NL1027643C2 - Werkwijze en systeem voor doelhoekhieleffectcompensatie. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en systeem voor doelhoekhieleffectcom- pensatie.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op computertomografie (CT) beeldvormingssystemen en meer in het bijzonder op doelhoekhielef fectcompensatie .

In ten minste enkele bekende beeldvormingssystemen projecteert 5 een röntgenbuisbron een röntgenbundel, die door een af te beelden object, zoals een patiënt, heen gaat en een array van röntgendetector-rijen treft. Deze techniek is tamelijk effectief in medische CT-scan-ners, doch heeft enkele nadelen, wanneer het bestrijkingsgebied van de detector groot wordt, zoals in het geval van multi-plak CT. Met de 10 komst van multi-plak CT-beeldvormingssystemen, die een aantal detec-torrijen bevatten, bestaan er ten minste twee hoofdnadelen, een niet-uniforme röntgenflux en een niet-uniforme plakdikte. De niet-uniforme röntgenflux kan resulteren in een hieleffect en een niet-uniforme plakdikte kan resulteren in variaties in de ruimtelijke resolutie.

15 Het hieleffect kan beeldkwaliteitsverschillen over de detector- rijen produceren. Bijvoorbeeld heeft een 40 mm volumetrische computertomografie (CVT) detector met een nominale 7° doelhoek een effectieve doelhoek van 5° ter plaatse van de buitenste anodezijderij en 9° ter plaatse van de buitenste kathodezijderij, resulterend in een intensi-20 teitsvariatie van ruwweg 20% van één einde van de detector naar het andere. Deze variatie in stralingsintensiteit als gevolg van het hieleffect reduceert de beeldkwaliteit over de röntgendetectorrijen en reduceert daardoor de beeldkwaliteit van de röntgenfoto's.

Een niet-uniforme plakdikte resulteert, wanneer een eerste ge-25 projecteerde focale-stiphoogte aanzienlijk groter is dan een tweede geprojecteerde focale-stiphoogte. Een niet-uniforme plakdikte vertaalt zich in een ruimtelijke resolutie in de z-richting, die een functie van de detectorrij is.

In multi-plak CT is het gewenst om een systeem zodanig te ont-30 werpen, dat de röntgenflux en de ruimtelijke resolutie beiden niet significant veranderen van detectorrij tot detectorrij.

Volgens één aspect is een werkwijze voor het ten minste gedeeltelijk compenseren van een doelhoekhieleffeet van een röntgenbuis verschaft. De werkwijze bevat het verschaffen van een röntgenbron, het 1 027643- - 2 - verschaffen van een röntgendetector met een aantal detectorrijen, die zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen te ontvangen, en het gebruiken van een filter om de uniformiteit van ten minste één van projectieruis en ruimtelijke resolutie te verhogen, 5 waarbij de projectieruis en de ruimtelijke resolutie niet-uniform en een functie van een doelhoek langs een z-as zijn.

Volgens een ander aspect is een beeldvormingssysteem voor het aftasten van een object verschaft. Het beeldvormingssysteem bevat een röntgenbron, een röntgendetector met een aantal detectorrijen, die 10 zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen te ontvangen, een operationeel aan de röntgenbron en de röntgendetector gekoppelde computer, die is ingericht om ten minste één van projectieruis en ruimtelijke resolutie te filteren om de uniformiteit te verhogen, en waarin de projectieruis en de ruimtelijke resolutie niet-uni-15 form en een functie van de doelhoek langs een z-as zijn.

Volgens nog een ander aspect is een door een computer leesbaar medium verschaft, welk medium is gecodeerd met een door een systeem uitvoerbaar programma voor het ten minste gedeeltelijk compenseren van een doelhoekhieleffect van een röntgenbuis. Het program-20 ma is ingericht om de computer te instrueren een röntgenbron te verschaffen, een röntgendetector met een aantal detectorrijen, die zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen te ontvangen, te verschaffen en een filter te gebruiken om de uniformiteit van ten minste één van projectieruis en ruimtelijke resolutie te verhogen, 25 waarbij de projectieruis en de ruimtelijke resolutie niet-uniform en een functie van de doelhoek langs een z-as zijn.

Fig. 1 is een illustratief aanzicht van een CT-beeldvormings-systeem.

Fig. 2 is een blokschema van het in fig. 1 getoonde systeem.

30 Fig. 3 toont een röntgenstralingsafgifte.

Fig. 4 toont het doelhoekhieleffect.

Fig. 5 toont de variatie van de geprojecteerde focale-stiphoog-te langs een z-as.

Fig. 6 is een grafiek, die de berekende FWHM en FWZM toont.

35 Fig. 7 is een grafiek, die de berekende FWHM, FWZM en equiva lente flux na aanpassende filtering toont.

Fig. 8 is een blokschema van een werkwijze voor hieleffectcom-pensatie.

1 027643- - 3 -

In enkele bekende CT-afbeeldingssysteemconfiguraties projecteert een röntgenbron een waaiervormige bundel, die is gecollimeerd om binnen een X-Y vlak van een Cartesiaans coördinatenstelsel te liggen en die in het algemeen als een "afbeeldingsvlak" wordt aangeduid. De 5 stralingsbundel gaat door een af te beelden object, zoals een patiënt, heen. Na door het object te zijn afgezwakt treft de bundel een array van stralingsdetectoren. De intensiteit van de op de detectorarray ontvangen afgezwakte stralingsbundel is afhankelijk van de door het object veroorzaakte verzwakking van een röntgenbundel. Elk detector-10 element van de array produceert een afzonderlijk elektrisch signaal, dat een meting van de bundelintensiteit op de detectorlocatie is. De intensiteitsmetingen van alle detectoren worden gescheiden verworven om een doorlaatprofiel te produceren.

In CT-systemen van derde generatie worden de röntgenbron en de 15 detectorarray met een portaal in het beeldvormingsvlak en rond het af te beelden object geroteerd, zodat de hoek, waaronder de röntgenbundel het object snijdt, constant verandert. Een groep van röntgenverzwak-kingsmetingen, d.w.z. projectiegegevens, afkomstig van de detector-reeks bij één portaalhoek, wordt als een "aanzicht" aangeduid. Een 20 "aftasting" van het object omvat een reeks van onder verschillende portaalhoeken of kijkhoeken gemaakte aanzichten tijdens één omwenteling van de röntgenbron en de detector.

In een axiale aftasting worden de projectiegegevens bewerkt om een beeld, dat correspondeert met een tweedimensionele plak van het 25 object, te construeren. Eén werkwijze voor het reconstrueren van een beeld uit een reeks van projectiegegevens wordt in de techniek met de term gefilterde terugprojectietechniek aangeduid. Dit proces zet de verwakkingsmetingen van een aftasting om in gehele getallen, "CT-ge-tallen" of "Hounsfield-eenheden" (HU) genoemd, die worden gebruikt om 30 de helderheid van een corresponderend pixel op een kathodestraalbuis-weergave te regelen.

Om de totale aftasttijd te verminderen, kan een "schroefvormige" aftasting worden uitgevoerd. Om een "schroefvormige" aftasting uit te voeren wordt de patiënt verplaatst, terwijl de gegevens voor het 35 voorgeschreven aantal plakken worden verworven. Een dergelijk systeem genereert een enkele schroeflijn uit een schroeflijnvormige aftasting met een waaierbundel. De door de waaierbundel afgebeelde schroeflijn levert projectiegegevens op, waaruit beelden in elke voorgeschreven plak kunnen worden gereconstrueerd.

11027643- - 4 -

Reconstructiealgoritmen voor schroefvormige aftasting gebruiken typisch schroefvormige wegingsalgoritmen, die de verzamelde gegevens als een functie van de kijkhoek en de detectorkanaalindex wegen. In het bijzonder worden de gegevens voorafgaande aan een gefilterde-te-5 rugprojectieproces gewogen volgens een schroefvormige wegingsfactor, die een functie van de portaalhoek en de detectorhoek is. De gewogen gegevens worden vervolgens bewerkt om CT-getallen te genereren en om een beeld te construeren, dat correspondeert met een tweedimensionele plak van het object.

10 Om de totale verwervingstijd verder te verminderen is multi- plak CT geïntroduceerd. In multi-plak CT worden op elk tijdsmoment gelijktijdig meerdere rijen van projectiegegevens verworven. In combinatie met een schroefvormige aftastmodus genereert het systeem een enkele schroeflijn van kegelbundelprojectiegegevens. Soortgelijk aan het 15 enkelvoudige-plak schroefvormige wegingsschema kan een werkwijze worden afgeleid om de weegfactor met de projectiegegevens te vermenigvuldigen voorafgaande aan het gefilterde-terugprojectiealgoritme.

Zoals hierin gebruikt, dient een in enkelvoud vermeld en door het woord "een" voorafgegaan element of stap niet opgevat te worden 20 als meervoudsvormen daarvan uitsluitend, tenzij een dergelijke uitsluiting exclusief is vermeld. Verwijzingen naar "één uitvoeringsvorm" van de uitvinding zijn niet bedoeld om te worden opgevat als het bestaan van aanvullende uitvoeringsvormen, die ook de vermelde kenmerken bevatten, uitsluitend.

25 Zoals hierin gebruikt, is de zinsnede "reconstrueren van een beeld" niet bedoeld om uitvoeringsvormen van de uitvinding, waarin gegevens, die een beeld representeren, worden gegenereerd doch een zichtbaar beeld niet, uit te sluiten. Echter genereren vele uitvoeringsvormen (of zijn ingericht om te genereren) ten minste één zicht-30 baar beeld.

Er wordt nu verwezen naar fig. 1 en 2, waarin een multi-plak aftastend beeldvormingssysteem, bijvoorbeeld een computertomografie-(CT)beeldvormingssysteem 10, is weergegeven, welk systeem een portaal 12 bevat, dat representatief is voor een "derde generatie" CT-beeld-35 vormingssysteem. Het portaal 12 heeft een röntgenbuis 14 (hierin ook wel röntgenbron 14 genoemd), die een bundel röntgenstralen 16 op een detectorarray 18 aan de tegenovergestelde zijde van het portaal 12 j projecteert. De detectormatrix 18 wordt gevormd door een aantal detec- torrijen (niet weergegeven in fig. 1 en 2), die een aantal detector- I 027843" - 5 - elementen 20 bevatten, die tezamen de geprojecteerde röntgenstralen, die door een object, zoals een medische patiënt 22 tussen de array 18 en de bron 14, heen gaan, detecteren. Elk detectorelement 20 produceert een elektrisch signaal, dat de intensiteit van een daarop inval-5 lende röntgenbundel representeert en derhalve kan worden gebruikt om de verzwakking van de bundel bij doorgang door het object of de patiënt 22 te schatten. Tijdens een aftasting voor het verwerven van röntgenprojectiegegevens, draaien het portaal 12 en de daarop gemonteerde componenten rond een rotatiecentrum 24. Fig. 2 toont slechts 10 een enkele rij van detectorelementen 20 (d.w.z., een detectorrij). Een multi-plak detectorarray 18 bevat echter een aantal evenwijdige detectorri jen van detectorelementen 20, zodat met een aantal quasi-evenwij-dige of evenwijdige plakken corresponderende projectiegegevens tijdens een aftasting gelijktijdig worden verworven.

15 De rotatie van de componenten op het portaal 12 en de werking van de röntgenbron 14 worden bestuurd door een stuurmechanisme 26 van het CT-systeem 10. Het stuurmechanisme 26 bevat een röntgenbesturing 28, die energie en tijdbepalingssignalen aan de röntgenbron 14 verschaft, en een portaalmotorbesturing 30, die de draaisnelheid en de 20 positie van de componenten op het portaal 12 bestuurt. Een gegevens-verwervingssysteem (DAS) 32 in het stuurmechanisme 26 bemonstert de van de detectorelementen 20 afkomstige analoge gegevens en zet de gegevens om in digitale signalen voor daaropvolgende bewerking. Een beeldreconstructie-element 34 ontvangt de bemonsterde en gedigitali-25 seerde röntgengegevens van DAS 32 en voert een hoge-snelheidsbeeldre-constructie uit. Het gereconstrueerde beeld wordt als een invoer toegevoerd aan een computer 36, die het beeld in een opslaginrichting 38 opslaat. Het beeldreconstructie-element kan gespecialiseerde apparatuur of computerprogramma's voor uitvoering op de computer 36 zijn.

30 De computer 36 ontvangt ook commando's en aftastparameters van een bediener via een console 40, dat een toetsenbord heeft. Een bijbehorende kathodestraalbuisweergave 42 maakt het voor de bediener mogelijk om het gereconstrueerde beeld en andere van de computer 36 afkomstige gegevens te observeren. De door de bediener geleverde commando's 35 en parameters worden door de computer 36 gebruikt om stuursignalen en informatie aan DAS 32, de röntgenbesturing 28 en de portaalmotorbesturing 30 te verschaffen. Bovendien stuurt de computer 36 een tafelmo-torbesturing 44 aan, welke besturing een gemotoriseerde tafel 46 bestuurt om een patiënt 22 in het portaal 12 te positioneren. In het I '027643- - 6 - bijzonder beweegt de tafel 26 delen van de patiënt 22 door een por-taalopening 48 heen.

In één uitvoeringsvorm bevat de computer 36 een inrichting 50, bijvoorbeeld een flexibele-schijfstation, CD-ROM-station, DVD-station, 5 magnetisch-optische schijf(MOD)inrichting of elke andere digitale inrichting, die een netwerkverbindingsinrichting, zoals een Ethernet-in-richting, bevat voor het lezen van instructies en/of gegevens vanaf een door een computer leesbaar medium 52, zoals een flexibele schijf, een CD-ROM, een DVD of andere digitale bron, zoals een netwerk of het 10 Internet, alsmede nog te ontwikkelen digitale middelen. In een andere uitvoeringsvorm voert de computer 36 in door de fabrikant geïnstalleerde programmatuur (niet weergegeven) opgeslagen instructies uit. De computer 36 is geprogrammeerd om hierin beschreven functies uit te voeren, en dienovereenkomstig is de hierin gebruikte term computer 15 niet beperkt tot alleen die geïntegreerde schakelingen, die in de techniek als computers worden aangeduid, doch verwijst deze term in brede zin naar computers, processoren, microbesturingen, microcomputers, programmeerbare logische besturingen, toepassing-specifieke geïntegreerde schakelingen en andere programmeerbare schakelingen, en 20 deze termen worden hierin onderling uitwisselbaar gebruikt. Hoewel de hierboven vermelde specifieke uitvoeringsvorm verwijst naar een CT-systeem van derde generatie, zijn de hierin beschreven werkwijzen gelijkelijk van toepassing op CT-systemen van vierde generatie (stationaire detector - roterende röntgenbron) en CT-systemen van vijfde ge-25 neratie (stationaire detector en röntgenbron). Bovendien wordt er beoogd, dat de voordelen van de uitvinding geldig zijn voor beeldvor-mingsmodaliteiten anders dan CT. Hoewel de hierin beschreven werkwijzen en apparatuur zijn beschreven in een medische opstelling, wordt er bovendien beoogd, dat de voordelen van de uitvinding geldig zijn voor 30 niet-medische beeldvormingssystemen, zoals de systemen, die typisch worden toegepast in een industriële omgeving of een transportomgeving, zoals bijvoorbeeld doch niet daartoe beperkt, een bagageaftastsysteem voor een luchthaven of ander transportcentrum.

Hierin zijn werkwijzen en apparatuur beschreven voor het ten 35 minste gedeeltelijk compenseren van het hieleffect door middel van het verhogen van de uniformiteit van de standaarddeviatie van de door de röntgendetectorrijen uitgevoerde stralingsmetingen onder gebruikmaking van een niet-stationair filter, in één uitvoeringsvorm.

10^7643-

J

- 7 -

Er wordt nu verwezen naar fig. 3-5, waarin een röntgenbuis 14 een kathodespoel 102 en een doel 104 bevat. In het algemeen verplaatsen elektronen 106 zich binnen de röntgenbuis 14 vanaf de spoel 102 naar het doel 104.

5 De elektroden 106 maken contact met het doel 104 in verschil lende locaties en veroorzaken emissie van röntgenstralen 16 en doen de emissie van röntgenstralen 16 onder verschillende hoeken het doel 14 verlaten in de richting van de detector 18 en de detectorrijen 20. In fig. 3 maken de elektronen 106 in het bijzonder contact met een opper-10 vlak 108 van het doel 14 onder een scherpe hoek α 110 ten opzichte van een aftastvlak 112 langs een actuele focale-stiplengte L 114. Een geprojecteerde hoogte van de focale stip h 116 is gelijk aan L 114 vermenigvuldigd met sin(a).

15 h = Lsin(a) (1)

Het resultaat is, dat de actuele focale-stiplengte L 114 aanzienlijk groter is dan de geprojecteerde focale-stiphoogte h 116.

Dit geeft twee hoofdeffecten. Eén is een niet-uniforme röntgenflux 20 over de plakken in de z-richting (weergegeven in fig. 4) en de andere is een niet-uniforme plakdikte (weergegeven in fig. 5).

Fig. 4 toont een aantal röntgenstralen 16, een doelhoek ξ 120 en een gemiddelde interactiediepte 122. Het aantal röntgenstralen 16 bevat een eerste röntgenstraal 124 en een tweede röntgenstraal 126. De 25 door het doel 104 uitgezonden röntgenstraal 124 plant zich over een eerste afstand di 130 binnen het doel 104 voort voordat deze het doel 104 verlaat. Dit is een kortere afstand dan een tweede afstand d2 132, die door de röntgenstraal 126 binnen het doel 104 wordt afgelegd voordat deze het doel 104 verlaat. Aangezien d2 132 groter is dan d2 130, 30 verlaat de röntgenstraal 126 het doel 104 meer afgezwakt dan de röntgenstraal 124. Dit verschil in verzwakking is het hieleffect. Dientengevolge verandert de intensiteit van de röntgenflux als een functie van de door de röntgenstralen 16 en het doeloppervlak 108 gevormde doelhoek ξ 120. Gegeven de één op één relatie tussen de doelhoek ξ 120 35 en de detectorrij 20, verandert de röntgenintensiteit monotoon met elke detectorrij 20. In het algemeen correspondeert een kleinere doelhoek ξ 120 met een verminderde röntgenfluxintensiteit.

Fig. 5 toont de niet-uniformiteit van de plakdikte. Zoals hierboven is toegelicht, maken de elektronen 106 contact met het doel 104 1 027643c - 8 - op verschillende plaatsen en doen de emissies van röntgenstralen 16 onder verschillende hoeken het doel 14 verlaten in de richting van de detector 18 en de detectorrijen 20. De niet-uniformiteit van de plak-dikte wordt veroorzaakt door de variatie van de geprojecteerde focale-5 stiphoogte h 116 (weergegeven in fig. 3). Zoals is weergegeven in fig. 5, is in het bijzonder een geprojecteerde focale-stiphoogte hi 140 aanzienlijk groter dan de geprojecteerde focale-stiphoogte h2 142. Dit vertaalt zich in een ruimtelijke-resolutievariatie in de z-richting als functie van de detectorrij 20.

10 In multi-plak CT is het wenselijk om een systeem zodanig te ontwerpen, dat zowel de röntgenflux, die sterk met de projectieruis is verbonden, als de ruimtelijke resolutie van detectorrij tot detectorri j niet aanzienlijk veranderen. Om de invloed van het hieleffect volledig te begrijpen wordt een eenvoudig model gebruikt om de ruimtelij-15 ke resolutie van het systeem te schatten, hoewel meer gecompliceerde modellen kunnen worden gebruikt, waarbij de algemene conclusie niet zal veranderen. In het algemeen is de ruimtelijke resolutie van het systeem in z, s(z), de convolutie van de geprojecteerde focale-stip-functie, h(z), met de geprojecteerde detectorapertuurfunctie, d(z).

20 s (z) = h(z) <8 d(z) (2)

De geprojecteerde focale-stipfunctie, h(z), wordt onder aanname van een puntdetector verkregen, terwijl een geprojecteerde de-25 tectorapertuur onder aanname van een röntgenpuntbron wordt verkregen. De ruimtelijke resolutie van het systeem in z, s(z), wordt dikwijls het plakgevoeligheidsprofiel (SSP) genoemd. Indien de focale-stipfunc-tie en de detectorapertuurfunctie worden benaderd door middel van rechthoekige functies, dan is een volle-breedte-half-maximum (FWHM) 30 van het SSP gelijk aan de grotere FWHM van de twee geprojecteerde functies. Op soortgelijke wijze is de volle-breedte-bij-nul-maximum (FWZM) de som van de breedten van de twee geprojecteerde functies.

Fig. 6 is een grafiek 200, die het FWHM 210 van het SSP en het FWZM 220 van de twee geprojecteerde functies toont. De grafiek 20 35 toont duidelijk de significante niet-uniformiteit van SSP. FWHM 210 en FWZM 220 worden berekend voor een detectorapertuur van 0,525 mm in een iso-centrum (0,625 mm detectorpitch met 0,1 mm wolfraamdraad tussen de j detectorrijen), een nominale focale-stiphoogte van 1,2 mm gemeten in j I 027643“ - - 9 - * het centrale vlak, een detectorbestrijkingsbereik van 40 mm in het iso-centrum en een doelhoek van 7°.

Het onderzoek van de niet-uniformiteit van de röntgenflux is gecompliceerder, aangezien het de schatting van de gemiddelde interac-5 tiediepte, de gemiddelde röntgenfoto-energie en de corresponderende verzwakkingskarakteristieken van het doel vereist. Er is vastgesteld, dat voor een doelhoek van 7° en een bestrijkingsgebied in het iso-centrum van 40 mm, de intensiteitsvariatie van één einde van de detector naar het andere ruwweg 20% bedraagt.

10 Onze analyse geeft aan, dat SSP toeneemt met de doelhoek ξ 120 (weergegeven in fig. 4), terwijl de projectieruis vermindert met de doelhoek ξ 120. Het is wenselijk om beide variaties over de detector-rijen 20 te verminderen. Eén aanpak om de variatie te verminderen is het gebruik van aanpassende filtering. De toepassing van een laagdoor-

15 laatfilter vermindert in het algemeen de ruimtelijke resolutie en vermindert tegelijkertijd de ruis. Wij kunnen een niet-stationair filter (langs z) ontwerpen, waarvan de karakteristieken veranderen als een functie van de detectorrij 20. Dit wil zeggen, dat de mate van afvlak-king vermindert als een functie van de doelhoek ξ 120. Aangezien FWHM

20 220 en FWZM 230 niet in dezelfde mate veranderen, dient ook de vorm van een filterkernel te veranderen, zodat aan de uniformiteit van beide karakteristieken wordt voldaan. De technieken voor het ontwerpen van dergelijke filters zijn algemeen bekend, aangezien het oorspronkelijke SSP, s(z), en de beoogde SSP-functie, t(z), beide bekend zijn.

25 Bijvoorbeeld kunnen we de oorspronkelijke SSP-functie van de grootste doelhoek ξ 120 als de beoogde responsiefunctie instellen. De filte-ringsfunctie f(z) kan vervolgens met bekende signaalbewerkingstechnie-ken worden afgeleid om te voldoen aan de volgende relatie: 30 t(z) = s(z) ® f(z) (3) Eén van de meest algemeen bekende technieken is bijvoorbeeld het Weiner-filter. De mate van afvlakking neemt toe met de vermindering van de doelhoek ξ 120 (weergegeven in fig. 4). Dientengevolge 35 neemt de hoeveelheid ruisvermindering ook toe met de vermindering van de doelhoek ξ 120. Dit vertaalt zich in een versterking van equivalente fotonenflux. Fig. 7 is een grafiek 300, die de resulterende FWHM 310 en FWZM 320 na de filtering toont. Merk op, dat beide parameters veel uniformer zijn over z. Tegelijk is de equivalente fotonenfluxver- 1 027643- - 10 - o sterking 330 van één einde van de detector 20 (weergegeven in fig. 4) naar het andere einde ruwweg 20%. Gegeven het eerdere onderzoek, dat de fluxdaling ruwweg 20% is, is de resulterende ruis in de projectie met de filtering uniformer geworden.

5 De doelfunctie, t(z), kan verschillend van het SSP van de grootste doelhoek ξ 120 worden gekozen. Bijvoorbeeld kan de doelfunctie worden gekozen als het SSP van de centrale rij. In dit geval zullen de filterfuncties voor een doelhoek ξ 120 groter dan de centrale rij hoogdoorlaatfilters zijn. De filterfuncties voor een doelhoek ξ 10 120 kleiner dan de centrale rij zullen laagdoorlaatfilters zijn. Dien tengevolge wordt het ruisniveau voor projecties, die met rijen van grotere doelhoek ξ 120 zijn verzameld, verhoogd en wordt het ruisniveau voor projecties, die met rijen van kleinere doelhoek ξ 120 zijn verzameld, verminderd.

15 Als alternatief kan de filteringsfunctie worden bepaald op ba sis van de röntgenflux in plaats van het SSP. Op basis van eerdere analyse is het bekend, dat de röntgenflux afneemt bij afname van de doelhoek ξ 120. Daarom wordt een reeks van filteringsfuncties zodanig afgeleid, dat deze de projectieruis over alle detectorrijen egali-20 seert. Bijvoorbeeld kan een 3-puntfilter worden gebruikt om de eind-projectie op basis van de projecties van de naburige drie detectorrijen te produceren. Filtercoëfficiënten voor de rijen k-1, k en k+1 zijn aangeduid met wk_, wk, wk+, en η* is het genormaliseerde röntgen-fluxniveau voor detectorrij k (de referentierij heeft een genormali-25 seerd fluxniveau van één), waarbij het filter aan de volgende relatie dient te voldoen: w2k- + w2k, + w2k+ = r|k (4) 30 Eventueel kan het filterontwerp afhankelijk zijn van de gecom bineerde röntgenflux en SSP. Bijvoorbeeld wordt het filter bepaald op basis van de röntgenflux voor een doelhoek ξ 120 groter dan de centrale rij en wordt het filter bepaald op basis van de SSP-func-tie voor een doelhoek ξ 120 kleiner dan de centrale rij.

35 De toepassing van het niet-stationaire filter kan worden ge combineerd met de niet-uniforme detectoromvang. Dit wil zeggen, dat de multi-plakdetector zodanig kan worden ontworpen, dat de detectoraper-tuur van rij tot rij veranderd. In deze combinatie worden de uniformi- 1 027643e I _ - 11 - teit van de röntgenflux en de systeemresponsie met beide technieken verkregen. Dit maakt dus een meer ontspannen filterontwerp mogelijk.

Fig. 8 is een werkwijze 400 voor het bevorderen van een vermindering van artefacten onder gebruikmaking van het beeldvormingssysteem 5 10. De werkwijze 400 bevat het verschaffen 410 van een röntgenbron, het verschaffen 420 van een röntgendetector met een aantal detector-rijen, die zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen te ontvangen, en het gebruiken 430 van een filter om de uniformiteit van ten minste één van projectieruis en ruimtelijke resolutie te 10 vergroten, waarbij de röntgenflux en de ruimtelijke resolutie niet-uniform en een functie van de doelhoek langs een z-as zijn.

Eerdere pogingen om de hieleffecten van een röntgenbuis te verminderen waren gericht op de modificatie van de detectorhoek van de röntgenbuis. Deze aanpak wisselt uniformiteit van de röntgenflux en 15 systeemresponsie uit met het rendement van de röntgenbuis. De voorgestelde aanpak elimineert een dergelijk compromis. Bovendien is herontwerp van de röntgenbuis geëlimineerd.

Voorbeelduitvoeringsvormen van een hieleffectcompensatiefilter zijn hierboven in detail beschreven. De samenstellen zijn niet beperkt 20 tot de hierin beschreven specifieke uitvoeringsvormen, doch in plaats daarvan kunnen componenten van elk samenstel onafhankelijk en gescheiden van andere hierin beschreven componenten worden gebruikt.

Hoewel de uitvinding is beschreven in termen van verschillende specifieke uitvoeringsvormen, zal de vakman onderkennen, dat de 25 uitvinding met modificaties binnen de gedachte en het kader van de conclusies in praktijk kan worden gebracht.

1 027643e

Claims (10)

1. Beeldvormingssysteem (10) voor het aftasten van een object (22), omvattende: een röntgenbron (14); een röntgendetector (18) met een aantal detectorrijen (20), die 5 zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen (16) te ontvangen; een operationeel met de röntgenbron en de röntgendetector verbonden computer (36); en een tussen de röntgenbron en de röntgendetector gepositioneerd 10 filter, dat een niet-stationair filter omvat, waarbij het niet-sta-tionaire filter is ingericht om verschillende detectorrijen verschillend te filteren op basis van het detectorrijnummer.

2. Beeldvormingssysteem (10) voor het aftasten van een object (22), omvattende: 15 een röntgenbron (14); een röntgendetector (18) met een aantal detectorrijen (20), die zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen (16) te ontvangen; een operationeel met de röntgenbron en de röntgendetector ver-20 bonden computer (36), die is ingericht om ten minste één van projec-tieruis en ruimtelijke resolutie te filteren om de uniformiteit te verhogen, en waarin de projectieruis en de ruimtelijke resolutie niet-uniform en een functie van de doelhoek langs een z-as zijn.

3. Systeem (10) volgens conclusie 1 of 2, waarin het filter is 25 ingericht om de uniformiteit van de ruimtelijke resolutie te vergroten, waarbij het filter f(z) wordt bepaald volgens t(z) = s(z)®f(z), waarin t(z) een beoogde ruimtelijke-resolutiefunctie is en s(z) = h(z)®d(z), waarin h(z) een geprojecteerde focale-stipfunctie en d(z) een geprojecteerde detectorapertuurfunctie is.

4. Systeem (10) volgens conclusie 1 of 2, waarin het filter is ingericht om de uniformiteit van de projectieruis zodanig te vergroten dat w2k- + w2k, + w2k+ = η* waarin wk-, wk, wk+ filtercoëfficiënten voor detectorrijen k-1, k en k+1 aanduiden; en 1027643* | 35 Ψ - 13 - waarin r]k een genormaliseerd projectieruisniveau voor detectorrij k is.

5. Systeem (10) volgens conclusie 1 of 2, waarin het filter verder is ingericht om de uniformiteit van de ruimtelijke resolutie 5 te vergroten, wanneer een doelhoek (120) kleiner is dan een centrale detectorrij, en om de uniformiteit van de projectieruis te vergroten, wanneer de doelhoek groter is dan de centrale detectorrij.

6. Systeem (10) volgens conclusie 5, waarin het filter verder is ingericht om de uniformiteit van de ruimtelijke resolutie te ver- 10 groten, wanneer de doelhoek (120) kleiner is dan de centrale detectorrij, waarbij het filter f(z) wordt bepaald volgens t(z) = s(z)®f(z), waarin t(z) een beoogde ruimtelijke-resolutiefunctie is en s(z) = h(z)®d(z), waarin h(z) een geprojecteerde focale-stipfunctie en d(z) een geprojecteerde detectorapertuurfunctie is.

7. Systeem (10) volgens conclusie 5 of 6, waarin het filter verder is ingericht om de uniformiteit van de projectieruis te vergroten, wanneer de doelhoek (120) groter is dan de centrale detectorrij volgens 20 w2k- + w2k, + w2k+ = r|k waarin wk_, wk, wk+ filtercoëfficiënten voor detectorrijen k-1, k en k+1 aanduiden; en waarin nk een genormaliseerd projectieruisniveau voor detec- 25 torrij k is.

8. Door een computer leesbaar medium (52), dat met een programma is gecodeerd, welk programma door een systeem (10) uitvoerbaar is voor het ten minste gedeeltelijk compenseren van een doel-hoekhieleffect van een röntgenbuis, waarbij het programma is ingericht 30 om de computer (36) te instrueren om: een röntgenbron (14) te verschaffen; een röntgendetëctor (18) met een aantal detectorrijen (20), die zijn gepositioneerd om van de bron afkomstige röntgenstralen (16) te ontvangen, te verschaffen; en 35 een filter te gebruiken om de uniformiteit van ten minste één van projectieruis en ruimtelijke resolutie te vergroten, waarbij de projectieruis en de ruimtelijke resolutie niet-uniform en een functie van de doelhoek langs een z-as zijn. -9f02 7 6 43 “ Λ - 14 - t»

9. Door een computer leesbaar medium (52) volgens conclusie 8, waarin het gebruiken van een filter het gebruiken van het filter om de uniformiteit van de ruimtelijke resolutie te vergroten, omvat, waarbij het filter f(z) wordt bepaald volgens t(z) = s(z)®f(z), waarin t(z) 5 een beoogde ruimtelijke-resolutiefunctie is en s(z) = h(z)®d(z), waarin h(z) een geprojecteerde focale-stipfunctie en d(z) een geprojecteerde detectorapertuurfunctie is.

10. Door een computer leesbaar medium (52) volgens conclusie 8 of 9, waarin het gebruiken van een filter het gebruiken van het filter 10 om de uniformiteit van de projectieruis volgens wV + w2k, + w2k+ = η* omvat, waarin wk_, wk, wk+ filtercoëfficiënten voor detectorrijen k-1, 15. en k+1 aanduiden; en waarin r)k een genormaliseerd projectieruisni-veau voor detectorrij k is. 1 027643*