NL193977C

NL193977C - Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem voor meervoudige schijven.

Info

Publication number: NL193977C
Application number: NL9201325A
Authority: NL
Inventors: David Ruimi; Ehud Dafni
Original assignee: Picker Medical Systems Ltd
Priority date: 1991-07-24
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 2001-04-03
Also published as: JPH05184563A; US6118839A; NL9201325A; NL193977B; IL98945A0; FR2679435A1; DE4224249A1; FR2679435B1

Description

1 193977

Gecomputeriseerd tomografie CT-aftastsysteem voor meervoudige schijven

De uitvinding betreft een gecomputeriseerde tomografie(CT)-aftastsysteem omvattende - een stellage, 5 - een bed voor het dragen vein een af te tasten voorwerp binnen een opening in de stellage, - een róntgenstralingsbron gemonteerd op de stellage, - een röntgenstralingsdetectorarray aan een kant van het voorwerp tegenover de róntgenstralingsbron, - middelen voor het draaien van de róntgenstralingsbron in de array rondom het voorwerp, - waarbij de detectorarray meervoudige rijen van zich axiaal uitstrekkende detectoren omvat voor gelijktij-10 dige detectie vein de röntgenstralen, die meervoudige vlakke secties van het voorwerp hebben doorlopen om daardoor tegelijkertijd beeldintensiteitsgegevens uit de meervoudige vlakke secties te verkrijgen.

Een dergelijk systeem is bekend uit Nederlandse octrooiaanvrage NL-A-9001259.

CT-systemen produceren vlakke beelden langs denkbeeldige sneden door een voorwerp. Elke snee wordt als ’’schijf’ aangeduid. Aftastinrichtingen omvatten een röntgenstraalbron, die rondom een denkbeel-15 dige as door een voorwerp draait. De röntgenstralen treffen, nadat zij door het voorwerp zijn gepasseerd, een tegenoverliggende array detectoren, die eveneens ronddraaiend kan zijn. Gegevens voor de reconstructie van een enkel beeld omvatten een groep aanzichten die corresponderen met verschillende projectie-hoeken, waarbij elk aanzicht door detectorelementen gemeten stralingsintensiteitsgegevens omvat

Een CT-onderzoek van een voorwerp voor het verkrijgen van opeenvolgende vlakke beelden volgens de 20 stand van de techniek omvat de volgende stappen: 1. De patiënt wordt op het bed in een CT-stellage gelegd.

2. Het aftasten van de patiënt. Het aftasten omvat het ronddraaien van de róntgenstralingsbron rondom het voorwerp en het verwerven van stralingsintensiteitsgegevens per detectorelement per draaiboek van de röntgenstraalbron.

25 3. Het reconstrueren van het beeld. Optionele weergave, archivering en/of opslag.

4. Verplaatsing van het bed naar de positie van de volgende schijf.

Stappen 2-4 worden herhaald zolang meer schijven zijn vereist. Stap 3 kan parallel met stappen 2 en 4 verlopen, maar stap 4 moet na stap 2 plaatsvinden. Stap 4 omvat versnelling en afremming van het bed, omdat het bed gedurende de aftasting stil moet staan, wanneer opeenvolgende vlakke beelden worden 30 verworven. Stap 2 kan versnelling en afremming van de stellage naar de geschikte draaisnelheid omvatten. Stellageversnelling en -afremming kan echter worden omzeild door gebruik te maken van een continue rotatie aftastinrichting, zoals bijvoorbeeld door middel van slip-ring technologie wordt verschaft.

Een alom tegenwoordig probleem dat in CT-systemen wordt aangetroffen is, dat warmte in de röntgen-stralingsbron wordt opgebouwd naarmate meer aftastingen worden uitgevoerd. In systemen volgens de 35 stand van de techniek moeten, wanneer de aftastsnelheid zodanig is dat de warmteopbouwsnelheid groter is dan de koelsneiheid van de röntgenstralingsbron en de róntgenstralingsbron zich aan de grenzen van de toelaatbare opgeslagen warmte bevindt, verdere aftastingen worden vertraagd. De uitvinding van de bovengenoemde octrooiaanvrage verbetert de toepassing van de röntgenstralingsbron, omdat die octrooiaanvrage een CT-aftastinrichting mogelijk maakt die tegelijkertijd meervoudige vlakke schijven van het 40 voorwerp gedurende één enkele röntgenbestraling aftast en het daarom minder waarschijnlijk is dat onbeheersbare warmteopbouw optreedt.

Andere problemen treden op met de CT-aftastinrichtingen volgens de stand van de techniek die worden gebruikt om een reeks vlakke beelden te verkrijgen. De op elkaar volgende aard van het hierboven beschreven aftastproces duurt bijvoorbeeld net zo lang als dat het voorwerp wordt afgebeeid. Hoe langer de 45 doorvoertijd hoe groter het ongemak voor de patiënt. De bedversnelling en -afremming dragen bij aan het ongemak van de patiënt. Voorts wordt van de patiënt verlangd, dat hij zijn ademcyclus aanpast aan de aftastsnelheid teneinde door de beweging veroorzaakte beeldartefacten te reduceren. Bij een langere onderzoeksduur is de ademcontrole moeilijker hetgeen resulteert in meer patiëntbeweging, zowel gedurende aftastingen als tussen aftastingen. Bewegingen van de patiënt, vrijwillig en onvrijwillig, tussen aftastingen 50 verminderen de herhaalbaarheid, die is gewenst tussen opeenvolgende schijven, in het bijzonder worden schuin-herrangschikken en 3-D beelden die uit reeksen vlakke beelden worden gevormd negatief beïnvloed.

Om deze problemen te overwinnen zijn schroefvormige of spiraalvormige aftastsystemen onderzocht en ontwikkeld. Dit soort aftasten wordt in de volgende literatuurplaatsen beschreven: 1. US-A-3.432.657 (1969); 55 2. US-A-4.630.202 (1986); 3. US-A-4.789.929 (1988); 4. W.A. Kalander, P. Vock en W. Seissler in: ’’Advances in CT" (Springer-Verlag, Berlijn, Heidelbeig 1990, 193977 2 biz. 55-64); 5. C.R. Crawford en H.F. King, Med. Phys. 17(6), (1990), biz. 967-982 en de daarin opgenomen referenties.

In essentie wordt met schroefvormige aftastinrichtingen het voorwerp continu afgetast, terwijl de stellage 5 meervoudige rotaties rondom het voorwerp maakt en het bed ten opzichte van de stellage langs de rotatieas wordt bewogen tegelijkertijd met de rotatie. Beelden van opeenvolgende schijven worden gereconstrueerd uit groepen aanzichten onder gebruikmaking van welbekende reconstructie-algorithmen.

In overeenstemming daarmee is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om de problemen van de stand van de techniek, die in het algemeen gelden voor CT-aftastingen en in het bijzonder voor schroefvor-10 mige aftastingen gelden, te overwinnen.

Een daaraan gekoppelde doelstelling van de onderhavige uitvinding is om de schroefvormige aftast-systemen volgens de stand van de techniek te verbeteren.

Deze doelstellingen worden bereikt met een gecomputeriseerd tomografie(CT)systeem van de bij aanhef gedefinieerde soort, waarbij dat het CT-aftastsysteem verder omvat; 15 - middelen om een relatieve beweging in een axiale richting tussen de stellage en het voorwerp tot stand te brengen gedurende de aftasting, zodat de beeldintensiteitsgegevens door de detectorarray worden verkregen, terwijl de röntgenstralingsbron rondom het voorwerp draait gedurende de relatieve beweging langs de axiale richting teneinde een schroefvormige aftasting te verschaffen met continu andere bed-posities ten opzichte van de bron en ten opzichte van de detectorarray, waarbij de beeldintensiteits-20 gegevens door naburige detectoren op dezelfde stellagehoek of op stellagehoeken die met een integer veelvoud van elkaar verschillen op selectieve wijze worden verkregen, - middelen voor het verkrijgen van beeldgegevens, omvattende middelen voor het bewerken van ten minste een gedeelte van de verkregen beeldintensiteitsgegevens als functie van zowel de bedpositie als de axiale positie van de detectoren en 25 - middelen voor het reconstrueren van beelden uit de beeldgegevens.

Onder dezelfde hoekpositie wordt hier ook verstaan modulo 180° en wordt uiteraard ook elke ’’offset” begrepen.

De bovengenoemde en andere doelstellingen en kenmerken van de onderhavige uitvinding zullen het beste 30 worden begrepen in het licht van de nu volgende beschrijving onder verwijzing naar de tekeningen, waarin: figuur 1 een schetsblokschema van een aftastinrichting volgens de onderhavige uitvinding is, figuur 2 schematisch detectoren illustreert die zich in de axiale of z-richting uitstrekken om het verwerven van gegevens voor meervoudige schijven gedurende één enkele omwenteling mogelijk te maken, figuur 3 het gebruik van meervoudige brandpunten illustreert en van meervoudige detectoren die zich in 35 de z-richting uitstrekken teneinde de per omwenteling verworven schijfgegevens te vergroten, figuur 4 een schroefvormige aftastinrichting volgens de stand van de techniek weergeeft, figuur 5 de schroefvormige aftastinrichting volgens de onderhavige uitvinding toont met meervoudige zich in de z-richting uitstrekkende detectoren, figuur 6a grafisch en schematisch de in een schroefvormige aftastinrichting volgens de stand van de 40 techniek verworven gegevens illustreert als de stellage ronddraait en het voorwerp zich verplaatst per omwenteling, figuur 6b grafisch en schematisch de in de schroefvormige aftastinrichting volgens de uitvinding verworven gegevens illustreert als de stellage ronddraait en het voorwerp zich verplaatst per omwenteling, figuur 7 grafisch de effectieve schijfbreedte per nominale schijfbreedte ten opzichte van de voorwerp-45 verpiaatsingssnelheid toont voor verschillende hoeveelheden rijen, figuur 8 grafisch en schematisch de in de schroefvormige aftastinrichting volgens de uitvinding verworven gegevens toont, wanneer meervoudige per omwenteling verworven schijven in één enkele schijf worden gecombineerd en figuur 9 grafisch schijfgevoeligheidsprofielen toont als functie van de positie langs de z-as voor verschil-50 lende hoeveelheden rijen detectorelementen.

Figuur 1 is een algemene afbeelding van een derde generatie (omwentelings-omwentelings) aftastinrichting 10 die een röntgenstralingsbron 12 omvat gemonteerd op een stellage 14. Een af te tasten voorwerp 16 wordt gedragen door een bed 18. Waaiervormige röntgenstralen, die zich langs een vlakke sectie door het 55 voorwerp 16 voortplanten, worden door de detectorarray 13 gedetecteerd.

Een carthesisch coördinatenstelsel 15 wordt in figuur 1 gedefinieerd. Daarin ligt de z-as langs een denkbeeldige longitudinale as, die de omwentelingsas van de stellage is. Deze kan samenvallen met de 3 193977 longitudinale as door het voorwerp. De y-as ligt langs een rechte lijn vanuit röntgenstralingsbron 12 naar het omwentelingscentrum van de stellage 14. De x-as staat loodrecht op beide bovengenoemde assen. Terwijl de stellage 14 rondom de z-as draait, draait het coördinatenstelsel 15 ten opzichte van een stilstaande omgeving.

5 In overeenstemming met de voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat detector-array 13 meervoudige detectorelementen, zoals detectorelementen 11a en 11b, die in meervoudige rijen zijn opgesteld. Bij wijze van voorbeeld zijn twee rijen in figuur 1 getoond en aangeduid met de letters a en b.

Het aantal rijen kan echter groter dan 2 zijn. Detectorelementen 11 van elke rij detecteren de röntgenstralen, die zich door de meervoudige vlakke secties in voorwerp 16 hebben voortgeplant. De in figuur 1 10 geïllustreerde inrichting wordt een CT-aftastinrichting voor meervoudige schijven genoemd.

Figuur 2 is een schematisch aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens figuur 1. In deze uitvoeringsvorm zijn er twee rijen detectorelementen 11 in detectorarray 13. Eveneens heeft de röntgenstralingsbron 12 in deze uitvoeringsvorm een enkel brandpunt langs de z-as, zoals getoond in het coördinatenstelsel 15'. Twee vlakke secties van het voorwerp 16, schijf A en schijf B, worden 15 tegelijkertijd afgetast. Röntgenstralen uit röntgenstralingsbron 12 worden door middel van collimatoren 28 en 30 gecollimeerd, zodat zij zich door het voorwerp 16 door de naast elkaar gelegen vlakke secties, aangegeven als schijf A en schijf B, voortplanten en zij worden door de detectorarray-elementen 11 in met letters a, respectievelijk b aangeduide rijen, gedetecteerd.

Figuur 3 is een schematisch aanzicht van een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens 20 figuur 1. In deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zijn n rijen detectorelementen in detectorarray 13 getoond, waarbij n een integer is die gelijk is aan of groter Is dan 2. De röntgenstralingsbron in figuur 3 maakt gebruik van meervoudige brandpunten die ten opzichte van elkaar langs de z-as zijn geplaatst. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 worden n vlakke secties van het voorwerp 16 tegelijkertijd gedurende één enkele omwenteling afgetast.

25 Expliciete voor figuur 3 getoonde waarden zijn n=4 en twee brandpunten. Röntgenstralen uit röntgenstralingsbron 12 worden door collimatorgroepen 32 en 30 gecollimeerd, zodat zij zich door het voorwerp 16 door vier vlakke, als schijven A, B, C en D aangeduide secties voortplanten en door detectorarrayelementen 11 in met letters a, b, c, respectievelijk d aangeduide rijen, worden gedetecteerd.

Terugkerend naar figuur 1 worden de diverse bewerkingen van het gecomputeriseerde tomografie(CT)-30 aftastsysteem bestuurd door middel van middelen zoals de systeembesturingsschakeling 22. Zo bestuurt de schakeling 22 onder andere de werking van het omwentelingssysteem 24 van de stellage 14. Meer in het bijzonder draait de stellage 14 met de röntgenstralingsbron 12 rondom de z-as, welke wordt gevoed en bestuurd door het stellagerotatiesysteem 24, terwijl röntgenstralingsbron 12 wordt gevoed door een hoogspanningsvoeding 26. Het voorwerp 16 is binnen een opening van de stellage 14 geplaatst door middel 35 van een bedbewegingsbesturingssysteem 27.

De stralingsintensiteit na de voortplanting door het voorwerp 16 wordt gedetecteerd door de detectorarray 13 en verzameld door gegevensverwervingsschakeling 25. Stralingsintensiteitsgegevens uit de zich door het voorwerp 16 voortplantende stralen over een gebied van ten minste 180° in het vlak van de stellage omwenteling, worden gebruikt om een beeld te reconstrueren met behulp van een beeldreconstructie-40 schakeling 29 en een beeldgeheugen 31. Weergeefeenheid 33 wordt gebruikt om het gereconstrueerde beeld af te beelden.

In overeenstemming met een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan het voorwerp 16 door middel van het bed 18 onder de besturing van het bedbewegingssysteem 27 tegelijkertijd met de steiiageomwenteling worden bewogen, zodat de z-positie van het voorwerp 16 met de rotatiehoek van de 45 stellage 14 is gesynchroniseerd. De bewegingsrichting van het voorwerp 16 kan langs de z-as zijn of op schuine hoeken ten opzichte van het omwentelingsvlak van de stellage 14, dat wil zeggen het x-y-vlak. Voorts kunnen in deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding de ronddraaiende gedeelten van de stellage 14 continu ronddraaien gedurende enkele complete omwentelingen, zoals mogelijk is met slip-ringconstructie. De hierboven beschreven inrichting is in het bijzonder bruikbaar voor het uitvoeren van 50 schroefvormige aftastingen.

Figuur 4 illustreert de schroefvormige aftastingen van CT-systemen volgens de stand van de techniek.

Het voorwerp 16 beweegt langs de z-as, terwijl de röntgenstralingsbron 12 rondom het voorwerp draait De waaiervormige röntgenstralingsbundels worden door de detectorarray 34 gedetecteerd, die een enkele rij detectorelementen 11 omvat. De röntgenstralingsbundel beschrijft feitelijk een spiraal langs zijn pad rondom 55 het voorwerp 16.

Het FWHM van het schijfgevoeligheidsprofie! voor een aftasting met stilstaand bed onder de gegeven condities wordt hierna aangeduid als de nominale schijfbreedte. Het FWHM van het schijfgevoeligheids- 193977 4 profiel van de schroefvormige aftasting wordt hieronder aangeduid als de effectieve schijfbreedte. Het is gewenst om een effectieve schijfbreedte te hebben die zo gelijk mogelijk is aan de nominale schijfbreedte. Schroefvormige aftastingen neigen er echter toe om een effectieve schijfbreedte te hebben die groter is dan de nominale schijfbreedte. Oe effectieve schijfbreedte wordt minder als de relatieve beweging van het 5 voorwerp 16 vermindert. Aan de andere kant is het gewenst voor de relatieve beweging van het voorwerp 16 om zo groot mogelijk te zijn teneinde een groot volume in een korte tijd af te tasten.

Figuur 5 illustreert schroefvormige aftastingen die op de hierboven beschreven CT-aftastinrichting voor meervoudige schijven worden uitgevoerd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding. Voor de eenvoud illustreert figuur 5 het geval van twee rijen detectorelementen 11 die zich in de z-richting uitstrek· 10 ken. In figuur 5 vormt de waaiervormige bundel die de met letter ”a" aangeduide rij treft een denkbeeldige of effectieve spiraal ”c” rondom het voorwerp 16, terwijl de waaiervormige bundel, die de met letter "b” aangeduide rij treft, een denkbeeldige spiraal ”d” rondom het voorwerp 16 vormt. Spiraal c en spiraal d zijn met elkaar vervlochten. Het is duidelijk uit figuur 5, dat in het algemene geval van n rijen detectorelementen 11 in detectorrij 13 er n vervlochten spiralen zijn.

15 In overeenstemming met een voorkeursuitvoeringsvorm van een systeem onder gebruikmaking van de hierboven beschreven inrichting, wordt de nominale schijfbreedte beschouwd als de schijfbreedte die bij een aftasting met een stilstaand bed wordt verkregen onder gebruikmaking van elke rij detectorelementen 11 voor een enkele schijf. Dit is de mode waarin meervoudige schijven worden verworven bij één enkele aftasting. Schroefvormige aftastbeeldreconstructie omvat interpolatie van door detectorelementen 11 in twee 20 verschillende rijen bij verschillende relatieve voorwerpposities gemaakte metingen.

Figuren 6a en 6b illustreren grafisch de stellagehoek ten opzichte van de voorwerppositie in de stand van de techniek en in het systeem volgens figuur 5, wanneer dit in de direct hierboven beschreven mode wordt gebruikt, en meer in het bijzonder illustreren zij bepaalde voordelen van het schroefvormige aftastsysteem voor meervoudige schijven. Het aantal rijen n van detectorelementen 11 in detectorarray 13 is bij wijze van 25 voorbeeld in figuur 6b gelijk aan n=2. Bijgevolg kunnen gegevens van dezelfde kwaliteit door de systemen volgens figuren 4 en 5 worden verkregen waarbij de snelheid van beweging van het voorwerp in figuur 6b twee maal zo groot als in figuur 6a. Aldus is het met een systeem voor meervoudige schijven mogelijk om een langere sectie van het voorwerp binnen een bepaalde tijd af te tasten. Op alternatieve wijze wordt, indien de beide systemen worden gebruikt met dezelfde voorwerpsnelheden, een meervoudige hoeveelheid 30 gegevens van het voorwerp 16 verworven onder de gebruikmaking van het systeem volgens figuur 5 ten opzichte van de hoeveelheid gegevens die met het systeem volgens de stand van de techniek worden verworven (figuur 4). Aldus geeft het systeem volgens figuur 5 bij dezelfde voorwerpsnelheid als in het systeem volgens figuur 4 beelden van een hogere kwaliteit.

In figuren 6a en 6b zijn de segmenten van de schroefvormige aftasting, waarin bruikbare gegevens 35 worden verkregen om beelden over 360° te reconstrueren, schematisch getoond met vette lijnen en schematisch getoond als segmenten van spiralen. Het is duidelijk, dat met het systeem volgens figuur 5 bij benadering twee maal zo veel bruikbare gegevens kunnen worden verworven ten opzichte van de met het systeem volgens figuur 4 te verwerven gegevens.

Zoals is geïllustreerd in figuur 6a worden voor een reconstructie over 360° gegevens uit het detector-40 element in diens voorafgaande positie van 0 tot 180° en in diens komende positie van -180 tot 0° geïnterpoleerd (gewogen interpolatie) met de schijfgegevens die worden afgebeeld om de gegevens in gegevens voor een enkel vlak te herrangschikken. Figuur 6b illustreert dat met de schroefvormige aftasting voor meervoudige schijven meer gegevens worden verworven. De verworven gegevens omvatten gegevens uit het detectorelement dat wordt gebruikt voor het verwerven van schijf B in diens voorafgaande positie van 45 0 tot 180° en in diens komende positie van -180 tot 0° geïnterpoleerd (gewogen interpolatie) met de gegevens van het detectorelement dat schijf A afbeeldt.

Figuur 7 illustreert de verhouding van de effectieve schijfbreedte ten opzichte van de nominale schijfbreedte als functie van de snelheid van het voorwerp 16 in het geval van lineaire interpolatie. De vette doorgetrokken lijn representeert de schroefvormige systemen volgens de stand van de techniek, zoals 50 getoond in figuur 4. De dunne doorgetrokken lijn representeert het systeem volgens de uitvinding voor tweevoudige schijven, zoals geïllustreerd in figuur 5 en de gestippelde lijn representeert een schroefvormig systeem voor drievoudige schijven.

Figuur 7 geeft aan dat met een CT-aftastinrichting voor meervoudige schijven een hogere snelheid van het voorwerp 16 mogelijk is dan met een CT-aftastinrichting voor een enkele schijf met hetzelfde of zelfs 55 een verbeterd schijfgevoeligheidsprofiel. Daarom kan met CT-aftasting voor meervoudige schijven een bepaald volume van het voorwerp 16 in een kortere tijd worden afgetast. In het bijzonder is met een CT-aftastinrichting voor n schijven met een snelheid van het voorwerp 16 van n nominale schijfbreedten per 5 193977 omwenteling van de röntgenstralingsbron 12 de effectieve schijfbreedte hetzelfde als voor een CT*aftastinrichting voor een enkele schijf met een snelheid van het voorwerp 16 van één nominale schijfbreedte per omwenteling van de röntgenstralingsbron 12 wordt verkregen.

In overeenstemming met een andere voorkeursuitvoeringsvorm van het systeem onder gebruikmaking 5 van de CT-aftastinrichting voor meervoudige schijven zoals hierboven beschreven, wordt de nominale schijfbreedte beschouwd als de schijfbreedte verkregen bij een aftasting met een stilstaand bed onder gebruikmaking van gegevens van meervoudige rijen detectorelementen 11 samengenomen voor een enkelvoudige gecombineerde schijf. Beeldreconstructie omvat interpolatie van tegelijkertijd met de detectorelementen van m naburige rijen gemeten gegevens en de tegelijkertijd of op een ander tijdstip door 10 een ander detectorelement van één van de m rijen van een naburige rij gemeten gegevens; waarbij m een integer waarde is die groter is dan 1 en kleiner is dan of gelijk is aan n, waarin n het aantal rijen detectorelementen 11 in de detectorarray 13 is.

Figuur 8 illustreert bijvoorbeeld grafisch de stellagehoek ten opzichte van de positie van het voorwerp 16 in het systeem volgens figuur 5, gebruikt op de hierboven beschreven wijze. Het aantal rijen detector-15 elementen 11 in de detectorarray 13 en het aantal naburige rijen dat bij de reconstructie wordt gebruikt is expliciet ingesteld op n=m=2. Aldus worden de gegevens van twee rijen detectorelementen gebruikt als de gegevens voor een gecombineerde schijf. In figuur 8 worden de segmenten van de schroefvormige aftastingen waaruit bruikbare gegevens worden verkregen om een afbeelding over 360° te reconstrueren schematisch getoond met vette lijnen en schematisch geïllustreerd door secties van spiralen. Aldus toont 20 figuur 8 dat beide schijven A en B worden verworven. Gegevens uit het detectorelement dat schijf B In diens vorige positie van 0 tot 180° afbeeldt en gegevens uit het detectorelement dat schijven A in diens navolgende positie van -180 tot 0° verwerft worden geïnterpoleerd met de gegevens uit het detectorelement dat schijven A en B verwerft. Vervolgens worden de gegevens gebruikt om een enkelvoudig beeld te verschaffen.

25 Figuur 9 toont verschillende schijfgevoeligheidsprofielen, die ieder worden verkregen in overeenstemming met het ontwerp van figuur 8 met een verschillend aantal n rijen detectoren. De effectieve schijfbreedte die hierboven wordt besproken is het FWHM van de curven in figuur 9. Voor de eenvoud wordt een lineair interpolatieschema tussen metingen bij dezelfde stellagehoek en een voorwerpsnelheid van één nominale schijfbreedte per omwenteling van de röntgenstralingsbron 12 aangenomen. Figuur 9 toont grafisch dat het 30 schijfgevoeligheidsprofiel nauwer wordt als het aantal rijen n detectorelementen toeneemt.

Figuren 6-9 illusteren ten behoeve van de eenvoud een lineair interpolatieschema tussen metingen bij dezelfde stellagehoek en een constante bedsnelheid. Diegenen die bekend zijn met de techniek van gecomputeriseerde tomografie zullen begrijpen, dat er een voordeel is in gelegen om de hierboven beschreven uitvoeringsvormen te gebruiken in plaats van die volgens de stand van de techniek voor bijna 35 elk interpolatieschema en/of bedsnelheidsschema.

Terugkerend opnieuw naar figuur 1 omvat, in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, een andere voorkeursuitvoeringsvorm die gebruik maakt van de CT-aftastinrichting voor meervoudige schijven, zoals hierboven beschreven, de mogelijkheid tot continue meervoudige omwentelingen van de CT-aftastinrichting voor meervoudige schijven rondom het voorwerp 16, maar deze vereist geen gelijktijdige 40 beweging van het voorwerp 16. In overeenstemming met deze uitvoeringsvorm worden intensiteitsgegevens voor röntgenstralen uit de röntgenstralingsbron 12, die zich door diverse vlakke secties door het voorwerp 16 hebben voortgeplant, tegelijkertijd gemeten gedurende diverse op elkaar volgende omwentelingen van de stellage 14, terwijl het bed 18 op zijn plaats blijft. Gegevens gemeten bij dezelfde stellagehoek met hetzelfde detectorelement 11 worden gemiddeld en gebruikt bij de reconstructie teneinde meervoudige 45 beelden te verkrijgen, die het statistische niveau van een langdurige bestraling hebben, maar die in het algemeen vrij zijn van bewegingsgerelateerde artefacten.

Het voordeel van deze uitvoeringsvorm boven de stand van de techniek is, dat meervoudige vlakke secties van het voorwerp 16 tegelijkertijd worden afgetast teneinde meervoudige beelden te verkrijgen.

Aldus vermindert tegelijkertijd-aftasten de onderzoekstijd, waardoor de toegenomen tijd wordt geneutrali-50 seerd en de toegenomen belasting door de röntgenstralingsbron 12 die met meervoudige omwentelingsaf-tastingen is verbonden wordt gecompenseerd.

Op alternatieve wijze, in nog weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding, worden de gegevens uit naburige vlakke secties van de meervoudige vlakke secties, die tegelijkertijd gedurende één omwenteling van de stellage zijn gemeten, gemiddeld en worden enkelvoudige 55 beelden gereconstrueerd in overeenstemming met de vlakke secties met althans nagenoeg de gecombineerde breedte van de individuele meervoudige vlakke secties, die in het algemeen vrij zijn van deelvolume-artefacten.

Claims

193977 6 Tenslotte kunnen de twee direct hierboven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen worden gecombineerd om een CT-aftastsysteem te vormen, waarin enkelvoudige beelden, die in het algemeen vrij zijn van bewegings- en deelvolumeartefacten, worden gereconstrueerd uit gemiddelde meervoudige vlakke sectiegegevens die bij meervoudige stellage omwentelingen zijn verworven.

1. Gecomputiseerd tomografie(CT)-aftastsysteem omvattende: - een stellage, - een bed voor het dragen van een af te tasten voorwerp binnen een opening in de stellage, 20. een róntgenstralingsbron gemonteerd op de stellage, - een röntgenstralingsdetectorarray aan een kant van het voorwerp tegenover de róntgenstralingsbron, - middelen voor het draaien van de róntgenstralingsbron in de array rondom het voorwerp, - waarbij de detectorarray meervoudige rijen van zich axiaal uitstrekkende detectoren omvat voor gelijktijdige detectie van de röntgenstralen, die meervoudige vlakke secties van het voorwerp hebben 25 doorlopen om daardoor tegelijkertijd beeldintensiteitsgegevens uit de meervoudige vlakke secties te verkrijgen, met het kenmerk, dat het CT-aftastsysteem verder omvat: - middelen om een relatieve beweging in een axiale richting tussen de stellage en het voorwerp tot stand te brengen gedurende de aftasting, zodat de beeldintensiteitsgegevens door de detectorarray worden verkregen, terwijl de röntgenstralingsbron rondom het voorwerp draait gedurende de relatieve beweging 30 langs de axiale richting teneinde een schroefvormige aftasting te verschaffen met continu andere bedposities ten opzichte van de bron en ten opzichte van de detectorarray, waarbij de beeldintensiteitsgegevens door naburige detectoren op dezelfde stellagehoek of op stellagehoeken die met een integer veelvoud van elkaar verschillen op selectieve wijze worden verkregen, - middelen voor het verkrijgen van beeldgegevens, omvattende middelen voor het bewerken van ten 35 minste een gedeelte van de verkregen beeldintensiteitsgegevens als functie van zowel de bedpositie als de axiale positie van de detectoren en - middelen voor het reconstrueren van beelden uit de beeldgegevens.

2. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het bewerken van ten minste een gedeelte van de verkregen beeldintensiteitsgegevens middelen 40 omvatten voor het herrangschikken van de beeldintensiteitsgegevens in enkelvoudige vlakke gegevens en - de middelen voor het herrangschikken middelen omvatten voor het interpoleren tussen de beeldintensiteitsgegevens die door een detectorelement in een eerste rij op een gegeven bedpositie en stellagehoek zijn verkregen en gegevens die door een ander detectorelement in een tweede rij naast het detectorelement in de eerste rij op de gegeven bedpositie en bij de stellagehoek of op verschillende 45 bedposities en bij stellagehoeken die een integer veelvoud van elkaar verschillen zijn verworven.

3. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de intensiteitsgegevens door een detectorelement in een axiaal gezien naburig exemplaar van de meervoudige rijen bij de gegeven stellagehoek of bij een stellagehoek die met een integer veelvoud van verschilt, worden verkregen, 50. de middelen voor het bewerken van ten minste een gedeelte van de verkregen beeldintensiteits gegevens middelen omvatten voor het herrangschikken van de beeldintensiteitsgegevens in gegevens van een enkelvoudig vlak, waarbij de gegevens van een enkelvoudig vlak worden verkregen door het interpoleren van ten minste een gedeelte van de beeldintensiteitsgegevens en - de middelen voor het herrangschikken middelen omvatten voor het interpoleren tussen beeld-55 intensiteitsgegevens die tegelijkertijd op een gegeven bedpositie door detectorelementen worden verworven in elk van de meervoudige rijen en bij een gegeven stellagehoek.

4. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de detectorrij rondom het 7 193977 voorwerp draait tezamen met de röntgenstralingsbron.

5. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de detectorarray stilstaat.

5 Deskundigen van röntgenstralingsdetectie zullen begrijpen, dat de onderhavige uitvinding niet is beperkt tot een speciale detectorarray, maar eerder tot elke inrichting die de intensiteit en de positie van de röntgenstralen bepaalt. In het bijzonder kan de detectorarray 13 meervoudige detectorelementen omvatten, meervoudig gesegmenteerde detectorelementen, een array van enkelvoudige detectoren of een continu medium dat reageert op röntgenstralen en dat eveneens positie uitlezingen verschaft.

6. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de detectorarray nuteert.

7. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de detectormiddelen diverse 5 enkelvoudige detectorelementen omvatten.

8. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftast$ysteem volgens conclusie 1, waarin de detectormiddelen gesegmenteerde detectorelementen omvatten.

9. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de röntgenstralingsbron een enkel brandpunt heeft.

10. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de röntgenstralingsbron diverse brandpunten heeft.

10 Hoewel de uitvinding hier is beschreven onder verwijzing naar speciale uitvoeringsvormen is de uitvinding niet beperkt tot de specifieke uitvoeringsvormen die hierboven zijn beschreven maar alleen door de omvang van de bijgevoegde conclusies.

11. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de middelen voor reconstructie van beelden in overeenstemming met enkelvoudige vlakke secties, een zodanige bedsnelheid mogelijk maken, dat meer dan één vlakke sectiebreedte wordt verworven door de detectorelementen per 15 enkele omwenteling van de röntgenstralingsbron.

12. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het bewerken van ten minste een gedeelte van de verkregen beeldintensiteitsgegevens middelen omvatten voor het herrangschikken van de beeldintensiteitsgegevens in gegevens van een enkelvoudig vlak, 20. de middelen voor het reconstrueren middelen omvatten voor het interpoleren van ten minste een gedeelte van de beeldintensiteitsgegevens als functie van zowel de bedpositie als de positie van de detectoren, - middelen voor het verwerven van de beeldintensiteitsgegevens door naburige detectoren bij dezelfde —stellagehoek, en 25. de middelen voor het interpoleren bewerkingen uitvoeren tussen gegevens die tegelijkertijd door detectoren in naburige rijen worden verkregen.

13. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 2, waarin de interpolatie tussen gegevens lineair is als functie van de bedpositie.

14. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 2, waarin de interpolatie tussen 30 gegevens niet-lineair is als functie van de bedpositie.

15. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de bedsnelheid althans nagenoeg constant is.

15 Conclusies

16. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, waarin de bedsnelheid variabel is.

17. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, met kenmerk, dat deze verder 35 omvat: - middelen voor het middelen van de beeldintensiteitsgegevens uit de meervoudige vlakke secties, die bij dezelfde stellagehoek gedurende opeenvolgende rotaties van de röntgenstralingsbron zijn gedetecteerd en - middelen voor het reconstrueren van meervoudige beelden die overeenkomen met de tegelijkertijd door 40 de detectorarray gemeten vlakke secties, welke beelden worden gereconstrueerd uit de gemiddelde gegevens, die uit de beeldintensiteitsgegevens zijn verkregen, die gedurende meervoudige rotaties van de röntgenstralingsbron rondom dezelfde meervoudige vlakke secties in het voorwerp zijn verworven.

18. Gecomputeriseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze verder omvat 45. middelen om de röntgenstralingsbron met een althans nagenoeg constante snelheid rondom het voorwerp rond te draaien, - middelen om de gegevens te middelen, die uit naburige vlakke secties zijn ontvangen en - middelen voor het reconstrueren van enkelvoudige beelden in overeenstemming met vlakke secties met althans nagenoeg de gecombineerde breedte van de meervoudige vlakke secties die tezamen zijn 50 genomen.

19. Gecomputiseerd tomografie(CT)-aftastsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze verder omvat 193977 β - middelen om gegevens te middelen, die uit naburige vlakke secties zijn ontvangen en zijn gedetecteerd bij dezelfde stellagehoeken gedurende opeenvolgende omwentelingen van de röntgenstralingsbron en - middelen voor het reconstrueren van enkelvoudige beelden in overeenstemming met vlakke secties met breedten althans nagenoeg gelijk aan de som van de breedten van de naburige secties van de 5 meervoudige vlakke secties en gemiddeld over meervoudige omwentelingen van de stellage. Hierbij 10 bladen tekening