre 28 dreht und die Liege 24 vorwärts bewegt, beschreibt die Röhre einen im Allgemeinen spiralförmigen Weg um die Achse 34. Die Liege 24 bewegt sich vorzugsweise mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit, so dass der spiralförmige Weg eine konstante Steigung aufweist. Bei jeder „Ansicht", d.h. bei jeder einer Vielzahl ausgewählter Positionen der Röhre auf diesem Weg, erfasst die Datenerfassungsschaltung 36 eine Matrix von Abschwächungssignalen. Die Elemente dieser Matrix sind Signale, die von jedem der Detektorelemente 23 der Anordnung 30 in Reaktion auf die Abschwächung der Röntgenstrahlen auf einem Strahlengang von der Röhre 28 zum Detektorelement empfangen werden. Jede derartige Matrix kann eine Vielzahl von Reihen umfassen, wobei jede derartige Reihe Signalen entspricht, die bei einer der Vielzahl von Ansichten von einer der mehreren Reihen der Anordnung 30 empfangen werden.
Für jede Ansicht führt die Datenerfassungsschaltung 36 Signalnormalisierungs- und Logarithmieroperationen durch, wie sie in der Technik bekannt sind, um einen Wert für die Abschwächung der Röntgenstrahlen abzuleiten, der jedem der Elemente 23 entspricht. Die Bildrekonstruktionsschaltung 40 empfängt diese Werte und führt eine Interpolation und andere Datenverarbeitungsoperationen durch, wie weiter unten beschrieben wird, um die während der spiralförmigen Abtastung erfassten Ansichten in korrigierte, planare Bildschichten an gewünschten Positionen auf der Z-Achse umzuwandeln. Die planaren Bildschichten können dann verwendet werden, um dreidimensionale oder andere CT-Bilder des Körpers des Objekts 22 mit Hilfe von in der Technik bekannten Verfahren zu rekonstruieren. Vorzugsweise werden diese Bilder im Bildspeicher 42 gespeichert, von der Anzeigeeinheit 44 angezeigt und andernfalls wie in der Technik bekannt ausgedruckt bzw. verarbeitet. Die Daten bzw. Bilder können auch für eine Rekonstruktion oder Anzeige zu einem späteren Zeitpunkt gespeichert werden.
2A stellt schematisch die Positionen und Erfassungsbereiche der Detektorelemente 23 in der Anordnung 30 in zwei Ansichten mit den Bezeichnungen „ANSICHT 1" und „ANSICHT 2" dar. Die beiden Ansichten werden bei demselben effektiven Drehwinkel der Gantry 32, d.h. bei den Drehwinkeln ϕ = 0° bzw. ϕ = 360° erfasst (die gleichen Ergebnisse gelten für ϕ = 180° und ϕ = 540°). In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen wird für die beiden Ansichten festgelegt, dass sie bei demselben effektiven Drehwinkel erfasst werden, wenn sie bei Gantrypositionen erfasst werden, die im Fall der 360°-Rekonstruktion durch eine ganze Zahl von vollständigen 360°-Drehungen getrennt sind.
Zur Vereinfachung der Erläuterung ist die Anordnung 30 mit nur zwei parallelen Reihen 27 und 29 von Detektoren 23 dargestellt, wobei jede Reihe M Detektorelemente 23, bezeichnet mit D_1I ... D_IM bzw. D_2I ... D_2M, umfasst. Für die Gantry 32 wird angenommen, dass sie um einen Winkel θ relativ zur Liege 24 gekippt wird, während der Schwenkwinkel der Liege 24 im Wesentlichen gleich Null ist. Es ist jedoch zu beachten, dass die Prinzipien des nachfolgend zu beschreibenden Verfahrens ebenfalls auf Mehrschicht-Anordnungen, die eine größere oder kleinere Anzahl von Reihen aufweisen, und auf Konfigurationen des Scanners 20 angewendet werden können, bei denen die Liege 24 einen Schwenkwinkel ungleich Null aufweist. In gleicher Weise ist das Verfahren im Allgemeinen für jeglichen Drehwinkel ϕ der Röhre 28 anwendbar, wie es weiter unten dargelegt wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Erfassung einer Matrix von Abschwächungssignalen für die erste der beiden Ansichten, ANSICHT 1, die Liege 24 durch die Gantry 32 so vorwärts bewegt, dass die Anordnung 30 bei einer in der Figur mit Z₁ gekennzeichneten Position zentriert ist. Während sich die Liege weiter in die positive Richtung Z' bewegt, führt die Gantry 32 eine vollständige 360°-Drehung um die Liege aus. Die Gantry kehrt zu der Drehposition zurück, die sie in der ANSICHT 1 einnahm, wenn die Anordnung an der Position Z₂ zentriert ist, wo die Signalmatrix für die ANSICHT 2 erfasst wird. Da ANSICHT 1 und ANSICHT 2 bei demselben effektiven Drehwinkel ϕ = 0 und einem Schwenkwinkel gleich Null erfasst werden, sind die Positionen der Reihen 27 und 29 in den beiden Ansichten wie in 2A dargestellt im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet.
Eine planare Bildschicht ist in einer parallel zur Drehebene der Gantry 32 liegenden Ebene an der mit Z₀ gekennzeichneten Position zu rekonstruieren. In der in 2A dargestellten Situation wird keine Ansicht erfasst, die eine bei Z₀ zentrierte Reihe 27 oder 29 enthält. Eine korrigierte Schicht an dieser Position wird rekonstruiert, indem zwischen einer Vielzahl von effektiven Erfassungspunkten auf einem Umfang der korrigierten Schicht mit einem radialen Abstand von der Z-Achse gewählt und interpoliert wird, der im Allgemeinen dem Abstand der Erfassungspunkte in den Reihen 27 und 29 der Anordnung 30 von der Z-Achse entspricht. Ein effektiver Abschwächungswert wird an jedem der Punkte durch Interpolation zwischen den Daten der Röntgenstrahlenabschwächung ermittelt, die von zwei oder mehr Elementen 23 in den verschiedenen Reihen 27 und 29 bzw. in den verschiedenen Ansichten, ANSICHT 1 und ANSICHT 2, empfangen werden. Die ef fektive Abschwächung an jedem der Vielzahl von Punkten entspricht in starker Annäherung der Abschwächung, die auf einer Linie in der XY-Ebene von der Röntgenröhre 28 zu dem Punkt gemessen würde.
Beispielsweise wird zur Ermittlung eines effektiven Abschwächungswertes an einem Punkt 50, der sich auf dem Umfang der Schicht bei Z₀ bei einer Verschiebung R auf der X-Achse wie dargestellt befindet, eine gewichtete Summe der von dem Element D_2i; in ANSICHT 1 und der von seinem benachbarten Element D_1i; in ANSICHT 1 eingehenden Daten bestimmt. Im Allgemeinen variieren die Gewichtungsfaktoren für die beiden Eingabeelemente umgekehrt zu den relativen Abständen der entsprechenden Zentroide der beiden Elemente von Punkt 50. Diese Gewichtungsfaktoren sind im Allgemeinen jedoch die Gleichen für alle Punkte (bei variierenden Werten von R) auf dem Umfang der Schicht an der Position Z₀. Werden die Daten des fächerförmigen Strahlenbündels durch Rebinning wieder in Daten eines parallelen Strahlenbündels gruppiert, kann eine Anpassung der Gewichtung für verschiedene Positionen auf dem Fächer wünschenswert sein. Derartige Anpassungen sind jedoch im Allgemeinen recht gering.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann eine größere Anzahl von Eingabeelementen in die gewichtete Summe aufgenommen werden, um den effektiven Abschwächungswert am Punkt 50 zu ermitteln, so dass die Qualität des Bildes mit Hilfe von in der Technik bekannten Verfahren zur Z-Achsen-Gewichtung oder -Filterung verbessert wird. Außerdem können die Abschwächungsdaten von der Anordnung 30, wie es in der Technik bekannt ist, von dem Format des fächerförmigen Strahlenbündels, in dem die Abschwächungssignale empfangen werden, wie es als Beispiel in 1 dargestellt ist, in das Format eines parallelen Strahlenbündels umformatiert werden, um die Qualität des resultierenden CT-Bildes zu verbessern. Es ist zu beachten, dass die hier in Bezug auf die Elemente 23 und die nicht umformatierten, empfangenen Daten beschriebenen Verfahren vorzugsweise auf derartige umformatierte Datenabtastwerte angewendet werden.
Auch wenn in 2A der Punkt 50 an der Position Z₀ so dargestellt ist, dass er sich auf halber Strecke zwischen den Reihen 27 und 29 befindet, ist zu beachten, dass das oben beschriebene Verfahren angewendet werden kann, um die effektiven Abschwächungswerte an jeglicher Z-Position zwischen den Reihen 27 und 29 oder innerhalb des Erfassungsbereichs von einer der Reihen zu ermitteln. In dem speziellen Fall, in dem die Z-Position des Punktes 50 im Wesentlichen innerhalb einer der Reihen zentriert ist, wird der effektive Abschwächungswert an dem Punkt vorzugsweise direkt von den Abschwächungsdaten in dieser Reihe abgeleitet. Als Alternative kann der effektive Abschwächungswert berechnet werden, indem ein gewichteter Mittelwert der Daten in der Reihe, innerhalb der der Punkt 50 zentriert ist, mit Daten von benachbarten Reihen auf beiden Seiten davon genommen wird.
2B stellt schematisch die Positionen der Detektorelemente 23 in derselben Konfiguration des Scanners 20 wie in 2A dar, d.h. mit dem Kippwinkel θ. Zwei Ansichten, bezeichnet mit ANSICHT 1' und ANSICHT 2', werden in der Weise erfasst, wie sie weiter oben in Bezug auf ANSICHT 1 und ANSICHT 2 beschrieben wurde, wobei die Röntgenröhre 28 einen Drehwinkel ϕ = 90° bzw. ϕ = 450° aufweist. Aus diesem im Wesentlichen horizontalen Sichtwinkel gesehen ist die Z-Achse der Gantry 32 in Bezug auf die Achse Z' der Liege 24 gekippt, und die Positionen der Elemente 23 der Anordnung 30 in den beiden Ansichten sind auf der X-Achse zueinander versetzt. Außerdem ist die mit der Ebene des zu rekonstruierenden Bildes zusammenfallende X-Achse, da sich die Liege 24 in der Richtung der Achse Z' in Bezug auf ihre Position in ANSICHT 1 und ANSICHT 2 vorwärts bewegt hat, in 2B so dargestellt, dass sie in der Richtung Z' verschoben ist.
Zum Zwecke der folgenden Beschreibung ist ferner anzumerken, dass in 2B angenommen wird, dass die Elemente 23 der Anordnung 30 einen gleichen Zwischenabstand P haben. Jede der beiden Reihen 27 und 29 der Anordnung 30 verfügt über eine entsprechende Längsachse, die im Wesentlichen durch die Zentroide der Elemente in der Reihe verläuft, wobei die Achsen mit 52a bzw. 54a für die ANSICHT 1' und 52b bzw. 54b für die ANSICHT 2' bezeichnet sind. Die Liege 24 bewegt sich durch die Gantry 32 mit einer Geschwindigkeit V vorwärts, und die Zeitspanne, in der die Gantry eine vollständige 360°-Drehung ausführt, ist Δt, so dass sich die Anordnung 30, wie es in 2B dargestellt ist, zwischen der ANSICHT 1' und der ANSICHT 2' um einen Weg ΔZ' auf der Achse Z' vorwärts bewegt, der sich ergibt aus ΔZ' = V·Δt. In der Ebene der Gantry ist der Abstand ΔZ = V·Δtcosθ.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem bevorzug ten Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Berechnen von effektiven Abschwächungswerten in einer planaren Bildschicht in der XY-Ebene, die im Allgemeinen senkrecht zur Drehachse der Gantry 32 steht. Die entscheidenden Schritte in diesem Verfahren umfassen das Bestimmen einer Vielzahl effektiver Erfassungspunkte auf dem Umfang der Ebene, wie oben beschrieben, und nachfolgend das Auswählen und Berechnen geeigneter, von den Elementen 23 eingehender Daten, um die effektiven Abschwächungswerte an jedem der Vielzahl von Punkten zu ermitteln.
Der Prozess der Auswählens und Berechnens der effektiven Abschwächungswerte wird bei jedem einer Vielzahl von Drehwinkeln ϕ der Gantry wiederholt. Für jeden Drehwinkel werden mindestens zwei Schwächungssignalmatrizen von entsprechenden Ansichten bei den Winkeln ϕ und ϕ +360° bei der Berechnung verwendet. Zur Vermeidung der Bildung von Artefakten in den Bildern ist es für jeden Winkel im Allgemeinen erforderlich, unterschiedliche Eingabeelemente auszuwählen, die jedem effektiven Erfassungspunkt entsprechen, und geeignete Gewichtungsfaktoren zu bestimmen, die bei der interpolierenden Berechnung der effektiven Abschwächungswerte an den Punkten verwendet werden.
Wenn beispielsweise, wie in 2B gezeigt, ϕ = 90°, empfängt die Bildrekonstruktionsschaltung 40 die Koordinaten der Reihen 27 und 29 in der ANSICHT 1' und der ANSICHT 2' von der Systemsteuereinheit 46 (in 1 dargestellt). Die Schaltung vergleicht die durch die X-Achse markierte Position auf der Z-Achse der Ebene zur Rekonstruktion mit den Positionen der Reihen 27 und 29 um zu ermitteln, welche der Achsen 52a, 54a, 52b und 54b der Ebene am nächsten liegt. In dem in 2B dargestellten Fall liegt die Achse 52b in der ANSICHT 2' am nächsten. Haben zwei Achsen den gleichen Abstand zur Ebene, kann eine von beiden als am nächsten Liegende gewählt werden, und die restliche Berechnung bleibt im Wesentlichen unbeeinflusst.
Danach ermittelt die Schaltung, welche der verbleibenden Reihenachsen dem Punkt am zweitnächsten liegt. Bei einigen Drehwinkeln ϕ stammt die am zweitnächsten liegende Achse aus derselben Ansicht wie die am nächsten liegende Achse. Dies wäre beispielsweise der Fall in Bezug auf eine Ebene, die durch den Punkt 56 in 2B verläuft, für die die Achse 54b die am zweitnächsten liegende ist. Der korrigierte Abschwächungswert am Punkt 56 wird dann einfach durch gewichtete Interpolation zwischen den Elementen D_1,k und D_2,k ermittelt, wobei die Gewichtungsfaktoren von den relativen Abständen der Achsen 52b und 54b von dem Punkt 56 abhängen.
Betrachtet man nun den Punkt 55 auf der X-Achse, so ist die am zweitnächsten liegende Achse nach der Achse 52b die Achse 54a der Reihe 29 in der ANSICHT 1'. Das Element D_2,k+2 in der ANSICHT 1' liegt dem Punkt 55 in seinem Erfassungsbereich am nächsten, die Grenze zwischen diesem Element und dem benachbarten Element in der Anordnung 30, D_2,k+1, ist jedoch in Bezug auf die Grenzen zwischen dem Element D_1,k und seinen benachbarten Elementen in der ANSICHT 2' versetzt. Zur Vermeidung von Artefakten in dem durch die Schaltung 40 rekonstruierten Bild, wird ein effektiver Abschwächungswert des Reihenelements durch gewichtete Interpolation zwischen den Abschwächungswerten der Elemente D_2,k+1 und D_2,k+2 in der ANSICHT 1' berechnet. Die Gewichtungsfaktoren für diese Interpolation werden auf der Grundlage des relativen Versatzes der Elemente 23 der Anordnung 30 zwischen der ANSICHT 1' und der ANSICHT 2' berechnet. Dieser effektive Abschwächungswert des Reihenelements wird dann durch gewichtete Interpolation mit dem Wert des ersten Eingabeelements (in diesem Fall D_1,k in der ANSICHT 2') kombiniert, um den effektiven Abschwächungswert am Punkt 55 zu berechnen.
Die folgende Formel ist ein allgemeiner Ausdruck zum Berechnen des effektiven Abschwächungswertes V_eff des Reihenelements für den Fall, dass das erste Element D_1,k aus der ANSICHT 2' stammt, und V_eff ist durch Interpolation der Abschwächungswerte V_2,i und V_2,i+1 zu ermitteln, die von den beiden Elementen D_2,i+1 bzw. D_2,i+1 in ANSICHT 1' empfangen werden: Veff = V2,k fürM – 1 – ΔZ'·sinΘ/P ≤ k < M – 1 Veff = WmV2,m + Wm+1V2,m+1 für0 ≤ k < M – 1 – ΔZ'·sinΘ/Pwobei m = INT[k + ΔZ'·sinΘ/P] und W_m und W_m+1 Interpolationsgewichtungsfaktoren und INT(x) die größte ganze Zahl in x sind. Auch wenn in dem speziellen, in 2B dargestellten Fall Θ = θ, wobei θ der Kippwinkel der Liege 24 ist, können die oben genannten Formeln so verallgemeinert werden, dass sie sowohl den Schwenkwinkel der Liege 24 als auch den Kippwinkel der Gantry 32 enthalten, indem folgendermaßen eingesetzt wird: Θ = arcsin[sin(Schwenk)·cosϕ + sin(Kipp)·sinϕ].
Die Gewichtungsfaktoren W_m und W_m+1 werden vorzugsweise für die lineare Interpolation beispielsweise durch die folgenden Formeln berechnet: Wm= ΔZ'·sinΘ/P – INT(ΔZ'·sinΘ/P) Wm+1= 1 – Wm
Als Alternative können die Gewichtungsfaktoren mit Hilfe einer Verschiebungsfunktion berechnet werden, beispielsweise: Wm = INT{0,5 + ΔZ'·sinΘ/P – INT(ΔZ'·sinΘ/P)} Wm+1 = 1 – Wm
In gleicher Weise können andere Gewichtungsfaktoren verwendet werden, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt hierauf, die Verwendung von mehr Elementen pro Reihe, was unter anderem von geometrischen Betrachtungen im CT-Scanner abhängt.
Ähnliche Formeln können direkt aus den obigen Gleichungen für Fälle abgeleitet werden, in denen sich das erste Element (d.h. das Element, das dem Punkt von Interesse in der planaren, korrigierten Schicht am nächsten liegt) in der ANSICHT 1' befindet, und ein effektiver Abschwächungswert des Reihenelements muss durch Interpolation zwischen Elementen in der vorhergehenden ANSICHT 2' bestimmt werden.
Bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden die effektiven Abschwächungswerte für die Reihe berechnet, deren Achse der Ebene der planaren, korrigierten Schicht am nächsten liegt, sowie für die Reihe, deren Achse der Ebene am zweitnächsten liegt. In diesem Fall könnte beispielsweise ein effektiver Abschwächungswert für die Reihe 27 in Bezug auf Punkt 55 durch gewichtete Interpolation zwischen den Elementen D_1,k und D_1,k-1 in der ANSICHT 2' berechnet werden. Der Wert würde dann durch gewichtete Interpolation mit dem Wert von V_eff kombiniert werden, der für die Reihe 29 in der ANSICHT 1' wie oben beschrieben ermittelt wurde, um den effektiven Abschwächungswert für den Punkt 55 zu berechnen.
Zusätzlich oder als Alternative können bei einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Daten von mehr als zwei Reihen durch Interpolation kombiniert werden, um effektive Abschwächungswerte für eine planare, korrigierte Schicht zu ermitteln. Beispielsweise könnten Daten von den beiden Reihen 27 und 29 in beiden Ansichten, ANSICHT 1' und ANSICHT 2', somit kombiniert werden, und Daten von zusätzlichen Ansichten bei ϕ = +360·N° könnten auch bei der Ermittlung des effektiven Abschwächungswertes für den Punkt 55 eingeführt werden. Bei diesen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird der entsprechende Versatz jeder der Reihen berücksichtigt, und interpolierte Gewichtungsfaktoren werden entsprechend auf der Grundlage der oben beschriebenen Prinzipien berechnet.
Es ist zu beachten, dass, auch wenn die oben genannten bevorzugten Ausführungsbeispiele der Einfachheit halber für einen Zweischicht-Scanner basierend auf der Detektoranordnung 30 mit zwei Elementreihen 27 und 29 beschrieben wurden, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf Einzelschicht-Scanner sowie auf Mehrschicht-Scanner und Anordnungen mit drei, vier oder mehr Elementreihen angewendet werden können.
Es ist ferner zu beachten, dass, auch wenn die oben genannten bevorzugten Ausführungsbeispiele bezüglich eines medizinischen CT-Bildgebungssystems 20 beschrieben wurden, das als ein System der dritten Generation dargestellt ist, mit dem ein Bild des Körpers des Objekts 22 erstellt wird, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf CT-Bildgebungssysteme der vierten Generation oder andere Arten für medizinische und nicht medizinische Zwecke angewendet werden können.

Es ist außerdem zu beachten, dass die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele aufgeführt wurden, und der Rahmen der Erfindung lediglich durch die Ansprüche eingeschränkt wird. Text in der Zeichnung Figur 1

System control unit	Systemsteuereinheit
Data acquisition circuitry	Datenerfassungsschaltung
Image reconstruction circuitry	Bildrekonstruktionsschaltung
Image memory	Bildspeicher
Display unit	Anzeigeeinheit

Figur 2

VIEW

ANSICHT

Figur 3

Start	Start
Select new plane for reconstruction	Neue Ebene zur Rekonstruktion auswählen
Set ⌀ = 0	⌀ = 0 einstellen
Input views for ⌀ ⌀ +360°	Ansichten für ⌀ ⌀ +360° eingeben
Find nearest row axis to plane	Der Ebene am nächsten liegende Reihenachse finden
Find next nearest row axis to plane	Der Ebene am zweitnächsten liegende Reihenachse finden
Both axis same view?	Beide Achsen in derselben Ansicht?
No	Nein
Yes	Ja
Determine row element offset	Versatz der Reihenelemente bestimmen
Calculate effective row element value	Effektiven Wert des Reihenelements berechnen
Second element adjacent to first element	Zweites, zum ersten Element benachbartes Element
Determine element weighting factors	Gewichtungsfaktoren der Elemente bestimmen
Compute effective attenuation value	Effektiven Abschwächungswert für Winkel
for angle ⌀	⌀ berechnen
Last view?	Letzte Ansicht?
Increment ⌀	⌀ um Eins erhöhen

Claims

Gerät zum Rekonstruieren von Bildern eines Objekts, das Folgendes umfasst: – einen Spiral-CT-Scanner mit variablem Winkel, wobei der genannte Scanner Folgendes umfasst: – eine Röntgenröhre (28), die so montiert ist, dass sie sich um eine Drehachse (Z) dreht; – eine Detektoranordnung (30) mit einer oder mehreren Reihen von Detektorelementen (23), die jeweils einen Erfassungsbereich aufweisen und in Reaktion auf auf sie treffende Röntgenstrahlen Signale erzeugen, wobei jede Reihe M Detektorelemente umfasst, wobei M eine ganze Zahl ist, und wobei die Detektorelemente in jeder Reihe mit einem Index k bezeichnet sind, wobei für k gilt 1 ≤ k ≤ M; und – eine Liege (24), der auf einer Translationsachse (Z') bewegt werden kann und auf der das Objekt (22) liegt, wobei die Translationsachse (Z') und die Drehachse (Z) unter einem spitzen Winkel (θ) zueinander stehen; – Mittel zum Drehen der Röntgenröhre um die Drehachse (Z), während die Liege (24) auf der Translationsachse (Z') durch eine Drehebene der Röhre (28) bewegt wird, wodurch die Röntgenröhre (28) einen spiralförmigen Weg in Bezug auf das Objekt (22) beschreibt; – Mittel zum Erfassen mindestens einer ersten (ANSICHT 1') und einer zweiten Ansicht (ANSICHT 2') unter demselben effektiven Sichtwinkel (ϕ), wobei die genannten Ansichten Daten der Röntgenstrahlenabschwächung umfassen, die von den Elementen (23) der Anordnung empfangen werden; – Mittel (36) zum Erzeugen einer planaren, korrigierten Ansicht bei einer gegebenen Bildschichtposition durch Interpolation der Daten in mindestens der genannten ersten (ANSICHT 1') und der genannten zweiten Ansicht (ANSICHT 2'), wobei mindestens eine Interpolation zwischen den Daten von einem Detektorelement der ersten Ansicht (ANSICHT 1') und einem Detektorelement der zweiten Ansicht (ANSICHT 2') durchgeführt wird, die verschiedene Indices k aufweisen, wodurch die genannten Detektorelemente so bestimmt werden, dass ihre entsprechenden Erfassungsbereiche einem Interpolationspunkt (55) in der planaren, korrigierten Ansicht am nächsten liegen; – Mittel zum Wiederholen der oben genannten Schritte bei einer Vielzahl von Sichtwinkeln (ϕ); und – Mittel (40) zum Rekonstruieren einer planaren Bildschicht aus den planaren, korrigierten Ansichten, die bei der genannten Vielzahl von Sichtwinkeln (ϕ) erfasst wurden, wobei ein 360°-Rekonstruktionsalgorithmus verwendet wird; – wobei die bei durch ganzzahlige Vielfache von 360° getrennten Sichtwinkeln erfassten Ansichten so definiert sind, dass sie denselben effektiven Sichtwinkel aufweisen.
Gerät nach Anspruch 1, wobei jede Reihe von Detektorelementen eine Längsachse (52a, 54a, 52b, 54b) aufweist, die im Wesentlichen durch die Zentroide der Detektorelemente dieser Reihe verlaufen, und die Bestimmung der Detektorelemente mit unterschiedlichem Index k das Bestimmen einer ersten Reihe in entweder der ersten (ANSICHT 1') oder der zweiten Ansicht (ANSICHT 2') beinhaltet, deren Längsachse der Position der Ebene der Bildschicht am nächsten liegt, und einer zweiten Reihe in der anderen, der ersten (ANSICHT 1') oder der zweiten (ANSICHT 2'), Ansicht beinhaltet, deren Längsachse am zweitnächsten liegt.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Interpolation das Bestimmen eines Versatzes zwischen den Grenzen der Detektorelemente mit unterschiedlichem Index k und das Berechnen eines effektiven Abschwächungswertes des Reihenelements durch gewichtete Interpolation zwischen einem der Detektorelemente mit unterschiedlichen Index k und seinem benachbarten Element umfasst.