DE102009043420B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts (13) unter Verwendung einer Vielzahl von Röntgenquellen, welche Röntgenquellen durchschnittlich voneinander um einen Winkel α bezüglich eines Isozentrums beabstandet sind, mit folgenden Schritten: – Aufnahme einer Vielzahl von Projektionsbildern aus verschiedenen Aufnahmerichtungen in Folge unter Aktivierung der entsprechenden Röntgenquellen, wobei mindestens zwei in direkter Abfolge nacheinander aktivierte Röntgenquellen einen Abstand von mindestens 2 α bezüglich des Isozentrums aufweisen, – Durchführung einer Rekonstruktion eines 3D-Bildes aus dem Projektionsdatensatz nach einer Aktivierung eines Bruchteils 1/n der Röntgenquellen und vor Ende der Akquirierung aller Projektionsbilder, wobei n eine ganze Zahl zwischen 2 und 50 ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Röntgensystem zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 10.
  • Bei der 3D Röntgenbildgebung wird eine Sequenz von zweidimensionalen Projektionsbildern, welche aus unterschiedlichen Aufnahmerichtungen in Bezug auf das Aufnahmeobjekt akquiriert wurden, in eine 3D-Repräsentation der Objektdichte mittels eines Tomosynthese- oder eines CT-Algorithmus konvertiert. Die erzielbare Bildqualität des 3D-Bildes hängt wesentlich von der Art der Datenakquisition ab, insbesondere von den Aufnahmerichtungen, aus denen die Projektionsbilder aufgenommen wurden und von den dazugehörigen Aufnahmezeitpunkten. Das Anfahren der unterschiedlichen Aufnahmerichtungen wird bisher im Allgemeinen durch eine mechanische Bewegung des Aufnahmesystems (medizinischer C-Bogen, CT-Scanner) bewerkstelligt. Dies bedeutet, dass die Aufnahme-Trajektorie (die Bahn durch alle Aufnahmepositionen) sequentiell abgefahren wird. Probleme dieses Verfahrens sind zum Beispiel, dass Bewegungen während der Aufnahme Artefakte erzeugen, und dass eine sinnvolle Rekonstruktion erst bei komplett beendeter Aufnahme-Trajektorie verfügbar ist.
  • Das Problem von Herzbewegungen wird beispielsweise durch EKG-Gating behandelt, was aber teilweise zu verlängerten Aufnahmezeiten führt, da die Bewegung der Röntgenquelle während der unerwünschten Herzphasen nicht gestoppt werden kann. Mechanische Bewegungen können außerdem durch neuartige Multi-Pixel Röntgenquellen ersetzt werden, die im Prinzip ein beliebiges Durchschalten des Röntgenfokus ermöglichen.
  • Aus der US-Offenlegungsschrift 2009/0022264 A1 ist ein stationäres digitales Röntgen-Brust-Tomosynthese-System beschrieben, dass eine Röntgenquelle, die eine Röntgenstrahlung aus einer Anordnung räumlich verteilter Röntgen-Brennflecke erzeugt, die so konfiguriert sind, dass sie eine menschliche Brust aus verschiedenen Betrachtungswinkeln zur Rekonstruktion abbilden, ohne dass dabei die Quelle, das Objekt oder der Detektor bewegt werden. Ein Flächen-Röntgendetektor, der dazu konfiguriert ist die Projektionsbilder der Brust zu erfassen und einen elektronischen Controller zum Aktivieren der Röntgenstrahlung aus den verschiedenen Röntgen-Brennflecken in der Röntgenquelle in einer Abfolge und zum Synchronisieren Röntgenbelichtung aus einem bestimmten Brennfleck mit der Bildaufnahme durch den Röntgendetektor aufnimmt, sowie bei Tomographiebildern der Brust unter der Verwendung der Vielzahl von unterschiedlichen Betrachtungswinkeln gesammelter Projektionsbilder der Brust konstruierbar sind.
  • Aus der Patentschrift DE 10 2008 050 353 B3 ist eine kreisförmige Multi-Strahl-Röntgenvorrichtung bekannt. Diese Multi-Strahl-Röntgenvorrichtung weist eine Form einer kreisbahnförmig ausgebildeten Multi-Strahl-Röhre auf, wobei die Brennpunkte der Röntgenstrahlung entlang der Kreisbahn angeordnet sind. Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Röntgenröhre-Steuereinheit die die Röntgenstrahlabgabe derart steuert, dass reihum von jedem Segment der Kreisbahn eine Röntgenstrahlung abgegeben wird, wobei die Kreisbahn in mindestens 2 Segmenten geteilt ist, und mehrere im Strahlengang der Röntgenröhre um den Kreisbahnmittelpunkt drehbar angeordnete erste Blenden mit mindestens jeweils einer ersten Blendenöffnung, wobei jedem Segment der Kreisbahn eine erste Blende zugeordnet ist, deren erste Blendenöffnung im Querschnitt der von der Röntgenröhre abgegebenen Röntgenstrahlung begrenzt.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts bereitzustellen, welches eine möglichst artefaktfreie und schnelle Rekonstruktion eines Projektionsbilddatensatzes zu einem 3D-Bild erlaubt; des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Röntgengerät bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 und von einem Röntgensystem gemäß dem Patentanspruch 10; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts unter Verwendung einer Vielzahl von Röntgenquellen, welche Röntgenquellen durchschnittlich voneinander um einen Winkel α bezüglich eines Isozentrums beabstandet sind, umfasst folgende Schritte: Aufnahme einer Vielzahl von Projektionsbildern aus verschiedenen Aufnahmerichtungen in Folge unter Aktivierung der entsprechenden Röntgenquellen, wobei zwei nacheinander aktivierte Röntgenquellen einen Abstand von mindestens 2 α bezüglich des Isozentrums aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind keine mechanischen Bewegungen des Aufnahmesystems notwendig, so dass es zu deutlich weniger Bewegungsartefakten als bei rotierenden Systemen kommt. Außerdem können bereits vor einer abgeschlossenen Gesamtaufnahme aller Projektionsbilder des Projektionsdatensatzes Rekonstruktionen durchgeführt werden, so dass ein vorläufiges 3D-Bild bereits sehr schnell zur Verfügung stehen kann. Dies ist dadurch möglich, dass die Projektionsaufnahmen nicht nacheinander in aufsteigender Reihenfolge in jeder möglichen Aufnahmerichtung durchgeführt werden, sondern dass maximal jede zweite Aufnahmerichtung in direkter Abfolge verwendet wird, so dass viel schneller ein Gesamtüberblick über den gesamten Bereich der Aufnahmerichtungen zur Verfügung steht.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen je zwei nacheinander aktivierte Röntgenquellen einen Abstand von mindestens 2 α bezüglich des Isozentrums auf.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Aktivierung der Röntgenquellen stochastisch bzw. nach dem Zufallsprinzip durchgeführt. Auf diese Weise sind mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits nach einer Aufnahme eines kleinen Teils der Projektionsbilder ausreichend Projektionen aus den verschiedensten Aufnahmerichtungen vorhanden, um eine qualitativ gute verläufige Rekonstruktion eines 3D-Bildes zu erstellen.
  • In vorteilhafter Weise wird jede Röntgenquelle nur einmal aktiviert. Dadurch kann es nicht zu überflüssigen Wiederholungen bei der Aufnahme von Projektionsbildern kommen. Außerdem wird jede Röntgenquelle genau einmal aktiviert, so dass nach Abschluss der Aufnahmen ein hochqualitatives 3D-Bild rekonstruiert werden kann.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine gesteuerte Aktivierung der Röntgenquellen durchgeführt derart, dass nach einer Aktivierung eines Bruchteils 1/n der Röntgenquellen je zwei bereits aktivierte Röntgenquellen im Wesentlichen einen Abstand von im Durchschnitt n α bezüglich des Isozentrums aufweisen. Dadurch ist gewährleistet dass nach dem Bruchteil 1/n der Gesamtdauer der Aufnahme bereits ausreichend Projektionen aus dem gesamten Bereich der Aufnahmerichtungen vorhanden sind, um eine für einen Überblick qualitativ gute Rekonstruktion zu erstellen. Beispielsweise können nach einer Aktivierung eines Viertels der Röntgenquellen je zwei bereits aktivierte Röntgenquellen im Wesentlichen einen Abstand von im Durchschnitt 4 α bezüglich des Isozentrums aufweisen. Insgesamt wird dabei im ersten Viertel der Aufnahme jeder vierte Röntgenstrahler aktiviert, so dass aus diesem Viertel von Projektionsbildern eine Grobrekonstruktion eines 3D-Bildes erstellt werden kann. n kann eine beliebige ganze Zahl zwischen 2 und 50 sein.
  • Zweckmäßigerweise wird nach einer Aktivierung eines Bruchteils 1/n der Röntgenquellen eine Rekonstruktion eines 3D-Bildes aus dem Projektionsdatensatz durchgeführt. Dieses 3D-Bild steht bereits nach einem Bruchteil der Aufnahme zur Verfügung und bietet bereits einen guten Gesamtüberblick über das Untersuchungsobjekt. Stehen weitere Projektionsrichtungen zur Verfügung, kann das erstellte 3D-Bild jederzeit ergänzt und verbessert werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein erster Bruchteil der Röntgenquellen während einer ersten Phase, insbesondere Herzphase, einer ersten zyklischen Bewegung, insbesondere eines ersten Herzzyklus, eines Aufnahmeobjekts und ein weiterer Bruchteil während derselben Phase, insbesondere Herzphase, einer weiteren, insbesondere direkt nachfolgenden, zyklischen Bewegung, insbesondere eines Herzzyklus, aktiviert. Im Falle einer Herzbewegung können auf diese Weise die Projektionsbilder stets zu einer bestimmten, günstigen Herzphase erstellt werden, so dass es zu keinen Bewegungsartefakten kommt und es kann bereits nach einem ersten Herzzyklus eine vorläufige Rekonstruktion eines 3D-Bildes erstellt werden. Die übrigen Projektionsbilder können in einer korrespondierenden Herzphase eines zweiten, dritten, vierten usw. Herzzyklus erstellt werden. Neben zyklischen Herzbewegungen können auch andere zyklische Bewegungen auf diese Weise genutzt werden, zum Beispiel Atembewegungen.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Röntgensystem, aufweisend ein Aufnahmesystem mit einem Röntgendetektor und einer Vielzahl von Röntgenquellen, welche durchschnittlich voneinander um einen Winkel α bezüglich des Isozentrums beabstandet sind, und eine Steuerungseinheit zur gezielten Aktivierung der Röntgenquellen geeignet.
  • Hierbei können die Röntgenquellen jeweils von einem Feldemissionsstrahler mit einer Feldemissionskathode gebildet werden. Derartige Feldemissionsstrahler können besonders klein und leicht hergestellt werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Feldemissionskathoden auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren (sogenannte CNT-Kathode; carbon nano tube) gebildet. Derartige Materialien weisen eine besonders gute Emissionscharakteristik auf, sind auch bei hohen Strömen stabil und sind zudem besonders klein herstellbar.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
  • 1 eine Ansicht eines Ausschnittes aus einem für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Röntgensystem;
  • 2 eine sequentielle Aufnahmeabfolge nach dem Stand der Technik;
  • 3 eine erfindungsgemäße Aufnahmeabfolge nach dem Zufallsprinzip;
  • 4 eine erfindungsgemäße gesteuerte Aufnahmeabfolge; und
  • 5 eine weitere Ansicht eines Ausschnittes aus einem für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Röntgensystem;
  • 6 eine Ansicht eines Computertomographiesystems mit einer Vielzahl von Röntgenstrahlern.
  • In der 1 ist ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Röntgensystem mit einem C-Bogen 10, welcher einen Röntgendetektor 12 und eine Vielzahl von Röntgenstrahlern 11 haltert, gezeigt. Die Röntgenstrahler 11 sind dabei in Umkreisrichtung entlang des C-Bogens 10 angeordnet und voneinander im Durchschnitt um einen Winkel α bezüglich eines Isozentrums, zum Beispiel des Mittelpunkts 17 des C-Bogens 10, angeordnet. Das Isozentrum 17 ist ein fester Bezugspunkt und kann zum Beispiel als der Punkt definiert sein, um den der C-Bogen 10 rotieren würde, wenn eine mechanische Bewegung zur Aufnahme der Projektionsbilder aus verschiedenen Aufnahmerichtungen durchgeführt werden müsste. Im Durchschnitt bedeutet hierbei, dass die Abstände nicht für jede Röntgenquelle 11 genau übereinstimmen müssen.
  • Die Röntgenstrahler 11 sind zum Beispiel in Form eines linearen Arrays an dem C-Bogen 10 angeordnet und sind alle derart ausgerichtet, dass der von ihnen erzeugte Röntgenstrahl auf den Röntgendetektor 12 ausgerichtet ist. Bei Anwesenheit eines Untersuchungsobjektes 13 wird dieses dann von dem entsprechenden, gerade aktivierten Röntgenstrahl durchleuchtet und die so gefilterte Strahlung wird von dem Röntgendetektor 12 empfangen und die entstandenen Bilddaten anschließend ausgelesen. Auf diese Weise entsteht ein Projektionsbild.
  • Die Röntgenstrahlern können in vorteilhafter Weise von Feldemissionsstrahlern mit je einer Feldemissionskathode gebildet werden. Derartige Feldemissionsstrahler können besonders klein und effektiv ausgebildet werden, zum Beispiel auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren. In der 5 ist ein Röntgensystem gezeigt, bei welchem ein C-Bogen 10 wie in 1 an einem sogenannten Knickarmroboter beweglich angeordnet ist. Der C-Bogen 10 kann dadurch in allen beliebigen rotatorischen und translatorischen Freiheitsgraden verstellt werden. Zur Ansteuerung der Röntgenstrahler 11 ist eine Steuerungseinheit vorgesehen. Diese ist dazu ausgebildet, die Röntgenstrahler 11 in beliebiger Abfolge zu aktivieren, also zur Erzeugung von Röntgenstrahlung zu schalten. Der Röntgendetektor 12 ist dazu ausgebildet, bei jeder Aktivierung eines Röntgenstrahlers 11 die Röntgenstrahlung zu detektieren und ein Projektionsbild zu erzeugen.
  • Bei bekannten Röntgensystemen ist eine einzige Röntgenquelle vorhanden; zur Aufnahme eines Datensatzes von Projektionsbildern aus verschiedenen Aufnahmerichtungen wird bei einem solchen Röntgensystem die Röntgenquelle gemeinsam mit dem Röntgendetektor um das Untersuchungsobjekt rotiert. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgensystem ist es möglich, ohne mechanische Bewegung durch wechselnde Röntgenstrahler 11 einen Datensatzes von Projektionsbildern zu erzeugen. Eine Möglichkeit, mit einem Röntgensystem mit einer Vielzahl von Röntgenstrahlern 11 einen umfassenden Projektionsdatensatz zu erhalten, welcher zu einem 3D-Bild rekonstruiert werden kann, besteht darin, beginnend mit einem ersten Röntgenstrahler 11 der Reihe nach jeweils benachbarte Röntgenstrahler 11 zu aktivieren und so entsprechend einer Rotation sequentiell aus jeder möglichen Aufnahmerichtung ein Projektionsbild zu erhalten. In der 2 ist ein derartiges Verfahren mit Projektionsbildaufnahmen 14 gezeigt, wobei entlang der horizontalen Achse die Aufnahmezeit t und entlang der vertikalen Achse die Aufnahmerichtung W in Bezug auf einen ersten, äußeren Röntgenstrahler 11 aufgetragen sind. Dieses Verfahren hat zwar den Vorteil, dass kaum Bewegungsartefakte entstehen, aber den Nachteil, dass erst nach Ende der Aufnahme aller Projektionsbilder eine sinnvolle Rekonstruktion möglich ist, da erst dann der gesamte Bereich der Aufnahmerichtungen, also die gesamte Trajektorie, abgedeckt ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine Möglichkeit, diesen Nachteil zu überkommen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Projektionsbilder aus verschiedenen Aufnahmerichtungen aufgenommen, wobei der durchschnittliche Abstand von nacheinander aktivierten Röntgenstrahlern 11 mindestens 2 α beträgt, also nach dem ersten Röntgenstrahler 11 frühestens der übernächste benachbarte Röntgenstrahler 11 wieder aktiviert wird usw. Auf diese Weise ist es schneller möglich, Projektionsbilder aus über den gesamten Bereich der Aufnahmerichtungen verteilten Aufnahmerichtungen zu erhalten und somit eine Grobrekonstruktion bereits vor Ende der Akquirierung aller Projektionsbilder erstellen zu können.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Röntgenstrahler 11 während der Aufnahme des Datensatzes von Projektionsbildern vom Aufnahmestart tA bis zum Aufnahmeende tE nach dem Zufallsprinzip aktiviert. Hierbei wird allerdings insbesondere jeder Röntgenstrahler 11 einmal aber kein Röntgenstrahler 11 zweimal aktiviert. Die Steuerungseinheit, welche für die Aktivierung der Röntgenstrahler 11 ausgebildet ist, aktiviert einen ersten zufällig ausgewählten Röntgenstrahler 11, so dass ein Projektionsbild aufgenommen werden kann, anschließend einen zweiten zufällig ausgewählten Röntgenstrahler 11, so dass ein zweites Projektionsbild aufgenommen wird, einen dritten zufällig ausgewählten Röntgenstrahler 11 usw. bis alle Röntgenstrahler 11 einmal aktiviert worden sind und zu allen ein Projektionsbild aufgenommen wurde.
  • Durch die zufällige Auswahl ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass bereits nach einem Teil wie zum Beispiel einem Drittel der Röntgenstrahler 11 ausreichend Projektionen aus den verschiedensten Aufnahmerichtungen vorhanden sind um eine Rekonstruktion eines 3D-Bildes zu erstellen, welche die wesentlichen Objektstrukturen des Untersuchungsobjektes 13 sichtbar werden lässt. In der 3 ist ein Verfahren mit zufällig aktivierten Röntgenstrahlern 11 gezeigt, wobei die Projektionsbildaufnahmen 14 als Punkte eingezeichnet sind, entlang der horizontalen Achse ist die Aufnahmezeit t und entlang der vertikalen Achse die Aufnahmerichtung W dargestellt. Zum Zeitpunkt T, welcher hier nach der Hälfte der Projektionsbilder angeordnet ist, kann bereits eine qualitativ hochwertige vorläufige Rekonstruktion eines 3D-Bildes erstellt werden. Das vorläufige 3D-Bild konvergiert bei Hinzufügung weiterer Projektionsbilder gegen das endgültige rekonstruierte 3D-Bild, wenn sich der Zeitpunkt T gegen das Aufnahmeende tE bewegt.
  • Bei diesem Verfahren können sequentielle Bilder einer vorläufigen Rekonstruktion auch zu einer Detektion von Bewegung herangezogen werden, z. B. zur Berechnung eines Bewegungsfeldes, und die Bewegungsinformation am Aufnahmeende tE auf alle Projektionsdaten angewendet werden (bewegungskompensierte Rekonstruktion).
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Röntgenstrahler 11 so gesteuert, dass nach einer Aktivierung eines Bruchteils 1/n der Röntgenstrahler 11 je zwei bereits aktivierte Röntgenstrahler 11 im Wesentlichen einen Abstand von im Durchschnitt n α aufweisen. Die Steuerung ist so gewählt, dass innerhalb eines Bruchteils der Zeit für die Gesamtaufnahme Zeitraums Projektionsbilder aus stark unterschiedlichen Richtungen akquiriert werden können. Soll dieser Bruchteil zum Beispiel ein Viertel betragen, so wird im Schnitt jeder vierte Röntgenstrahler 11 (z. B. bei einem linearen Array) aktiviert und Projektionsbilder aufgenommen: Beispielsweise wird der erste Röntgenstrahler 11 aktiviert und ein Projektionsbild aufgenommen, anschließend wird der fünfte Röntgenstrahler 11 aktiviert und ein Projektionsbild aufgenommen, dann der neunte Röntgenstrahler 11 usw. Am Ende des linearen Arrays wird dann entweder sofort oder nach einer Pause ein weiterer Durchlauf zum Beispiel beginnend mit dem zweiten Röntgenstrahler 11 durchgeführt. Es können auch Pausen zwischen den Durchläufen eingelegt werden.
  • Diese Ausgestaltung der Erfindung ist zum Beispiel bei sich wiederholenden Bewegungen des Untersuchungsobjektes 13 sinnvoll, bei denen nur innerhalb des kurzen Zeitraums, in dem das dynamische Objekt im gewünschten Zustand ist, Projektionsdaten aufgenommen werden sollen (prospektives Gating). Ein Beispiel hierfür ist die Bewegung des Herzens, wenn nur während einer bestimmten Herzphase des Herzzyklus Projektionsbilder aufgenommen werden sollen. Der erste Bruchteil der Projektionsbilder wird während der bestimmten Herzphase des ersten Herzzyklus aufgenommen, dann wird pausiert, der zweite Bruchteil wird während derselben Herzphase des zweiten Herzzyklus aufgenommen, pausiert, weitere Bruchteile werden während weiterer Herzzyklen aufgenommen. Nach dem ersten Bruchteil und damit dem ersten Herzzyklus kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits eine vorläufige Rekonstruktion durchgeführt werden und damit ein vorläufiges 3D-Bild zur Verfügung stehen.
  • In der 4 ist ein gesteuertes Verfahren gemäß der beschriebenen Ausgestaltung gezeigt, wobei hier nicht jeder vierte Röntgenstrahler 11 aktiviert wird sondern lediglich während jedes Bruchteils gleich über den gesamten Bereich der Aufnahmerichtungen verteilte Projektionsbilder aufgenommen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Beispiel für die Standard-3D-Aufnahme oder die Computertomographie oder auch für die Tomosynthese angewendet werden. Ein Tomosynthese-Röntgengerät kann zum Beispiel wie in der 1 gezeigt einen C-Bogen und daran angeordnete Röntgenquellen aufweisen. In der 6 ist ein Computertomographie-Röntgengerät gezeigt, welches eine Gantry 18 aufweist, in welcher eine Vielzahl von Röntgenquellen 11, die über den gesamten Winkelbereich von 360° verteilt sind, angeordnet sind. Außerdem weist die Gantry 18 mehrere, sich ebenfalls über den gesamten Winkelbereich erstreckende Röntgendetektoren 12 auf. Alternativ kann auch ein innerhalb der Gantry 18 rotierbarer Röntgendetektor 12 vorgesehen sein.
  • Die Erfindung beinhaltet die Verwendung eines Röntgensystems mit einer Vielzahl von Röntgenquellen um ein beliebiges, nichtmechanisches und nichtsequentielles Durchschalten der Blickpositionen während der Aufnahme des Projektionsdatensatzes zu ermöglichen, mit dem Ziel, neue Bildgebungsmerkmale zu erhalten oder Bildqualität zu verbessern. Das Verfahren erlaubt eine progressive 3D Bildgebung und ein verbessertes prospektives Gating zur Rekonstruktion von dynamischen Objekten.
  • Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts unter Verwendung einer Vielzahl von Röntgenquellen vor, welche Röntgenquellen durchschnittlich voneinander um einen Winkel α bezüglich eines Isozentrums beabstandet sind, mit folgenden Schritten: Aufnahme einer Vielzahl von Projektionsbildern aus verschiedenen Aufnahmerichtungen in Folge unter Aktivierung der entsprechenden Röntgenquellen, wobei zwei nacheinander aktivierte Röntgenquellen einen Abstand von mindestens 2 α bezüglich des Isozentrums aufweisen.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Aufnahme eines Projektionsdatensatzes eines Aufnahmeobjekts (13) unter Verwendung einer Vielzahl von Röntgenquellen, welche Röntgenquellen durchschnittlich voneinander um einen Winkel α bezüglich eines Isozentrums beabstandet sind, mit folgenden Schritten: – Aufnahme einer Vielzahl von Projektionsbildern aus verschiedenen Aufnahmerichtungen in Folge unter Aktivierung der entsprechenden Röntgenquellen, wobei mindestens zwei in direkter Abfolge nacheinander aktivierte Röntgenquellen einen Abstand von mindestens 2 α bezüglich des Isozentrums aufweisen, – Durchführung einer Rekonstruktion eines 3D-Bildes aus dem Projektionsdatensatz nach einer Aktivierung eines Bruchteils 1/n der Röntgenquellen und vor Ende der Akquirierung aller Projektionsbilder, wobei n eine ganze Zahl zwischen 2 und 50 ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei je zwei in direkter Abfolge nacheinander aktivierte Röntgenquellen einen Abstand von mindestens 2 α bezüglich des Isozentrums aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aktivierung der Röntgenquellen stochastisch oder nach dem Zufallsprinzip durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Röntgenquelle nur einmal aktiviert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, wobei eine gesteuerte Aktivierung der Röntgenquellen durchgeführt wird derart, dass nach einer Aktivierung eines Bruchteils 1/n der Röntgenquellen der Durchschnitt der Abstände je zweier in direkter Abfolge nacheinanderaktivierter Röntgenquellen im Wesentlichen n α bezüglich des Isozentrums beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei nach einer Aktivierung eines Viertels der Röntgenquellen der Durchschnitt der Abstände je zweier in direkter Abfolge nacheinander aktivierter Röntgenquellen im Wesentlichen 4 α bezüglich des Isozentrums aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein erster Bruchteil der Röntgenquellen während einer ersten Phase einer ersten zyklischen Bewegung eines Aufnahmeobjekts (13) und ein weiterer Bruchteil während derselben Phase einer weiteren zyklischen Bewegung aktiviert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein erster Bruchteil der Röntgenquellen während einer ersten Herzphase eines ersten Herzzyklus eines Aufnahmeobjekts (13) und ein weiterer Bruchteil während derselben Herzphase eines weiteren Herzzyklus aktiviert werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die zyklische Bewegung von einer Atembewegung gebildet wird.
  10. Röntgensystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend ein Aufnahmesystem mit einem Röntgendetektor (12) und einer Vielzahl von Röntgenquellen, welche durchschnittlich voneinander um einen Winkel α bezüglich des Isozentrums beabstandet sind, und eine Steuerungseinheit zur gezielten Aktivierung der Röntgenquellen.
  11. Röntgensystem nach Anspruch 10, wobei die Röntgenquellen von Feldemissionsstrahlern mit Feldemissionskathoden gebildet werden.
  12. Röntgensystem nach Anspruch 11, wobei die Feldemissionskathoden jeweils ein nanostrukturiertes Material mit Kohlenstoff-Nanoröhren aufweisen.
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