Browse Prior Art Database

Leistungsfaehiger Algorithmus fuer die CONE-BEAM-3D-CT-Rekonstruktion

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018863D
Original Publication Date: 2003-Sep-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Sep-25
Document File: 3 page(s) / 1M

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Das Cone-Beam-3D-CT-Rekonstruktionsverfahren (Cone-Beam-3D-CT: Kegel-Strahl-3dimensionale Computer-Tomographie) dient dazu, aus Projektionsaufnahmen geringer Stueckzahl (z.B. 100), die ueblicherweise mit C-Arm-Roentgengeraeten erstellt werden, ein 3D-CT-Volumen zu rekonstruieren. Das Problem hierbei ist der lange Rechenzeitbedarf, um brauchbare, auswertbare Ergebnissen zu bekommen. Bei einer Rekonstruktion (Abb. 1) in einen Kubus 256 von z.B. 100 Projektaufnahmen mit einer Bildmatrix 512 wurden unter Verwendung der bislang zur Verfuegung stehenden Rechnerplattformen bis zu 30 Minuten benoetigt. Dabei muss fuer jedes Volumenelement (Voxel) des Kubus mal der Anzahl der Projektionsaufnahmen (das sind bei o.g. Datenmenge 1,7·109 Male) eine bilineare Interpolation (Abb. 3) der entsprechenden Anteile aus jeweils vier Pixel-Informationen der Projektaufnahmen erfolgen. Durch Optimierung von Algorithmen ist heutzutage eine Rechenzeit von einer Minute realisierbar. Dazu wurde die Standard-Shepp-Logan-1D-Filterung durch einen neuentwickelten rekursiven 1D-Filter-Algorithmus ersetzt, mit dem bei der Rueckprojektion auf die Pixel-Informationen der Projektionsaufnahmen durch Nearest-Neighbour-Adressierung (dt.: naeherster Nachbar - Abb. 2) zugegriffen wird. Dieser Algorithmus beeinflusst die Bildeigenschaften im Vergleich sehr positiv, benoetigt wesentlich weniger Rechenzeit, erzeugt jedoch Ueber- und Unterschwingungen an Objektkanten, die die Bildqualitaet beeintraechtigen koennen. Bei dieser Methode wurde auf die beschriebene Interpolation zugunsten der Nearest Neighbor-Adressierung verzichtet, da in der Praxis die Systemposition waehrend der Messungen nicht so praezise eingestellt werden konnte, was einen positiven Einfluss auf die Bildqualitaet gehabt haette. Da die Praezision der Einstellung der Systemposition in juengster Zeit technisch deutlich verbessert werden konnte, ist das bilineare Interpolationsverfahren eine wichtige Komponente zur Verbesserung der Bildqualitaet geworden.

This text was extracted from a PDF file.
At least one non-text object (such as an image or picture) has been suppressed.
This is the abbreviated version, containing approximately 52% of the total text.

Page 1 of 3

S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J06661.doc page: 1

Leistungsfaehiger Algorithmus fuer die CONE-BEAM-3D-CT-Rekonstruktion

Idea: Wolfgang G. Seissler, DE-Muenchen

Das Cone-Beam-3D-CT-Rekonstruktionsverfahren (Cone-Beam-3D-CT: Kegel-Strahl-3dimensionale Computer-Tomographie) dient dazu, aus Projektionsaufnahmen geringer Stueckzahl (z.B. 100), die ueblicherweise mit C-Arm-Roentgengeraeten erstellt werden, ein 3D-CT-Volumen zu rekonstruieren. Das Problem hierbei ist der lange Rechenzeitbedarf, um brauchbare, auswertbare Ergebnissen zu bekommen. Bei einer Rekonstruktion (Abb. 1) in einen Kubus 256 von z.B. 100 Projektaufnahmen mit einer Bildmatrix 512 wurden unter Verwendung der bislang zur Verfuegung stehenden Rechnerplattformen bis zu 30 Minuten benoetigt. Dabei muss fuer jedes Volumenelement (Voxel) des Kubus mal der Anzahl der Projektionsaufnahmen (das sind bei o.g. Datenmenge 1,7·109 Male) eine bilineare Interpolation (Abb. 3) der entsprechenden Anteile aus jeweils vier Pixel-Informationen der Projektaufnahmen erfolgen.

Durch Optimierung von Algorithmen ist heutzutage eine Rechenzeit von einer Minute realisierbar. Dazu wurde die Standard-Shepp-Logan-1D-Filterung durch einen neuentwickelten rekursiven 1D- Filter-Algorithmus ersetzt, mit dem bei der Rueckprojektion auf die Pixel-Informationen der Projektionsaufnahmen durch Nearest-Neighbour-Adressierung (dt.: naeherster Nachbar - Abb. 2) zugegriffen wird. Dieser Algorithmus beeinflusst die Bildeigenschaften im Vergleich sehr positiv, benoetigt wesentlich weniger Rechenzeit, erzeugt jedoch Ueber- und Unterschwingungen an Objektkanten, die die Bildqualitaet beeintraechtigen koennen. Bei dieser Methode wurde auf die beschriebene Interpolation zugunsten der Nea...