NL1029357C2 - Werkwijze en systeem voor driedimensionale reconstructie van beelden. - Google Patents

Werkwijze en systeem voor driedimensionale reconstructie van beelden. Download PDF

Info

Publication number
NL1029357C2
NL1029357C2 NL1029357A NL1029357A NL1029357C2 NL 1029357 C2 NL1029357 C2 NL 1029357C2 NL 1029357 A NL1029357 A NL 1029357A NL 1029357 A NL1029357 A NL 1029357A NL 1029357 C2 NL1029357 C2 NL 1029357C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
projection
rays
projection data
detector
conjugated
Prior art date
Application number
NL1029357A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1029357A1 (nl
Inventor
Jiang Hsieh
Xiangyang Tang
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of NL1029357A1 publication Critical patent/NL1029357A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1029357C2 publication Critical patent/NL1029357C2/nl

Links

Classifications

    • G06T3/073
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computerised tomographs
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00Image generation
    • G06T2211/40Computed tomography
    • G06T2211/421Filtered back projection [FBP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

*
Korte aanduiding: Werkwijze en systeem voor driedimensionale recon structie van beelden.
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op beeldreconstructie en meer in het bijzonder op werkwijzen en systemen voor reconstructie van volumetrische computertomografie(CT)beelden.
Driedimensionale (3D) of kegelbundel (CB) gefilterde terugpro-5 jectie (FBP) wordt gebruikt in multi-rij CT-scanners om een volume- . trische CT (VCT) aftastwerking te verschaffen. Het is bekend om 3D-terugprojectiealgoritmen in VCT-scanners te gebruiken teneinde beelden onder gebruikmaking van een afbeeldingsproces te reconstrueren. Bijvoorbeeld kan 3D FBP worden gebruikt voor beeldreconstructie uit 10 van een cirkelvormig brontraject verworven kegelbundelprojecties. Onder gebruikmaking van een op een pixel gebaseerde terugprojectie wordt een afbeeldingsproces typisch uitgevoerd vanuit het midden van een gereconstrueerd pixel naar een detectorvlak. In vele gevallen is het echter onwaarschijnlijk dat het reconstructiepunt zich in het mid-15 den van een detectorrij bevindt. Als gevolg hiervan wordt interpolatie uitgevoerd over rijen van de detector. Bijvoorbeeld wordt een teruggeprojecteerde waarde bepaald, welke waarde de gewogen som van verschillende gefilterde projectiemonsters (bijv., van vier aangrenzende de-tectorelementen afkomstige vier gefiltreerde projectiemonsters) is.
20 Bekende terugprojectieprocessen, die interpolatie uitvoeren, gebruiken dus verschillende detectorelementen, die van aangrenzende rijen van de detector kunnen zijn, om een teruggeprojecteerde waarde van een doorsnijdingslocatie te berekenen. Daarbij wordt een geschatte waarde gebruikt voor het reconstrueren van beelden. Dit proces resul-25 teert in een grotere plakdikte van het gereconstrueerde beeld, hetgeen de ruimtelijke resolutie vermindert.
In één voorbeelduitvoeringsvorm is een werkwijze voor het reconstrueren van een beeld van een object verschaft.
De werkwijze bevat het van een beeldvormingsinrichting, die 30 een object aftast, ontvangen van projectiegegevens, het identificeren van projectiegegevens, die corresponderen met een geconjugeerd paar van projectiestralen, en het interpoleren van de projectiegegevens, die met het geconjugeerde paar van projectiestralen corresponderen, om een beeld van het afgetaste object te reconstrueren.
1 02 93 57 - 2 -
In een andere voorbeelduitvoeringsvorm is een computertomografie (CT) beeldvormingsinrichting met een multi-rij detector verschaft en deze is ingericht om projectiegegevens uit een aftasting van een object te verwerven, projectiegegevens, die met een geconjugeerd paar 5 van projectiestralen corresponderen, te identificeren, en de projectiegegevens, die met het geconjugeerde paar van projectiestralen corresponderen, te interpoleren teneinde een beeld van het afgetaste object te reconstrueren.
Fig. 1 is een illustratieaanzicht, dat representatief is voor 10 een CT-beeldvormingsinrichting volgens verschillende uitvoeringsvormen van de uitvinding.
Fig. 2 is een functioneel blokschema van een in fig. 1 getoonde CT-beeldvormingsinrichting.
Fig. 3 is een diagram, dat een kegel-parallelle herverzame-15 lingsgeometrie toont.
Fig. 4 is een diagram, dat geconjugeerde monsters van niet-ge-kantelde parallelle stralen toont.
Fig. 5 is een diagram, dat geconjugeerde monsters van gekantelde parallelle stralen toont.
20 Fig. 6 is een stroomschema van een terugprojectieproces vol gens een voorbeelduitvoeringsvorm van de uitvinding.
Verschillende voorbeelduitvoeringsvormen van systemen en werkwijzen voor het reconstrueren van beelden van een object zijn hieronder in detail beschreven. Technische effecten van de hierin beschre-25 ven systemen en werkwijzen bevatten het gebruik van meerdere projec-tiebundels tijdens interpolatie om een verbeterd plak-gevoeligheids-profiel (SSP) voor beeldreconstructie van actuele beelden van een object te verschaffen.
In enkele bekende CT-afbeeldingssysteemconfiguraties projec-30 teert een röntgenstralingsbron een waaiervormige bundel, die gecolli-meerd wordt om binnen een X-Y vlak van een Carthesiaans coördinatensysteem te liggen en die in het algemeen als een "afbeeldingsvlak" wordt aangeduid. De röntgenstralingsbundel gaat door een af te beelden voorwerp, zoals een patiënt. Na door het voorwerp te zijn afgezwakt 35 treft de bundel een reeks van stralingsdetectoren. De intensiteit van de op de detectorreeks ontvangen afgezwakte stralingsbundel is afhankelijk van de door het voorwerp veroorzaakte verzwakking van een röntgenstralingsbundel. Elk detectorelement van de reeks produceert een afzonderlijk elektrisch signaal, dat een maat van de bundelverzwakking 1029357 - 3 - op de detectorlocatie is. De resultaten van de verzwakkingsmetingen van alle detectoren worden gescheiden verworven om een doorlaatprofiel te produceren.
In CT-systemen van de derde generatie worden de röntgenstra-5 lingsbron en de detectorreeks met een portaal in het afbeeldingsvlak en rond het af te beelden voorwerp geroteerd, zodat de hoek, waaronder de röntgenstralingsbundel het voorwerp^snijdt, constant verandert. Een groep van röntgenstralingverzwakkingsmetingen, d.w.z. projectiegege-vens, afkomstig van de detectorreeks bij één portaalhoek, wordt als 10 een "aanzicht" aangeduid. Een "aftasting" van het voorwerp bevat een reeks van onder verschillende portaalhoeken of kijkhoeken gemaakte aanzichten tijdens één omwenteling van de stralingsbron en de detector .
In een axiale aftasting worden de projectiegegevens bewerkt om 15 een beeld, dat correspondeert met een tweedimensionale plak van het voorwerp, 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 verzwakkingsmetingen van een aftasting om in gehele getallen, "CT-20 getallen" of "Hounsfield-eenheden" genoemd, die worden gebruikt om de helderheid van een corresponderend pixel op een weergave-inrichting te regelen.
Om de totale aftasttijd te verminderen, kan een "schroefvormige" aftasting worden uitgevoerd. Om een "schroefvormige" aftasting uit 25 te voeren wordt de patiënt verplaatst terwijl de gegevens voor het voorgeschreven aantal plakken worden verworven. Een dergelijk systeem genereert een enkele schroeflijn uit een schroefvormige aftasting met een waaierbundel. De door de waaierbundel afgebeelde schroeflijn levert projectiegegevens op, waaruit beelden in elke voorgeschreven plak 30 gereconstrueerd kunnen worden.
Reconstructiealgoritmen voor schroefvormige aftasting gebruiken typisch weegalgoritmen, die de verzamelde gegevens als een functie van de kijkhoek, detectorrij-index en detectorkanaalindex wegen. In het bijzonder worden de gegevens voorafgaande aan een gefilterde-terugpro-35 jectieproces gewogen volgens een schroefvormige weegfactor, welke factor een functie van de portaalhoek, detectorrij en detectorhoek is. De gewogen projectie wordt vervolgens gefilterd en teruggeprojecteerd om een beeld te construeren, dat correspondeert met een uit het object genomen tweedimensionale plak.
1029357 - 4 -
Om de totale verwervingstijd verder te verminderen, is multi-plak-CT geïntroduceerd. In multi-plak-CT worden meerdere rijen projec-tiegegevens op enig tijdsmoment gelijktijdig verworven. Bij combinatie met de schroefvormige aftastmodus genereert het systeem een enkele 5 schroef van kegelbundelprojectiegegevens. Overeenkomstig het enkelvou-dige-plak schroefvormige weegschema kan een werkwijze worden verkregen om de weegfactor met de projectiegegevens te vermenigvuldigen voorafgaande aan het gefilterde-terugprojectiealgoritme.
Zoals hierin gebruikt, dient een in enkelvoud vermelde en door 10 het woord "een" voorafgegaan element of stap niet opgevat te worden als meervoudsvormen daarvan uitsluitend, tenzij een dergelijke uitsluiting expliciet vermeld is. Verwijzingen naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" van de uitvinding zijn niet bedoeld om te worden opgevat als het bestaan van aanvullende uitvoeringsvormen, die 15 ook de vermelde kenmerken bevatten, uitsluitend.
Zoals hierin gebruikt, is de zinsnede "het 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 uitvoe-20 ringsvormen (of zijn ingericht om te genereren) ten minste één zichtbaar beeld.
Er wordt nu verwezen naar fig. 1 en 2, waarin een multi-plak aftastend beeldvormingssysteem, bijvoorbeeld een computertomografie (CT)beeldvormingssysteem 10, is weergegeven en dit systeem bevat 25 een portaal 12, dat representatief is voor een "derde generatie" CT-beeldvormingssysteem. Het portaal 12 heeft een röntgenstralingsbuis 14 (hierin ook wel röntgenstralingsbron genoemd), die een bundel 16 van röntgenstralen naar een detectorreeks 18 aan de tegenovergestelde zijde van het portaal 12 projecteert. De detectorreeks 18 wordt ge-30 vormd door een aantal detectorrijen (niet weergegeven), welke rijen een aantal detectorelementen 20 bevatten, welke elementen tezamen de geprojecteerde röntgenstralen, die door een object, zoals een medische patiënt 22 tussen de reeks 18 en de bron 14, heen gaan, waarnemen. Elk detectorelement 20 produceert een elektrisch signaal, dat de intensi-35 teit van een daarop invallende röntgenstralingsbundel representeert, en daardoor 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 röntgenstralingsprojectiegegevens, draaien het portaal 12 en de daarop gemonteerde componenten rond een 1029357 - 5 - rotatiecentrum 24. Fig. 2 toont slechts een enkele rij van detector-elementen 20 (d.w.z., een detectorrij). Een meerplaks detectorreeks 18 bevat echter een aantal evenwijdige detectorrijen van detectorelemen-ten 20, zodat met een aantal quasi-evenwijdige of evenwijdige plakken 5 corresponderende projectiegegevens tijdens een aftasting gelijktijdig worden verworven.
De rotatie van componenten op het portaal 12 en de werking van de röntgenstralingsbron 14 worden bestuurd door een stuurmechanisme 26 van het CT-beeldvormingssysteem 10. Het stuurmechanisme 26 bevat een 10 röntgenstralingsbesturing 28, die energie en tijdbepalingssignalen aan de röntgenstralingsbron 14 verschaft, en een portaalmotorbesturing 30, die de draaisnelheid en de positie van het portaal 12 bestuurt. Een gegevensverwervingssysteem (DAS) 32 in het stuurmechanisme 26 bemonstert de van de detectorelementen 20 afkomstige analoge gegevens en 15 zet de gegevens om in digitale signalen voor daaropvolgende verwerking. Een beeldreconstructie-element 34 ontvangt de bemonsterde en gedigitaliseerde röntgenstralingsgegevens van DAS 32 en voert een hoge-snelheid beeldreconstructie uit. Het gereconstrueerde beeld wordt toegevoerd als een invoer aan een computer 36, die het beeld in een 20 massa-opslaginrichting 38 opslaat. Het beeldreconstructieorgaan 34 kan gespecialiseerde apparatuur of op de computer 36 werkende computerprogramma's zijn.
De computer 36 ontvangt ook commando's en aftastparameters van een bediener via een console 40, dat een toetsenbord heeft. Een bijbe-25 horende kathodestraalbuisweergave 42 (of een andere geschikte weerga-ve-inrichting) 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 en parameters worden door de computer 36 gebruikt om stuursignalen en informatie aan 30 DAS 32, de röntgenstralingsbesturing 28 en de portaalmotorbesturing 30 te verschaffen. Bovendien stuurt de computer 36 een tafelmotorbestu-ring 44 aan, welke besturing een gemotoriseerde tafel 46 bestuurt om een patiënt 22 in het portaal 12 te positioneren. In het bijzonder beweegt de tafel 46 delen van de patiënt 22 door een portaalopening 48 35 heen.
In één uitvoeringsvorm bevat de computer 36 een instructie verkrijgende inrichting 50, bijvoorbeeld een flexibele-schijfstation, CD-ROM-station, DVD-station, magnetische optische-schijf(MOD)inrichting of een andere digitale inrichting, die een netwerkaansluitinrichting, 1029357 - 6 - zoals een Ethernet-inrichting bevat. De instructie verkrijgende inrichting 50 is verschaft voor het lezen van instructies en/of gegevens vanaf een computer-leesbaar medium 52, zoals een flexibele schijf, een CD-ROM, een DVD, die een daarop geïmplementeerde computer leesbaar 5 programma hebben. Het programma is in enkele uitvoeringsvormen ingericht om een computer, bijv. computer 36, te instrueren de hierin beschreven functies uit te voeren en/of signalen te zenden naar andere inrichtingen om enkele van of alle functies uit te voeren. In enkele uitvoeringsvormen verkrijgt de instructie-verkrijgende inrichting 50 10 programmainstructies van een andere digitale bron, zoals een netwerk of het Internet, of van nog te ontwikkelen digitale middelen. In een andere uitvoeringsvorm voert de computer 36 de in de door de fabrikant geïnstalleerde programmatuur (niet weergegeven) opgeslagen instructies uit. De computer 36 is geprogrammeerd om de hierin beschreven functies 15 uit te voeren en/of signalen naar andere inrichtingen te zenden om enkele van of alle functies uit te voeren. De hierin gebruikte term computer is niet beperkt tot die geïntegreerde schakelingen, die in de techniek als computer worden aangeduid, doch verwijzen in brede zin naar computers, processoren, microbesturingen, microcomputers, pro-20 grammeerbare logische besturingen, toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen en andere programmeerbare schakelingen, en deze termen worden hierin afwisselend gebruikt. Hoewel de hierboven genoemde specifieke uitvoeringsvorm verwijst naar een derde generatie CT-systeem, zijn de hierin beschreven werkwijzen gelijkelijk van toepassing op 25 vierde generatie CT-systemen (stationaire detector - roterende rönt-genbron) en vijfde generatie CT-systemen (stationaire detector en stationaire röntgenbron). Er wordt bovendien beoogd, dat de voordelen van de verschillende uitvoeringsvormen van de uitvinding toekomen aan beeldvormingsmodaliteiten anders dan CT. Hoewel de hierin beschreven 30 werkwijzen en systemen in een medische omgeving zijn beschreven, wordt er beoogd dat de voordelen van de uitvinding ook toekomen aan niet-me-dische beeldvormingssystemen, zoals de systemen, die typisch in een industriële omgeving of een transportomgeving worden toegepast, zoals bijvoorbeeld, doch niet daartoe beperkt, een bagageaftastsysteem voor 35 een luchthaven of ander transportcentrum.
Wanneer CT-beeldvormingssysteem 10 wordt gebruikt als een volu-metrische CT-scanner, is de perspectivische geometrie van het schroefvormige brontraject en projectiegegevensverwerving in een volumetri-sche CT-scanner weergegeven in fig. 3, waarin (x, y, z) het lokale 1 0293 57 - 7 - coördinatensysteem voor een cilindrische multi-rij CT-detectorarray 18 weergeeft. In het bijzonder wordt tijdens het reconstructieproces, dat 1 gebruikmaakt van het CT-beeldvormingssysteem 10, een kegelbundel naar parallelle-bundelherverzameling eerst uitgevoerd, zoals bekend is. Na 5 het herverzamelingsproces is de oorspronkelijke kegelbundelbemonste-ring omgezet in een gekantelde parallelle geometrie, zoals weergegeven in fig. 3. Er dient opgemerkt te worden, dat in deze configuratie alle monsters in een enkel aanzicht dezelfde projectiehoek hebben, hoewel deze verschillende kantelhoeken kunnen hebben. Aldus is een kegel-pa-10 rallel herverzamelingsgeometrie voor een brontraject 70 (weergegeven als een streepjeslijn) verschaft, zoals weergegeven in fig. 3.
Als gevolg van het herverzamelingsproces correspondeert elk monster in een projectie met een geconjugeerd monster in een andere projectie. Dit is het gevolg van het feit dat alle monsters in het-15 zelfde aanzicht dezelfde kijkhoek hebben. Voor twee aanzichten, die 180° van elkaar gescheiden zijn, hierin als een geconjugeerd paar aangeduid, correspondeert elk monsterpaar dus met dezelfde projectie of straalweg, indien het verschil in z niet in beschouwing wordt genomen. Er dient opgemerkt te worden, dat in het niet-gekantelde geval, zoals 20 weergegeven in fig. 4, twee monsters van niet-gekantelde parallelle projecties of stralen 72 een geconjugeerd monster vormen voor elke re-constructielocatie langs een horizontale lijn. In het gekantelde kegelbundel ge val, zoals weergegeven in fig. 5, verandert het door gekantelde projecties gedefinieerde geconjugeerde monsterpaar met de recon-25 structiepixellocatie. In fig. 5 representeert de volgetrokken lijn in het bijzonder het huidige aanzicht van belang. In het bijzonder representeert de detector 76 de detectorpositie in dit aanzicht van belang en representeert de straal 80 één van de terugprojectiestralen voor hetzelfde aanzicht. De streepjeslijnen representeren de geconjugeerde 30 aanzichten van belang. Deze geconjugeerde aanzichten zijn 180° van het aanzicht van belang gescheiden. De detector 86 en de stralen 72 en 74 tonen de detectorpositie en twee van de terugprojectiestralen voor het geconjugeerde aanzicht. Er dient opgemerkt te worden, dat voor elk reconstructiepixel er een uniek paar van geconjugeerde monsters is.
35 Voor het reconstructiepixel 80 vormen de stralen 78 en 74 het paar van stralen, die deze locatie snijden. Stralen 78 en 72 vormen het paar - van stralen voor reconstructiepixel 82.
Verschillende uitvoeringsvormen van de uitvinding verschaffen een terugprojectieproces 100, zoals weergegeven in fig. 6. Zoals 1 029357 - 8 -f hierin is weergegeven, worden in blok 102 geconjugeerde monsters op een pixel-voor-pixel wijze geïdentificeerd. In het bijzonder worden twee van de projecties of stralen (bijv., door geprojecteerde röntgenstralen gedefinieerde stralenparen 74) zoals weergegeven in fig. 5, 5 die 180° van elkaar gescheiden zijn (d.w.z. een geconjugeerd paar) geïdentificeerd en tegelijkertijd onderzocht om daarmee corresponderende projectiegegevens te verkrijgen. Meer in het bijzonder worden twee doorsnijdingen berekend. De eerste is dezelfde als een conventionele terugprojectie. De tweede is de doorsnijding van de straal, die 10 hetzelfde reconstructiepixel passeert (en de corresponderende bronpo-sitie), waarbij de detector onder de projectiehoek, die 180° van het huidige aanzicht is gescheiden, staat. De uiteindelijke interpolatie wordt uitgevoerd onder gebruikmaking van projectiemonsters uit beide aanzichten. De selectie van de monsters en de interpolatiecoëfficiën-15 ten zijn hieronder in detail beschreven.
Vervolgens worden in blok 104 de projecties of stralen in het geconjugeerde paar gedefinieerd. In het bijzonder duiden p (γ, β, q) en p (-γ, β+π, q') de projectiemonsters, die corresponderen met twee stralen, bijvoorbeeld twee stralen, die het stralenpaar 78 en 74 vor-20 men (weergegeven in fig. 5) die door het gereconstrueerde pixel (x, y, z) passeren en twee detectorelementen 76 en 86 (weergegeven in fig. 5) snijden, corresponderen, aan. Er dient opgemerkt te worden, dat de projectiehoeken van de twee stralen 180° van elkaar verschillen. Er dient opgemerkt te worden, dat q een detectorrij, bijvoorbeeld in de 25 detectorarray 18 (weergegeven in fig. 3) en niet de absolute afstand, bijvoorbeeld in millimeters (mm), definieert, γ een detectorhoek definieert en β een projectiehoek definieert. Verder duiden i en i' het geheel-getaldeel van q en q' aan en duiden Δ en Δ' het fractiedeel van q respectievelijk q' aan. Er dient opgemerkt te worden, dat de waarde 30 van q groter dan nul is.
Alleen voor voorbeelddoeleinden zal nu de terugprojectie van reconstructiepixel 80 (weergegeven in fig. 5) worden beschreven. Er dient echter opgemerkt te worden, dat dit proces op elk pixel kan worden toegepast. In blok 106 worden de doorsnijdingen berekend. In het 35 bijzonder wordt de doorsnijding van de straal 78 (weergegeven in fig. 5) (die het reconstructiepixel 80 snijdt) met de detector 76 berekend op basis van een bekende bron- en detectorpositie (bijv. zoals weergegeven in fig. 3). Vervolgens wordt de doorsnijding van straal 74 (die hetzelfde reconstructiepixel 80 snijdt) met de detector 86 berekend.
1 029357 - 9 -
Voor elke voxelpositie worden essentieel twee snijpunten berekend. In het bijzonder worden een fractiedeel (Δ en Δ') en een geheel-getaldeel (i en i') berekend voor de straal 78 en de geconjugeerde straal 78. In het bijzonder wordt in blok 108 de teruggeprojecteerde waarde voor het 5 pixel (x, y, z) berekend door middel van de volgende vergelijkingen: . τ^7Κρ{,'’β’,)+τ^Λρ(~γ'β*π·Μ)· Δ£Δ'0) 7-7Γ—+ O + .f ρ(-γ,β + π,ί'), Δ> Δ’(2)
Er dient opgemerkt te worden dat, hoewel een lineaire interpo-10 latie wordt gebruikt, de verschillende uitvoeringsvormen als zodanig niet beperkt zijn. Bijvoorbeeld kunnen Lagrange-interpolatie en ander vormen van interpolatie worden geïmplementeerd, indien dit gewenst of vereist is.
Vervolgens worden in blok 110 de teruggeprojecteerde waarden 15 geaccumuleerd of gesommeerd voor alle projectieaanzichten om de eind-intensiteit van het gereconstrueerde beeld te formuleren.
Verschillende uitvoeringsvormen van de uitvinding verschaffen interpolatie voor terugprojectiebeeldverwerking onder gebruikmaking van twee projecties of stralen en meer in het bijzonder een geconju-20 geerd stralenpaar. De verschillende uitvoeringsvormen verschaffen een verbeterd plak-gevoeligheidsprofiel (SSP) zonder het introduceren van bij komende artefacten.
Hoewel de uitvinding is beschreven in termen van verschillende specifieke uitvoeringsvormen, zal de vakman onderkennen, dat de uit-25 vinding met modificaties binnen de gedachte en het kader van de conclusies in praktijk kan worden gebracht.
1 02 93 57

Claims (10)

0 - 10 -
1. Werkwijze (100) voor het reconstrueren van een beeld van een object, waarbij de werkwijze omvat: het van een beeldvormingsinrichting, die een object aftast, ontvangen van projectiegegevens; 5 het identificeren (102) van projectiegegevens, die correspon deren met een geconjugeerd paar van projectiestralen; en het interpoleren (104, 106, 108) van de projectiegegevens, die met het geconjugeerde paar van projectiestralen corresponderen, om een beeld van.het afgetaste object te reconstrueren.
2. Werkwijze (100) volgens conclusie 1, waarin de beeldvor mingsinrichting een computertomografiebeeldvormingsinrichting (10) is.
3. Werkwijze (100) volgens conclusie 1 of 2, waarin de interpolatie het bepalen van een geheel-getaldeel en een fractiedeel van de projectiegegevens omvat.
4. Werkwijze (100) volgens conclusie 3, waarin een geheel-ge taldeel en een fractiedeel worden bepaald voor de projectiegegevens, die corresponderen met elke projectiestraal in het geconjugeerde paar, en voor een bronprojectiestraal.
5. Werkwijze (100) volgens conclusie 4, verder omvattende het 20 vergelijken van de fractiedelen van geconjugeerde stralen om projectiestralen te bepalen teneinde deze te interpoleren
6. Werkwijze (100) volgens elk van de voorgaande conclusies, waarin het geconjugeerde paar is gedefinieerd door middel van twee projectiestralen, die 180° ten opzichte van de projectiehoek zijn ver- 25 schoven.
7. Werkwijze (100) volgens elk van de voorgaande conclusies, waarin het identificeren van projectiegegevens, die met een geconjugeerd paar corresponderen, het op een pixel-voor-pixel wijze bepalen van projectiegegevens bevat.
8. Werkwijze (100) volgens elk van de voorgaande conclusies, waarin de interpolatie het uitvoeren van berekeningen omvat volgens: . τ^ρ{γ'Μ+τάϊκρ(-1'·β+π’Μ)· Δ£Δ'(1) Δ>Δ'(2) 1 0293 57 m - 11 - waarin q een detectorrij definieert, γ een detectorhoek definieert, β een projectiehoek definieert, i en i' het geheel-getaldeel van q en q' aanduiden eri Δ en Δ' het fractiedeel van q en q' aanduiden.
9. Werkwijze (100) volgens elk van de voorgaande conclusies, 5 waarin de interpolatie voor elk van de projectiestralen in het geconjugeerde paar wordt uitgevoerd.
10. Computertomografie(CT)beeldvormingsinrichting met een multi-rij detector, waarbij de beeldvormingsinrichting is ingericht om: 10 projectiegegevens uit een aftasting van een object te verwer ven; projectiegegevens, die met een geconjugeerd paar van projectiestralen corresponderen, te identificeren; en de projectiegegevens, die met het geconjugeerde paar van pro-15 jectiestralen corresponderen, te interpoleren teneinde een beeld van het afgetaste beeld te reconstrueren. 1 029357
NL1029357A 2004-06-30 2005-06-28 Werkwijze en systeem voor driedimensionale reconstructie van beelden. NL1029357C2 (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US88179404 2004-06-30
US10/881,794 US7215734B2 (en) 2004-06-30 2004-06-30 Method and system for three-dimensional reconstruction of images

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1029357A1 NL1029357A1 (nl) 2006-01-02
NL1029357C2 true NL1029357C2 (nl) 2008-07-15

Family

ID=35513915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1029357A NL1029357C2 (nl) 2004-06-30 2005-06-28 Werkwijze en systeem voor driedimensionale reconstructie van beelden.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7215734B2 (nl)
JP (1) JP4711245B2 (nl)
CN (1) CN1722178A (nl)
NL (1) NL1029357C2 (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060198491A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Volumetric computed tomography system for imaging
CN100348158C (zh) * 2005-05-26 2007-11-14 西安理工大学 Ct图像的快速渐进式直接体绘制三维重建方法
US8492762B2 (en) * 2006-06-27 2013-07-23 General Electric Company Electrical interface for a sensor array
CN101617342B (zh) * 2007-01-16 2012-06-13 汤姆科技成像系统有限公司 用于动态信息的图形表示的方法和系统
CN101271526B (zh) * 2008-04-22 2010-05-12 深圳先进技术研究院 一种图像处理中物体自动识别并三维重建的方法
DE102012217163B4 (de) 2012-09-24 2022-06-02 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Rekonstruktion von CT-Bilddaten mit gewichteter Rückprojektion, einschließlich Recheneinheit und CT-System für dieses Verfahren
CN103479379B (zh) * 2013-09-06 2015-08-26 沈阳东软医疗系统有限公司 一种倾斜螺旋扫描的图像重建方法及装置
CN105094725B (zh) * 2014-05-14 2019-02-19 同方威视技术股份有限公司 图像显示方法
US10332252B2 (en) * 2016-12-29 2019-06-25 General Electric Company Slope constrained cubic interpolation
US11039805B2 (en) * 2017-01-05 2021-06-22 General Electric Company Deep learning based estimation of data for use in tomographic reconstruction
CN107016672B (zh) * 2017-04-28 2020-06-26 上海联影医疗科技有限公司 医学扫描图像的重建方法和装置以及医学成像系统
CN108364326B (zh) * 2018-02-08 2021-04-02 中南大学 一种ct成像方法
CN110728624B (zh) * 2019-09-29 2021-07-23 厦门大学 一种高分辨率扩散加权图像重建方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825842A (en) * 1995-07-05 1998-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computed tomographic imaging device and x-ray computed tomographic method
US6327325B1 (en) * 2000-02-16 2001-12-04 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for adaptive interpolation reduced view CT scan
US6351514B1 (en) * 2000-06-22 2002-02-26 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Slice-adaptive multislice helical weighting for computed tomography imaging
EP1351192A1 (en) * 2002-04-01 2003-10-08 GE Medical Systems Global Technology Company LLC Methods and apparatus for adaptive interpolation of multislice helical CT data
US20040165695A1 (en) * 2002-09-12 2004-08-26 Karimi Seemeen S. Helical interpolation for an asymmetric multi-slice scanner

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5394787A (en) * 1977-01-31 1978-08-19 Toshiba Corp Tomographic diagnostic equipment by radiation
US4136388A (en) * 1977-08-26 1979-01-23 U.S. Philips Corporation Data acquisition system for computed tomography
US4852132A (en) * 1985-08-30 1989-07-25 Yokogawa Medical Systems Method of collecting data for x-ray tomograph
DE4334937A1 (de) * 1993-10-13 1995-10-05 Siemens Ag Computertomograph
US5400379A (en) * 1994-02-25 1995-03-21 General Electric Company Multi-slice x-ray CT using a detector mask
US5907592A (en) * 1995-10-31 1999-05-25 Levinson; Reuven Axially incremented projection data for spiral CT
US5974108A (en) * 1995-12-25 1999-10-26 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT scanning apparatus
DE19614223C1 (de) * 1996-04-10 1997-12-04 Siemens Ag Bildrekonstruktionsverfahren für Mehrzeilendetektor-Computertomographen im Spiralbetrieb
JP3557567B2 (ja) * 1996-07-23 2004-08-25 株式会社日立メディコ X線ct装置
IL119714A0 (en) * 1996-11-28 1997-02-18 Elscint Ltd CT system with oblique image planes
US5712895A (en) * 1997-01-14 1998-01-27 Picker International, Inc. Rotational digital subtraction angiography phantom
US5960056A (en) * 1997-07-01 1999-09-28 Analogic Corporation Method and apparatus for reconstructing volumetric images in a helical scanning computed tomography system with multiple rows of detectors
US5907594A (en) * 1997-07-01 1999-05-25 Analogic Corporation Reconstruction of volumetric images by successive approximation in cone-beam computed tomography systems
DE19854939C2 (de) * 1998-11-27 2001-11-22 Siemens Ag Verfahren und Gerät zur Erzeugung von CT-Bildern
US6115445A (en) * 1999-01-12 2000-09-05 Analogic Corporation Progressive correction of ring artifacts in a computed tomography system
US6343108B1 (en) * 1999-06-18 2002-01-29 Philips Medical Systems (Cleveland), Inc. Cone beam scanner using oblique surface reconstructions
US6256366B1 (en) * 1999-07-22 2001-07-03 Analogic Corporation Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a computed tomography system using sementation of slices
US6201849B1 (en) * 1999-08-16 2001-03-13 Analogic Corporation Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a helical scanning cone-beam computed tomography system
US6389097B1 (en) * 2000-12-28 2002-05-14 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Multi-plate volumetric CT scanner gap compensation method and apparatus
US6529576B2 (en) * 2001-06-29 2003-03-04 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for pitch-adaptive reconstruction in multislice helical computed tomographic systems
US6771732B2 (en) * 2002-02-28 2004-08-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Methods and apparatus for fast divergent beam tomography
US6775346B2 (en) * 2002-10-21 2004-08-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Conebeam computed tomography imaging
US6917663B2 (en) * 2003-06-16 2005-07-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Cone-beam reconstruction apparatus and computed tomography apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825842A (en) * 1995-07-05 1998-10-20 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computed tomographic imaging device and x-ray computed tomographic method
US6327325B1 (en) * 2000-02-16 2001-12-04 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for adaptive interpolation reduced view CT scan
US6351514B1 (en) * 2000-06-22 2002-02-26 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Slice-adaptive multislice helical weighting for computed tomography imaging
EP1351192A1 (en) * 2002-04-01 2003-10-08 GE Medical Systems Global Technology Company LLC Methods and apparatus for adaptive interpolation of multislice helical CT data
US20040165695A1 (en) * 2002-09-12 2004-08-26 Karimi Seemeen S. Helical interpolation for an asymmetric multi-slice scanner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANG HSIEH, YANTING DONG, ET AL.: "Cone-angle-dependent generalized weighting scheme for 16-slice helical CT", PROCEEDINGS OF SPIE -- VOLUME 4684 - MEDICAL IMAGING 2002: IMAGE PROCESSING, MILAN SONKA, J. MICHAEL FITZPATRICK, EDITORS, May 2002 (2002-05-01), pages 74 - 81, XP002476175 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1722178A (zh) 2006-01-18
US20060002507A1 (en) 2006-01-05
JP2006015139A (ja) 2006-01-19
US7215734B2 (en) 2007-05-08
JP4711245B2 (ja) 2011-06-29
NL1029357A1 (nl) 2006-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1029357C2 (nl) Werkwijze en systeem voor driedimensionale reconstructie van beelden.
NL1028225C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor artefactreductie in met een kegelbundel werkende CT-beeldreconstructie.
NL1024855C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor zacht-weefselvolumevisualisatie.
US7865006B2 (en) Methods and apparatus for artifact reduction
US6452996B1 (en) Methods and apparatus utilizing generalized helical interpolation algorithm
JP4576032B2 (ja) 2回パス式コーン・ビーム画像再構成の方法及び装置
US6961404B2 (en) Method and system for reconstructing an image from projection data acquired by a cone beam computed tomography system
US6944260B2 (en) Methods and apparatus for artifact reduction in computed tomography imaging systems
JP2009534079A (ja) 複数の部分的な走査軌道を有するコーンビーム・コンピュータ断層撮影
JP2007307417A (ja) 像データの処理方法及び像データの処理装置
JPH09285460A (ja) 物体の断層写真画像を発生するシステム
JP2007527253A (ja) 冗長データを含むヘリカルコーンビーム・コンピュータ断層撮像法に対する正確な画像再構成システム及び方法
US20040086075A1 (en) Titled gantry helical cone-beam Feldkamp reconstruction for multislice CT
NL1027643C2 (nl) Werkwijze en systeem voor doelhoekhieleffectcompensatie.
US7269244B2 (en) Methods and apparatus for generating thick images in cone beam volumetric CT
JPH09182745A (ja) 計算機式断層撮影装置
US7734079B2 (en) Methods and apparatus for image reconstruction
US6999550B2 (en) Method and apparatus for obtaining data for reconstructing images of an object
US20120275561A1 (en) Methods and apparatus for ct smoothing to reduce artifacts
JP2004033758A (ja) マルチスライス画像再構成のための方法及び装置
US20070071159A1 (en) Methods and apparatus for reconstructing thick image slices
JP2006527618A (ja) 余剰な測定値を使用するコンピュータ断層撮影法
US20030171665A1 (en) Image space correction for multi-slice helical reconstruction
US10049468B2 (en) Image reconstruction for computed tomography
US7173996B2 (en) Methods and apparatus for 3D reconstruction in helical cone beam volumetric CT

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed
RD2N Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report)

Effective date: 20080513

PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20100101