WO2005040635A2 - Vorrichtung und verfahren zur tomographie mit translationsbewegung zwischen objekt und detektor - Google Patents

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WO2005040635A2
WO2005040635A2 PCT/DE2004/002310 DE2004002310W WO2005040635A2 WO 2005040635 A2 WO2005040635 A2 WO 2005040635A2 DE 2004002310 W DE2004002310 W DE 2004002310W WO 2005040635 A2 WO2005040635 A2 WO 2005040635A2
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Nils Schramm
Uwe Engeland
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Forschungszentrum Jülich GmbH
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    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for tomography, in particular for single photon (emission) tomography (SPECT).
  • SPECT single photon (emission) tomography
  • single-photon tomography relates to a method for the three-dimensional representation of radiopharmaceuticals which have been brought into an object.
  • objects In particular, humans, animals, plants or parts thereof as well as inanimate objects can be provided as objects.
  • the radiopharmaceuticals placed in the object emit photons.
  • the device detects and evaluates the photons.
  • the position ie the spatial distribution of the radiopharmaceutical in the object, is obtained as a result of the evaluation.
  • the location of the radiopharmaceuticals in turn allows conclusions to be drawn about the object, for example about a distribution of tissue in the object.
  • a known device for performing a SPECT comprises a gamma camera as a detector and an upstream collimator.
  • the collimator is generally a plate made of a material with a high absorption coefficient and a plurality of channels running perpendicularly through the plate. The provision of the channels ensures that only vertically incident photons are detected and that a spatially resolving measurement is possible.
  • SPECT and positron emission tomography (PET) are instruments for the quantitative display and reconstruction of spatial radiotracer distributions in vivo. In addition to human medicine, these methods can be used in pharmacological and preclinical research to develop and evaluate novel tracer compounds.
  • a hole collimator is used to improve the spatial resolution and sensitivity of SPECT.
  • Hole collimator is characterized by a single hole in the collimator plate through which the photons pass. If the object is closer to the hole collimator than the surface of a gamma camera or a detector, this improves the situation
  • the photons do not only pass perpendicularly through the hole collimator. Instead, they are mapped using a central geometry that advantageously has a magnifying effect. This enables a reconstructed resolution to be achieved which is advantageously significantly smaller than the intrinsic resolution of the detector.
  • a small passage opening or a small hole is provided in a hole collimator, through which the photons pass in order to achieve a good spatial resolution receive.
  • the smaller the hole the fewer photons pass through this hole.
  • Sensitivity is defined as the ratio of the measured count rate to the activity in the object. If the sensitivity becomes too low, SPECT can no longer be carried out.
  • the spatial resolution is also advantageously smaller, so that a compromise between sensitivity and spatial resolution must be found with regard to the hole size.
  • a device with a multi-hole collimator and a detector for detecting photons that pass through the multi-hole collimator are known from the document DE 101 42 421 A1.
  • the collimator therefore has a plurality of through openings.
  • the distribution of the radiopharmaceuticals can be measured with high resolution and with high sensitivity.
  • different distributions of the radiopharmaceuticals in the object are assumed, measurement results are calculated from them, which the assumed distributions would achieve, and the assumed distribution, whose calculated measurement result best matches the measurement result obtained, is selected as the reconstruction result.
  • the camera and collimator rotate around the object for SPECT examinations (R-SPECT).
  • R-SPECT SPECT examinations
  • the detectors are moved around the object at 6 degree intervals on a given radius, so that 60 projections for all detectors for a sequence can be obtained.
  • the rotation radius on which the detectors rotate around the object is relevant as a further parameter for the reconstruction. The latter is constant throughout the measurement.
  • mice In the event that small objects, such as. For example, if mice are examined, it is also possible to rotate them about their axis and to hold the detector (s) and their col- limators stationary.
  • the reading accuracy of such methods is approximately 1 millimeter or 1/10 degree.
  • a large number of projection data is thus obtained through the SPECT examinations.
  • the position of the radiopharmaceuticals in the object can then be determined from the information obtained around the object.
  • Functional statements can then be made from the reconstructed, three-dimensional activity patterns, for example about the blood flow to the heart muscle or the receptor density in the brain.
  • the mechanical system for positioning the detectors is disadvantageous, since the mass of the detectors can be 100 kg and more.
  • the data required from certain organs that are difficult to access can only be obtained under difficult conditions and with poor results.
  • the disadvantageous effect is that the animal is subjected to physiological stress. Furthermore, shifts in soft tissues within the animal have to be compensated for.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for carrying out a tomographic method which is high-resolution and sensitive and with which body regions which are difficult to access can be easily examined.
  • the device has means for forming a translational movement during the method relative between an object to be examined and the detector or detectors (T-SPECT).
  • a translational movement is carried out, in which either the light object through the field of view of the detector or detectors or a translational movement relative to the object carry out.
  • Projection images are recorded at a number of points and combined into a sequence.
  • sequence data on the relative position between the object and the detector, and optionally a rotation radius are recorded at a number of points and combined into a sequence.
  • the object to be examined must also be freely accessible from one side only.
  • the device comprises two detectors, which are aligned, in particular, orthogonally to one another, the object must accordingly be freely accessible from two sides.
  • the detector or detectors can also perform translational movements relative to the object, which is advantageous for applications, in particular for applications in human medicine.
  • a sequence contains the T-SPECT two more parameters per element.
  • tilted holes is particularly advantageous since the object can already be seen by the detector from different directions without complete rotation being carried out. As a result, different viewing angles are obtained, even when using a single detector, and therefore more accurate depth information.
  • all parts of a tomograph that enable a translational movement of the object and or the detector or detectors.
  • the device enables a translational movement between the object to be examined and the detector or detectors with a positioning accuracy of less than 1 millimeter, in particular with an accuracy of less than 0.1 millimeter.
  • this enables high-resolution and highly sensitive tomography with a simplified structure even of body regions that are otherwise very difficult to access.
  • the means further advantageously form translational movements in more than one spatial direction, possibly in all three spatial directions, that is to say in the X, Y and Z directions.
  • the means can be designed in such a way that they carry out a translational movement in all spatial directions simultaneously. This advantageously saves time when positioning the object relative to the detector or detectors.
  • the means are particularly advantageously automatically positionable.
  • a PC can control the translation movement of the means or means, coordinate with the measurement process and, if necessary, also evaluate the information obtained for reconstruction calculations.
  • detectors it is possible to design one or possibly several detectors by suitable means so that the detectors themselves carry out the translation movement. Means are then, for example, detector hardenings which enable the detectors to move in translation. In one embodiment of the invention, the detector or detectors can also carry out rotational movements.
  • a holder for an object to be examined as a means such that it carries out the translation movement.
  • the bracket may include a table that can be moved on rails.
  • the object is moved on the table by three linear axes through the field of view of the detector or detectors.
  • the acceleration of the movement can be implemented so smoothly that tissue displacements in the object play no role.
  • the holder for the object performs a translational movement and the detector or detectors perform a coupled translational and / or even rotational movement.
  • the means that is to say without manually repositioning the detectors or the table.
  • Each projection is saved with the relative position of the object to the detectors and a possible rotation angle and assigned to the projection image.
  • the number of required projection data and the measurement time of a T-SPECT system is nevertheless comparable to that of an R-SPECT system according to the prior art.
  • the time period in which the translation movement is carried out is small compared to the measurement period.
  • the holder for the object to be examined advantageously comprises a 3-axis table or a couch, which can carry out translational movements during the examination method.
  • the table is e.g. B. movably arranged on rails.
  • the object to be examined is on the table.
  • the rails are arranged so that the movement of the object on the table on linear axes is made possible by the field of view of the camera, possibly in all three spatial directions.
  • the holder is particularly advantageously designed to be tiltable.
  • the holder is tilted parallel to the surface of one or more detectors.
  • the orientation of the object to the collimator and the camera can be changed slightly. This gives additional information from a different direction in the projections, which leads to improved depth information.
  • a rotational movement of the holder or of the detector or detectors can thus also consist of a tilting process.
  • the distance between the object and the multi-hole collimator can advantageously be smaller than the distance between the multi-hole collimator and the surface of the detector in order to achieve an enlargement on the detector surface.
  • the device advantageously comprises two detectors which are arranged orthogonally to one another. As a result, both detectors deliver a maximum of different information. A very well reconstructed resolution and a high sensitivity with extremely simple achieved device construction. This reduces costs.
  • the multi-hole collimators have double-conical inward holes.
  • the holes particularly advantageously have a so-called keel-edge design, with an opening angle that is taken into account in the subsequent reconstruction algorithm.
  • Keel-edge holes have a short cylindrical channel between the cones parallel to each other.
  • each hole sees a part or the entire object. All holes together cover the entire volume to be examined in the object.
  • the axes of the holes are particularly advantageous in the axial and / or in the transaxial
  • the algorithm for the reconstruction method works with any multi-pinhole projections and can reconstruct the desired activity distribution from them.
  • the relative position and the relative angle between the object and the detectors are always taken into account, while known reconstruction methods always work with fixed rotation radii.
  • the method according to the invention also takes into account possible changes in position between the object and the detectors.
  • the T-SPECT system according to the invention can also be used in situations in which the object is not accessible from all sides.
  • a detector system which, for. B. comprises two detectors arranged orthogonally to one another, the object must only be able to see from two sides.
  • the patient's upper body can also be circumvented in an ellipse in order to always be as close as possible to the thyroid gland, or only pick up the patient from two sides.
  • T-SPECT examinations with only one detector already provide images whose result in terms of depth information is significantly better than comparable planar images without this information. With two detectors aligned orthogonally to one another, shapes are further equalized and the resolution is increased and further improved depth information is obtained.
  • three detectors in a 120 degree geometry or other configurations can be used. It should be noted that the resolution and sensitivity on the sides facing the detectors is significantly higher than on the sides facing away. Reconstructed resolutions of less than 2 millimeters with average sensitivities of 800 cps / MBq can be achieved.
  • the position between object and detector (s) is changed with an accuracy of less than 1 millimeter, in particular with an accuracy of less than 0.1 millimeter.
  • the measured projections are carried out using an iterative reconstruction algorithm, e.g. B. based on the maximum likelihood expectation maximization (MLEM) processed.
  • MLEM maximum likelihood expectation maximization
  • To determine the system matrix of the imaging system a model based on ray tracing technology is used to determine the imaging function for each voxel of the object volume and each hole. A small area of each hole is scanned from each voxel and, taking into account the absorption in the diaphragm and in the crystal, as well as the imaging geometry, the sensitivity with which each pixel on the detector corresponds is calculated. looking voxel. The half-width of the spot on the detector is determined analogously. These values are pre-calculated in tables and used in the reconstruction program.
  • the translational movement increases the effective volume for which the mapping function is to be calculated, so that the tables are optionally only calculated for a coarser grid and are then determined in the reconstruction by trilinear interpolation for all voxels.
  • Typical values here are voxel edge lengths of 0.3 mm in the object volume and 0.6 mm in the tables.
  • a device for this purpose, comprises a data processing unit, e.g. B. a PC.
  • the PC processes the data and is programmable.
  • a computer program product then enables the method to be carried out in the device.
  • the calculation can be done in the following way:
  • control of the translation movement and / or the reconstruction method can be carried out particularly advantageously on a PC.
  • a weakening correction and an acceleration of the iteration can be carried out by restricting to subsets of projections (ordered subsets).
  • each hole is scanned with rays (preferably 100) from each voxel and the cutting length, ie the length of the material passage in the aperture, is calculated for the photons on their way to the detector.
  • the holes are modeled as a keel-edge shape, i.e. with two double cones and a channel in between. All cuts with the two detector surfaces, the two cone shells and the channel are therefore taken into account.
  • the axis of the hole can be tilted axially and transaxially as desired.
  • the full width at half maximum is estimated via the imaging geometry, it being assumed that map the voxels in a Gaussian shape. This assumption applies to voxels near the center perpendicular to the detector. This is also sufficiently accurate for voxels that are shown at larger angles.
  • the intrinsic resolution of the detector i.e. the resolution without a collimator, is taken into account.
  • look-up tables are created for each.
  • the possible values are indexed there and encoded in one byte (8 bits).
  • the data is then trilinearly interpolated for the object volume from the tables. This can either happen each time the table is accessed or alternatively once for the entire target volume.
  • the tables for the sensitivity and half-width values for all diaphragms and holes as well as the projection and measurement data containing the position and the angle of the object or detector are loaded.
  • a starting object e.g. cylinder homogeneously filled with radiopharmaceuticals
  • a starting object is determined and selected as the first object volume and an iteration is carried out.
  • the iterations are stopped when the desired result is achieved.
  • the algorithm guarantees that the likelihood function is increased with every step, i.e. the The probability that the calculated object volume has generated the measured projections always increases.
  • the iterations can only be applied to a subset. For example, 60 projections are divided into 12 groups of 5 projections each and sub-iterations with only 5 projections each. As a result, corrections are carried out more frequently and the object volume therefore approaches the end result more quickly.
  • the number and size of the groups can be varied, in particular it is advantageous to make the number of groups smaller in later iterations, so that towards the end of the reconstruction, more and more projections simultaneously contribute to the correction values.
  • the result can be improved even further by orthogonal permutation of the groups.
  • FIG. 1 The basic structure of a device with two orthogonally aligned detectors, each consisting of a multi-hole collimator 2, 5 and the detector surface of the gamma camera 3, 6 is illustrated in FIG. 1.
  • the object 1 is closer to the multi-hole collimators 2, 5 than the detector surfaces 3, 6.
  • the multi-hole collimators 2, 5 have holes which open into the collimator 2, 5 in a funnel shape from both sides (not shown), so as to allow diagonally incident photons to pass through the holes. Two holes (without reference numerals) are shown for each collimator, through which the photons 8 pass.
  • the holes are designed in a keel-edge shape. Photons 8 emerging from the object pass through the holes of the collimators 2, 5 in the direction of the detector surfaces 3, 6. The object 1 is thus reproduced enlarged on the detector surface 3, 6.
  • FIG. 2 shows coronal (upper row) and sagittal sections (lower row) of a phantom (a), a reconstruction with only one detector and one hole in the aperture (b) and with one detector and seven holes (c ).
  • the numbers in the phantom are a measure of the activity in the hot spots.
  • the Phantom is a homogeneously filled cylinder with rounded caps that contains 12 hot springs with increased activity.
  • the coronal sections give better results because the detector is directed perpendicularly to this plane and thus contains maximum information.
  • depth information is missing, since the one hole only sees the phantom from exactly one side.
  • the sagittal section is therefore distorted and individual points are difficult to resolve in the sagittal direction.
  • sources from other planes shine through through the sagittal direction.
  • FIG. 3 shows reconstructions of the same phantom as that in FIG. 2. All images of FIG. 3 were taken with the same 7-hole aperture, but with a different number of detectors. For comparison, FIG. 3 (a) shows the result with conventional R-SPECT, represented by the rotation symbol.
  • FIG. 3 (a) shows the coronal and sagittal sections known from FIG. 2 (c) with only one detector.
  • Figures 3 (c) to 3 (e) show corresponding coronal and sagittal sections with two orthogonally aligned (Fig. 3 (c)), with three at 120 ° to each other (Fig. 3 (d)) and with four detectors aligned at 90 ° to each other.
  • the devices according to the invention can thus be adapted.
  • the same number of projections was used for the T-SPECT recordings, ie 60 projections were recorded with one detector, 30 projections with two detectors, 20 with three and 15 with four detectors.
  • the position of the object was determined by translational movement at a distance from 50 millimeters in the X / Y direction by up to 10 millimeters and in the Z direction by a maximum of 5 millimeters.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchfüh­rung eines tomographischen Verfahrens, insbesondere zur Durchführung einer Einzelphotonen-Tomographie, mit min­destens einem Multi-Loch-Kollimator und mindestens ei­nem Detektor zur Erfassung von Photonen, die durch den Mutli-Loch-Kollimator hindurchtreten. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, die eine Translationsbewegung relativ zwischen einem zu untersu­chendem Objekt und dem oder den Detektoren mit einer Positioniergenauigkeit kleiner als 1 Millimeter ermög­lichen. Der während der Durchführung des Verfahrens veränderte Position relativ zwischen Objekt und Detektor(en) mit einer Genauigkeit von kleiner als 1 Millimeter, insbe­sondere mit einer Genauigkeit kleiner als 0,1 Millime­ter wird im anschliessenden Rekonstruktionsverfahren be­rücksichtigt. Hierzu wird ein Rekonstruktionsverfahren verwendet, gemäss dem Positions- und Winkelangaben zwi­schen Detektor und Objekt berücksichtigt: werden. Das Verfahren ist auf einem gängigen PC steuerbar und kann auch auf einem solchen ausgeführt werden.

Description

B e s c h r e i b u n g T-SPECT
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Tomographie, insbesondere zur Einzelphotonen- (Emissions-) -Tomographie (SPECT) .
Die Einzelphotonen-Tomographie bezieht sich nebst zugehörigen Vorrichtungen auf ein Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung von Radiopharmaka, die in ein Objekt gebracht wurden. Als Objekt können insbesondere Menschen, Tiere, Pflanzen oder auch Teile hiervon sowie unbelebte Objekte vorgesehen sein.
Die in das Objekt gebrachten Radiopharmaka senden Photonen aus . Die Photonen werden von der Vorrichtung er- fasst und ausgewertet. Als Ergebnis der Auswertung wird die Lage, also die räumliche Verteilung der Radiophar- maka im Objekt, erhalten. Die Lage der Radiopharmaka erlaubt wiederum Rückschlüsse auf das Objekt, so zum Beispiel auf eine Verteilung von Gewebe im Objekt.
Eine bekannte Vorrichtung zur Durchführung einer SPECT umfasst eine Gammakamera als Detektor und einen vorge- schalteten Kollimator. Beim Kollimator handelt es sich im allgemeinen um eine Platte aus einem Material mit hohem Absorptionskoeffizienten und einer Vielzahl von senkrecht durch die Platte führenden Kanälen. Durch das Vorsehen der Kanäle wird sichergestellt, dass nur senk- recht einfallende Photonen erfasst werden und damit eine ortsauflösende Messung möglich ist. Die SPECT und die Positronen-Emissionstomographie (PET) stellen Instrumente zur quantitativen Darstellung und Rekonstruktion räumlicher Radiotracer-Verteilungen in vivo dar. Außer in der Humanmedizin lassen sich diese Verfahren in der pharmakologischen und präklinischen Forschung zur Entwicklung und Evaluation neuartiger Tracer-Verbindungen einsetzen. Während in der PET heute diverse Systeme zur Untersuchung kleiner Labortiere zur Verfügung stehen, hat es im Bereich der SPECT entspre- chende Entwicklungen bisher nur in unzureichendem Maße gegeben, und das obwohl TC-99m und 1-123 -markierte Radiopharmaka in der Nuklearmedizin eine ungleich höhere Bedeutung haben als die PET-Nuklide.
Um die Ortsauflösung und Sensitivität von SPECT zu verbessern, wird ein Loch-Kollimator eingesetzt. Ein
Loch-Kollimator zeichnet sich durch ein einzelnes Loch in der Kollimatorplatte aus, durch das die Photonen hindurchtreten. Befindet sich das Objekt näher am Loch- Kollimator als die Oberfläche einer Gammakamera bzw. eines Detektors, so wird hierdurch eine verbesserte
Auflösung des Objekts erreicht. Durch den Loch-Kollimator treten die Photonen nicht ausschließlich senkrecht hindurch. Stattdessen werden sie über eine vorteilhaft vergrößernd wirkende Zentralgeometrie abgebil- det . Dadurch kann eine rekonstruierte Auflösung erreicht werden, die vorteilhaft deutlich kleiner ist, als die Eigenauflösung des Detektors.
In einem Loch-Kollimator ist eine kleine Durchtrittsöffnung bzw. ein kleines Loch vorgesehen, durch das die Photonen hindurchtreten, um eine gute Ortsauflösung zu erhalten. Je kleiner das Loch ist, desto weniger Photonen treten durch dieses Loch hindurch. Mit kleiner werdendem Loch sinkt daher nachteilig die Sensitivitat der Vorrichtung. Sensitivitat ist als das Verhältnis von gemessener Zählrate zur im Objekt vorhandenen Aktivität definiert. Wird die Sensitivitat zu gering, so ist schließlich die Durchführung einer SPECT nicht mehr möglich. Mit zunehmend kleineren Löchern ist vorteilhaft auch die Ortsauflösung kleiner, so dass bezüglich der Lochgröße ein Kompromiss zwischen Sensitivitat und Ortsauflösung gefunden werden muss.
Aus der Druckschrift DE 101 42 421 AI ist eine Vorrichtung mit einem Multi-Loch-Kollimator nebst einem Detektor zur Erfassung von Photonen, die durch den Multi- Loch-Kollimator hindurchtreten, bekannt. Der Kollimator weist also eine Mehrzahl an Durchtrittsöffnungen auf. Dadurch kann die Verteilung der Radiopharmaka hochauflösend und hochsensitiv gemessen werden. Mittels iterativem Rekonstruktionsverfahren werden unterschiedliche Verteilungen der Radiopharmaka im Objekt angenommen, hieraus Messergebnisse berechnet, die die angenommenen Verteilungen erzielen würden, und als Rekonstruktionsergebnis die angenommene Verteilung ausgewählt, deren berechnetes Messergebnis am besten mit dem erhaltenen Messergebnis übereinstimmt.
Die Kamera samt Kollimator rotieren für SPECT- Untersuchungen um das Objekt herum (R-SPECT) . Typischerweise werden die Detektoren in 6 Grad-Intervallen auf einem vorgegebenen Radius um das Objekt herumge- führt, so dass 60 Projektionen für alle Detektoren für eine Sequenz erhalten werden. Neben den Projektionen und der sich relativ zum Objekt ändernden Winkelangabe der Detektoren ist als weiterer Parameter für die Rekonstruktion der Rotationsradius auf dem die Detektoren um das Objekt rotieren relevant. Letzterer ist während der gesamten Messung konstant .
Im Falle, dass kleine Objekte, wie z. B. Mäuse untersucht werden, ist es auch möglich, diese um ihre Achse zu rotieren und den oder die Detektoren samt deren Kol- limatoren stationär zu halten.
Die Ablesegenauigkeit derartiger Verfahren liegt bei ca. 1 Millimeter bzw. 1/10 Grad.
Durch die SPECT-Untersuchungen erhält man somit eine Vielzahl von Projektionsdaten. Aus den gewonnenen In- formationen rund um das Objekt herum kann anschließend die Lage der Radiopharmaka im Objekt ermittelt werden. Aus den rekonstruierten, dreidimensionalen Aktivitätsmustern lassen sich dann funktioneile Aussagen, etwa über die Durchblutung des Herzmuskels oder der Rezep- tordichte im Gehirn ableiten.
Nachteilig ist das mechanische System zur Positionierung der Detektoren aufwendig, da die Masse der Detektoren 100 kg und mehr betragen kann. Von bestimmten schwer zugänglichen Organen lassen sich die benötigten Daten nur unter erschwerten Bedingungen und mit schlechten Resultaten erzielen. Bei Rotation von kleinen Tieren um ihre Achse tritt nachteilig der Effekt auf, dass dem Tier physiologischer Stress zugefügt wird. Des weiteren muss man Verschiebungen von Weichteilen innerhalb des Tieres kom- pensieren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Durchführung eines tomographischen Verfahrens bereit zu stellen, welches hochauflösend und -sensitiv ist und mit dem auch schwer zugängliche Körperregionen leicht untersucht werden können.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein hochauflösendes und hochsensitives tomographisches Verfahren bereit zu stellen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkma- len des ersten Anspruchs und ein Verfahren gemäß Nebenanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den darauf rückbezogenen Ansprüchen.
Die Vorrichtung weist Mittel zur Bildung einer Translationsbewegung während des Verfahrens relativ zwischen einem zu untersuchenden Objekt und dem oder den Detektoren auf (T-SPECT) .
Statt schwere Detektoren um das Objekt während des Verfahrens herumzufahren, was nachteilig Zugang von allen Seiten erfordert, wird eine Translationsbewegung durch- geführt, bei der entweder das leichte Objekt durch das Gesichtsfeld des oder der Detektoren oder aber der oder die Detektoren eine Translationsbewegung relativ zum Objekt durchführen. An einer Reihe von Stellen werden Projektionsbilder aufgenommen und zu einer Sequenz zu- sammengefasst . Die Sequenz enthält neben den Projektio- nen auch Daten zur relativen Position zwischen Objekt und Detektor, sowie optional einen Rotationsradius.
Umfasst die Vorrichtung nur einem Detektor, muss das zu untersuchende Objekt auch nur von einer Seite frei zu- gänglich sein.
Umfasst die Vorrichtung zwei insbesondere orthogonal zueinander ausgerichtete Detektoren, muss das Objekt entsprechend von zwei Seiten frei zugänglich sein.
Statt des Objektes können auch der oder die Detektoren Translationsbewegungen relativ zum Objekt ausführen, was für die Anwendungen insbesondere für Anwendungen in der Humanmedizin vorteilhaft ist.
Des weiteren sind auch Kombinationen beider Bewegungsarten möglich, das heißt Translationsbewegungen und Ro- tationsbewegungen von Objekt und Detektor.
Im Gegensatz zur R-SPECT enthält eine Sequenz die T-SPECT zwei Parameter mehr je Element.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von gekippten Löchern, da so das Objekt von jedem Detektor bereits aus unterschiedlichen Richtungen gesehen wird, ohne dass eine vollständige Rotation durchgeführt wird. Dadurch erhält man auch bei der Verwendung eines einzelnen Detektors unterschiedliche Blickwinkel und damit einhergehend genauere Tiefeninformation. Mit Mitteln sind alle Teile eines Tomographen gemeint, die eine Translationsbewegung des Objekts und oder des oder der Detektoren ermöglichen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Vorrichtung eine Translationsbewegung relativ zwischen dem zu untersuchendem Objekt und dem oder den Detektoren mit einer Positioniergenauigkeit kleiner als 1 Millimeter, insbesondere mit einer Genauigkeit kleiner als 0,1 Millimeter. Dadurch wird in Zusammenhang mit einem geeigneten Rekonstruktionsverfahren eine hochauflösende und hochsensitive Tomographie mit einem vereinfachten Aufbau auch von ansonsten sehr schwer zugänglichen Kδrperregionen ermöglicht .
Wegen der starken Abstands- und Winkelabhängigkeit des Abbildungssystems der Zentralgeometrie im Multipinhole- System reicht eine einfache Translationsbewegung relativ zwischen Objekt und Detektor aus, um ausreichend Informationen für eine Rekonstruktion bereitzustellen.
Weiterhin vorteilhaft bilden die Mittel Translationsbewegungen in mehr als einer Raumrichtung aus, gegebenenfalls in alle drei Raumrichtungen, das heißt in X-, Y- und Z-Richtung. Die Mittel können dabei derartig ausgestaltet sein, dass sie eine Translationsbewegung in alle Raumrichtungen gleichzeitig durchführen. Dadurch wird vorteilhaft eine Zeitersparnis bei der Positionierung des Objektes relativ zu dem oder den Detektoren bewirkt . Besonders vorteilhaft sind die Mittel automatisch positionierbar. Ein PC kann dabei die Translationsbewegung des oder der Mittel steuern, mit dem Messprozess koordinieren und gegebenenfalls die gewonnene Information auch für Rekonstruktionsberechnungen auswerten.
Es ist möglich einen oder gegebenenfalls mehrere Detektoren durch geeignete Mittel so auszugestalten, dass die Detektoren selbst die Translationsbewegung ausführen. Mittel sind dann also beispielsweise Detektorhai- terungen die eine Translationsbewegung der Detektoren ermöglichen. In einer Ausgestaltung der Erfindung können der oder die Detektoren daneben auch Rotationsbewegungen ausführen.
Es ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung möglich, eine Halterung für ein zu untersuchendes Objekt als Mittel so auszugestalten, dass er die Translationsbewegung ausführt. Die Halterung kann einen Tisch umfassen, der auf Schienen bewegt werden kann.
Das Objekt wird auf dem Tisch durch drei Linear-Achsen durch das Gesichtsfeld des oder der Detektoren bewegt. Die Beschleunigung der Bewegung lässt sich dabei so sanft realisieren, dass Gewebeverschiebungen im Objekt keine Rolle spielen.
An bestimmten Positionen entlang des Pfades wird die
Translationsbewegung gestoppt und eine Messung durchgeführt . Bei gleichzeitig stationären Detektoren wird auf die gerätetechnisch aufwendige Positionierung der schweren Detektoren gemäß Stand der Technik verzichtet und es werden Kosten durch den einfacheren Geräteaufbau mini- miert.
Es ist möglich, dass z. B. die Halterung für das Objekt eine Translationsbewegung ausführt und der oder die Detektoren eine gekoppelte Translations- und/oder sogar Rotationsbewegung ausführen. Dann können besonders vorteilhaft auch schwer zugängliche Körperregionen, wie beispielsweise die Schilddrüse, durch Positionieren der Mittel einer tomographischen Untersuchung in einem Arbeitsschritt, das heißt ohne manuelle Neupositionierung der Detektoren oder des Ti- sches, unterzogen werden.
Jede Projektion wird mit der Relativposition des Objektes zu den Detektoren und einem möglichen Rotationswinkel gespeichert und dem Projektionsbild zugeordnet. Die Anzahl der nötigen Projektionsdaten und die Messzeit eines T-SPECT Systems ist dabei dennoch vergleichbar mit denen eines R-SPECT Systems gemäß Stand der Technik. Der Zeitraum indem die Translationsbewegung ausgeführt wird, ist im Vergleich zum Messzeitraum gering.
Die Halterung für das zu untersuchende Objekt umfasst vorteilhaft einen 3 -Achsen-Tisch oder eine Liege, welche Translationsbewegungen während des Untersuchungs- Verfahrens auszuführen vermag. Der Tisch ist z. B. auf Schienen beweglich angeordnet. Auf dem Tisch befindet sich das zu untersuchende Objekt. Die Schienen sind so angeordnet, dass die Bewegung des Objektes auf dem Tisch auf Linearachsen durch das Gesichtsfeld der Kamera, gegebenenfalls in alle drei Raumrichtungen ermöglicht wird.
Besonders vorteilhaft ist die Halterung kippbar ausgestaltet. Die Halterung wird parallel zur Oberfläche eines oder mehrerer Detektoren gekippt . Dadurch kann das Objekt geringfügig in seiner Ausrichtung zum Kollimator und zur Kamera verändert werden. Man erhält dadurch zusätzliche Informationen aus einer anderen Richtung in den Projektionen, was zu einer verbesserten Tiefeninformation führt.
Eine Rotationsbewegung der Halterung bzw. des oder der Detektoren kann also auch in einem Kippvorgang bestehen.
Der Abstand zwischen Objekt und Multi-Loch-Kollimator kann vorteilhaft kleiner sein, als der Abstand zwischen Multi-Loch-Kollimator und Oberfläche des Detektors um eine Vergrößerung auf der Detektor-Ober läche zu erzielen.
Vorteilhaft umfasst die Vorrichtung zwei Detektoren, welche orthogonal zueinander angeordnet sind. Dadurch liefern beide Detektoren maximal unterschiedliche Informationen. Somit wird eine sehr gut rekonstruierte Auflösung und eine hohe Sensitivitat bei extrem einfa- ehern Geräteaufbau erzielt . Dadurch werden Kosten verringert .
Die Multi-Loch-Kollimatoren weisen doppelkonisch nach innen gerichtete Löcher auf. Die Löcher weisen beson- ders vorteilhaft ein sogenanntes keel-edge-Design auf, mit einem Öff ungswinkel, der in dem nachfolgenden Rekonstruktionsalgorithmus berücksichtigt wird. Keel- edge-Löcher weisen parallel zueinander einen kurzen zylindrischen Kanal zwischen den Kegeln auf.
Typischerweise werden sieben bis zehn Löcher bzw. Pin- holes je Multi-Loch-Kollimator verwendet. Jedes Loch sieht einen Teil oder das komplette Objekt. Alle Löcher zusammen decken das ganze zu untersuchende Volumen im Objekt ab. Die Achsen der Löcher sind beson- ders vorteilhaft in axialer und/oder in transaxialer
Richtung gekippt, so dass das Objekt von jedem Detektor auch ohne Rotation bereits aus leicht verschiedenen Richtungen gesehen wird.
Die Projektionen des Objektes durch die Löcher überla- gern auf dem dahinter liegenden Detektor und führen so zu einem Informations-Multiplex. Neben Gebieten mit einfacher Überlagerung kommt es je nach Design der Kollimatoren auch zu Mehrfachüberlagerungen. Dieses Vorgehen erlaubt eine verbesserte Ausnutzung der sehr be- grenzten Detektoroberfläche. Dabei werden zu starke Ü- berlappungen vermieden, da jede Überlappung einen Verlust an Eindeutigkeit bei der Zuordnung der Projekti- onsbilder zu Löchern und in einem Verlust an Auflösung resultiert . Bei einem 7-Loch-Kollimator arbeitet man in der Regel mit Überlappungen zwischen 30-50%.
Der Algorithmus für das Rekonstruktionsverfahren arbeitet mit beliebigen Multi-Pinhole-Projektionen und kann aus ihnen die gesuchte Aktivitätsverteilung rekonstruieren. Hierbei wird immer die relative Position und der relative Winkel zwischen dem Objekt und den Detektoren berücksichtigt, während bekannte Rekonstruktionsverfahren immer mit festen Rotationsradien arbeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt darüber hinaus also auch mögliche Positionsänderungen zwischen Objekt und Detektoren.
Neben einem einfacheren mechanischen Aufbau kann das erfindungsgemäße T-SPECT-System auch in Situationen eingesetzt werden, in denen das Objekt nicht von allen Seiten zugänglich ist. Ein Detektorsystem welches z. B. zwei orthogonal zueinander angeordnete Detektoren umfasst, muss das Objekt nur von zwei Seiten aus sehen können .
Für Schilddrüsenuntersuchungen kann der Oberkörper des Patienten auch in einer Ellipse umfahren werden, um immer möglichst nah an der Schilddrüse zu sein, oder den Patienten nur von zwei Seiten aufzunehmen. T-SPECT- Untersuchungen mit nur einem Detektor liefern dabei be- reits Abbildungen, deren Ergebnis bezüglich der Tiefeninformationen deutlich besser ist, als vergleichbare planare Abbildungen ohne diese Informationen. Mit zwei orthogonal zueinander ausgerichteten Detektoren werden Formen weiter entzerrt und die Auflösung erhöht sowie eine weiter verbesserte Tiefeninformation erhalten.
Zur weiteren Erhöhung der Sensitivit t und der Auflösung können drei Detektoren in einer 120 Grad Geometrie, oder auch andere Ausgestaltungen verwendet werden. Dabei ist zu beachten, dass die Auflösung und Sensitivitat auf den, den Detektoren zugewandten Seiten deut- lieh höher ist, als auf den abgewandten Seiten. Rekonstruierte Auflösungen von unter 2 Millimeter bei mittleren Sensitivitäten von 800 cps/MBq sind realisierbar.
Während der Durchführung des Verfahrens wird die Position relativ zwischen Objekt und Detektor (en) mit einer Genauigkeit von kleiner als 1 Millimeter, insbesondere mit einer Genauigkeit kleiner als 0,1 Millimeter verändert .
Die gemessenen Projektionen werden mit einem iterativen Rekonstruktions-Algorithmus, z. B. basierend auf der Maximum Likelihood Expectation Maximization (MLEM) , verarbeitet. Zur Bestimmung der Systemmatrix des Abbildungssystems wird ein Modell, basierend auf Strahlverfolgungstechnik, verwendet, um die Abbildungsfunktion für jedes Voxel des Objektvolumens und jedes Loch zu bestimmen. Dabei wird von jedem Voxel aus eine kleine Umgebung jedes Loches abgetastet und unter Berücksichtigung der Absorption in der Blende und im Kristall, sowie der Abbildungsgeometrie die Sensitivitat berechnet, mit der jedes Pixel auf dem Detektor das entspre- chende Voxel sieht. Analog wird die Halbwertsbreite des Flecks auf dem Detektor bestimmt. Diese Werte werden in Tabellen vorberechnet und im Rekonstruktionsprogramm verwendet. Durch die Translationsbewegung vergrößert sich das effektive Volumen für das die Abbildungsfunk- tion zu berechnen ist, so dass die Tabellen optional nur noch für ein gröberes Raster berechnet werden und in der Rekonstruktion dann durch trilineare Interpolation für alle Voxel ermittelt werden. Typische Werte sind hier Voxelkantenlängen von 0,3 mm im Objektvolumen und 0,6 mm in den Tabellen. Das Datenvolumen sinkt dadurch hier um einen Faktor 8, bei kaum nachweisbarer Verschlechterung des Ergebnisses, so dass der Algorithmus effizient auf gängigen PCs zum Einsatz kommen kann.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst hierzu eine Datenverarbeitungseinheit, z. B. einen PC. Der PC verarbeitet die Daten, und ist programmierbar ausgeführt. Ein Computerprogrammprodukt ermöglicht dann die Ausführung des Verfahrens in der Vorrichtung.
Die Berechnung kann durch nachfolgend dargestellte Weise erfolgen:
1. Berechnung der Sensitivitat mittels Strahlverfolgungstechnik und der Halbwertsbreite der Bilder für jedes Voxels im Zielvolumen.
2. Berechnung der Vorwärtsprojektion aus den Daten zur Sensitivitat und Halbwertsbreite für das aktuell angenommene Objekt durch jedes Loch unter Berücksich- tigung von Position und Winkel unter der die Projektion aufgenommen wurde.
3. Berechnung von Korrekturwerten aus dem Vergleich zwischen gemessenen und berechneten Projektionen.
4. Anwendung der Korrekturwerte auf das aktuelle Objekt und Wiederholung der Schritte 2 und 3, oder Abbruch, wenn gewünschtes- Ergebnis erreicht ist.
Die Steuerung der Translationsbewegung und/oder das Rekonstruktionsverfahren kann besonders vorteilhaft auf einem PC ausgeführt werden.
Gegebenenfalls kann eine Schwächungskorrektur und eine Beschleunigung der Iteration durch Beschränkung auf Untermengen von Projektionen (ordered subsets) durchgeführt werden.
Zur Berechnung der Sensitivitat wird von jedem Voxel aus die Umgebung jedes Loches mit Strahlen (vorzugsweise 100) abgetastet und dabei die Schnittlänge also die Länge des Materialdurchgangs in der Blende für die Photonen auf ihrem Weg zum Detektor berechnet . Die Löcher werden als keel-edge-Form, dass heißt mit zwei Doppelkegeln und dazwischenliegenden Kanal, modelliert. Es werden also alle Schnitte mit den beiden Detektoroberflächen, den beiden Kegelmänteln und dem Kanal berücksichtigt. Dabei kann die Achse des Loches beliebig axi- al und transaxial gekippt sein.
Die Halbwertsbreite wird über die Abbildungsgeometrie abgeschätzt, wobei davon ausgegangen wird, dass sich die Voxel gaußförmig abbilden. Diese Annahme trifft für Voxel in der Nähe der Mittelsenkrechten des Detektors zu. Auch für Voxel, die unter größeren Winkeln abgebildet werden, ist das hinreichend genau. Dabei wird die intrinsische Auflösung des Detektors, also die Auflösung ohne Kollimator, berücksichtigt.
Um die beiden Tabellen effizient im Speicher abzulegen, wird für jede eine oder mehrere Nachschlagetabellen angelegt. Dort werden die möglichen Werte indiziert und in einem Byte (8 Bit) kodiert.
In der Rekonstruktion werden die Daten dann für das Objektvolumen trilinear aus den Tabellen interpoliert. Das kann entweder bei jedem Zugriff auf die Tabelle geschehen oder wahlweise einmal vorher für das komplette Zielvolumen.
Für die Rekonstruktion werden die Tabellen für Sensiti- vitäts- und Halbwertsbreite für alle Blenden und Löcher und ebenso die Projektions- und die Messdaten, die die Position und den Winkel des Objekts bzw. des Detektors enthalten, geladen.
Es wird ein Startobjekt (z. B. homogen mit Radiopharmaka gefüllter Zylinder) bestimmt und als erstes Objektvolumen gewählt und eine Iteration durchgeführt.
Die Iterationen werden abgebrochen, wenn das gewünschte Ergebnis erreicht ist.
Der Algorithmus garantiert, dass die Likelihood- Funktion mit jedem Schritt vergrößert wird, also die Wahrscheinlichkeit, dass das berechnete Objektvolumen die gemessenen Projektionen erzeugt hat immer steigt.
Statt die Iterationen immer auf alle Projektionen gleichzeitig anzuwenden, können sie auch nur auf eine Untermenge angewendet werden. Beispielsweise werden 60 Projektionen in 12 Gruppen von je 5 Projektionen aufgeteilt und jeweils Unteriterationen mit nur jeweils 5 Projektionen durchgeführt. Dadurch werden Korrekturen häufiger durchgeführt und das Objektvolumen nähert sich daher schneller dem Endergebnis. Die Anzahl und Größe der Gruppen kann variiert werden, insbesondere ist es vorteilhaft die Anzahl der Gruppen in späteren Iterationen kleiner werden zu lassen, so dass gegen Ende der Rekonstruktion immer mehr Projektionen gleichzeitig zu den Korrekturwerten beitragen.
Durch eine orthogonale Permutation der Gruppen lässt sich das Ergebnis noch verbessern.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele und der beigefügten Figuren sowie einem Quellcode näher erläutert.
Der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung mit zwei orthogonal zueinander ausgerichteten Detektoren, jeweils bestehend aus Multi-Loch-Kollimator 2, 5 und Detektor-Oberfläche der Gammakamera 3, 6 wird anhand von Figur 1 verdeutlicht.
Das Objekt 1 befindet sich näher an den Multi-Loch- Kollimatoren 2, 5 als die Detektoroberflächen 3, 6. Die Multi-Loch-Kollimatoren 2, 5 weisen Löcher auf, die von beiden Seiten trichterförmig in den Kollimator 2, 5 einmünden (nicht dargestellt) , um so einen Durchgang von schräg auftreffenden Photonen durch die Löcher zu ermöglichen. Je Kollimator sind zwei Löcher (ohne Bezugszeichen) dargestellt, durch die die Photonen 8 hindurchtreten.
Das Design der Löcher ist in keel-edge-Form ausgestaltet. Vom Objekt austretende Photonen 8 treten durch die Löcher der Kollimatoren 2, 5 in Richtung der Detektor- Oberflächen 3, 6. Das Objekt 1 wird so auf der Detektoroberfläche 3, 6 vergrößert wiedergegeben.
Zwischen den einzelnen Kegeln, die durch die Photonen 8 gemäß der Translationsbewegung (Δs) des Objekts 1 ge- bildet werden, gibt es Überschneidungsbereiche 4, 7 auf den Detektor-Oberflächen 3, 6.
Fig. 2 zeigt Koronal- (obere Reihe) und Sagittalschnit- te (untere Reihe) eines Phantoms (a) , einer Rekonstruktion mit nur einem Detektor und einem Loch in der Blen- de (b) und mit einem Detektor und sieben Löchern (c) .
Die Zahlen im Phantom sind ein Maß für die Aktivität in den heißen Punkten. Das Phantom ist ein homogen gefüllter Zylinder mit abgerundeten Kappen, der 12 heiße Quellen mit erhöhter Aktivität enthält.
Die koronalen Schnitte liefern bessere Ergebnisse, weil der Detektor senkrecht auf diese Ebene gerichtet ist, und hier so maximale Informationen enthält . In dem Schnitt der Fig. 2 (b) fehlen Tiefeninformationen, da das eine Loch das Phantom nur von genau einer Seite aus sieht. Daher ist der sagittale Schnitt verzerrt und einzelne Punkte lassen sich in sagittaler Richtung schlecht auflösen. Im Koronalschnitt scheinen Quellen aus anderen Ebenen durch die Verschmierung in sagittaler Richtung durch.
Die sieben gekippten Löcher aus Fig. 2 (c) hingegen liefern bereits mit nur einem Detektor sehr gute Ergebnis- se in koronaler Ebene. Im sagittalen Schnitt sind auch bereits alle heißen Punkte im Phantom zu erkennen und zu trennen, aber die Rekonstruktion zeigt noch Verzerrungsartefakte . T-SPECT mit sieben gekippten Löchern und einem Detektor liefert also bereits brauchbare 3-D Informationen über die Aktivitätsverteilung und ist damit insbesondere einfachen planaren Aufnahmen gemäß Stand der Technik weit überlegen.
Figur 3 zeigt Rekonstruktionen desselben Phantoms wie dem in Figur 2. Alle Aufnahmen der Fig. 3 wurden mit derselben 7-Loch Blende aufgenommen, aber mit unterschiedlicher Anzahl von Detektoren. Figur 3 (a) zeigt zum Vergleich das Ergebnis mit gängiger R-SPECT, dargestellt durch das Rotationssymbol.
Das Resultat aus Fig. 3 (a) ist hierbei sehr gut, bis auf die beiden spitz zulaufenden Kappen. Dieser Artefakt ist typisch für R-SPECT, da das Objekt nicht in Richtung der Rotations-Achse (Z-Achse) bewegt wird. Figur 3 (b) zeigt die aus Fig. 2 (c) bekannten Koronal- und Sagittalschnitte mit nur einem Detektor.
Die Figuren 3 (c) bis 3 (e) zeigen entsprechende Koronal- und Sagittalschnitte mit zwei orthogonal zueinander ausgerichteten (Fig. 3 (c) ) , mit drei im 120° Abstand zueinander ausgerichteten (Fig. 3 (d) ) und mit vier im 90° Abstand zueinander ausgerichteten Detektoren.
Der Vergleich dieser Figuren zeigt, dass bereits 2 Detektoren (Fig. 3 (c) ) ausreichen, um genügend Tiefenin- formationen zu erhalten, um das Phantom in sehr guter Qualität zu rekonstruieren. Weitere Detektoren erhöhen die Sensitivitat des Systems, so dass hier bei gleichem zu erwartenden Ergebnis kürzere Messzeiten möglich sind.
Je nach Anwendungsfall und Ziel, insbesondere Auflösung und Messzeit, können somit die erfindungsgemäßen Vorrichtungen angepasst werden.
Für die Figur 3 (a) wurden insgesamt 60 R-SPECT Projektionen mit einem Rotationsradius von 50 Millimeter mit einer Kamera aufgenommen.
Für die T-SPECT-Aufnahmen wurde die gleiche Anzahl an Projektionen verwendet, dass heißt mit einem Detektor wurden 60 Projektionen, mit zwei Detektoren je 30 Projektionen, mit drei 20 und mit vier Detektoren je 15 Projektionen aufgenommen. Dabei wurde die Position des Objektes durch Translationsbewegung in einem Abstand von 50 Millimeter in X/Y-Richtung um bis zu 10 Millimeter und in Z-Richtung um maximal 5 Millimeter bewegt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Durchführung eines tomographischen Verfahrens mit mindestens einem Kollimator und mindestens einem Detektor zur Erfassung von Photonen, die durch den Kollimator hindurchtreten, gekennzeichnet durch Mittel zur Bildung einer Translationsbewegung relativ zwischen einem zu untersuchendem Objekt und dem oder den Detektoren während des Verfahrens .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mit einer Genauigkeit kleiner als 0,1 Millimeter positionierbar sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel automatisch positionierbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Halterung für ein zu untersuchendes Objekt als Mittel.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung parallel zu der Detektor- Oberfläche (n) kippbar ist .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Objekt und Multi-Loch- Kollimator kleiner ist als der Abstand zwischen Multi-Loch-Kollimator und Oberfläche des Detektors.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese genau zwei stationäre, orthogonal zueinander ausgerichtete Detektoren umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Loch-Kollimatore'n konisch ausgestaltete Löcher aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher ein keel-edge Design aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher des Kollimators transaxial und/oder axial in Richtung des Objekts gekippt sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Datenverarbeitungseinheit zur Durchführung eines Rekonstruktionsverfahrens.
12. Verfahren zur Durchführung eines tomographischen Verfahrens mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Position relativ zwischen Objekt und Detektor (en) durch Mittel zur Bildung einer Translationsbewegung von Objekt und/oder Detektor (en) wäh- rend des Verfahrens verändert wird.
13. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Position zwischen Objekt und Detektor (en) mit einer Genauigkeit von kleiner als 1 Millimeter, insbesondere mit einer Genauigkeit kleiner als 0,1 Millimeter verändert wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Detektoren und/oder das Objekt Translationsbewegungen und/oder Rotationsbewegungen während des Verfahrens ausführen.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Abstände der einzelnen Löcher im Multi- Loch-Kollimator sowie die Größe und Lage des Objektes so gewählt werden, dass sich die durch Photonen erzeugten Bilder auf der Oberfläche des Detektors teilweise überschneiden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rekonstruktionsverfahren verwendet wird, das Positions- und Winkelangaben zwischen Detektor (en) und Objekt berücksichtigt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rekonstruktionsverfahren auf einem PC modelliert wird.
18. Computerprogrammprodukt, das dazu vorgesehen ist, so mit einer Datenverarbeitungseinheit zusammenzuwirken, dass die Datenverarbeitungseinheit ein Rekonstruktionsverfahren nach Anspruch 16 oder 17 durchführt .
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