DE60213552T2

DE60213552T2 - Röntgencomputertomograf mit Logarithmusumwandlung

Info

Publication number: DE60213552T2
Application number: DE60213552T
Authority: DE
Inventors: Issei Nasu-Gun Mori; Akira Otawara-Shi Adachi; Masahiro Shioya-Gun Kazama; Satoshi Kuroiso-Shi Saito
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP2003310600A; EP1336836A2; EP1336836B1; US20030156679A1; DE60213552D1; US6829324B2; JP4363834B2; EP1336836A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Technisches Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenstrahl-Computertomografie-Scanner, bei dem Niedrigzahldaten, die erhalten werden, wenn ein Röntgenstrahl durch Bereiche dringt, deren Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten relativ hoch sind, effektiv für die CT-Bildrekonstruktion benutzt wird.
(Beschreibung des Fachgebiets)
Wie bekannt, ist die Röntgenstrahl-Computertomografie (CT) eine Bildgebungstechnik, um Dichte-Bilder auf der Grundlage von Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten zu erzeugen. Ein Röntgenstrahl wird längs verschiedener Bestrahlungswinkel gegen ein Objekt gerichtet, um einen Abschnitt des Objektes abzutasten, so dass die resultierende Röntgenstrahltransmissionsmenge gemessen wird und es werden die Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten bei jeder Position im Abschnitt des Objektes berechnet. Unter Verwendung der Koeffizienten werden Dichte-Bilder produziert. Von einem anderen Standpunkt aus kann gesagt werden, dass die Röntgenstrahl-CT von der Tatsache Gebrauch macht, dass der lebende Körper aus verschiedenen Geweben, deren Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten verschieden sind, zusammengesetzt ist.
Bei der Durchführung der Röntgenstrahl-CT-Bildgebung, ergeben einige Bereiche in einem abgetasteten Abschnitt des Objektes, wie Knochen, höhere Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten. Solche Bereiche werden auch der Röntgenstrahlmessung unterworfen, aber die Röntgenstrahlmengen aus diesen Bereichen, die durch einen Röntgenstrahldetektor detektiert werden, sind extrem klein, wodurch häufig eine beträchtliche Reduktion im SNR verursacht wird.
Ein Röntgenstrahl fällt, während er durch das Objekt geht, exponentiell in der Stärke ab. Ein Röntgenstrahldetektor detektiert eintreffende Röntgenstrahlen und gibt Signale proportional zu ihren Transmissionsbeträgen aus. Die von dem Detektor ausgegebenen Signale treten in ein Datenerfassungssystem (DAS) ein, wo das Signal durch Verstärker verstärkt und durch A/D-Umsetzer gleichzeitig in digitale Signale umgesetzt wird.
Um Projektionsdaten zu erhalten, die aus einer Gesamtsumme von Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten zusammengesetzt sind, welche längs des jeweiligen Röntgenstrahlpfades berechnet worden sind, ist es erforderlich, dass die digitalisierten Ausgangssignale, als Teil einer Vorverarbeitung für das Ausgangssignal, einer Verarbeitung unterworfen werden, die „Log-Umwandlung" genannt wird.
Die Ausgangssignale sind in der Stufe der Log-Umwandlung bereits mit Rauschkomponenten behaftet. Derartige Rauschkomponenten enthalten Zufallsrauschen, das dem Detektor und dem Datenerfassungssystem DAS zuschreibbar ist.
Das Zufallsrauschen ist normalerweise vernachlässigbar, im Gegensatz zu Photonenrauschen (beträchtliches Rauschen, das durch Fluktuationen in der Zahl der eintretenden Röntgenstrahlquantenpartikel verursacht wird). Es ist jedoch nicht immer richtig das Zufallsrauschen zu vernachlässigen. Insbesondere in Fällen, in denen unter bestimmten Bedingungen, wie Abtasten dünnerer Scheiben oder Abtasten mit niedrigeren Röntgenstrahldosen, Röntgenstrahlen durch einen Detektor detektiert werden, die durch Pfade übertragen worden sind, bei denen die Röntgenstrahlabsorption groß ist, ist das Zufallsrauschen beim Detektor oft stärker als das Photonenrauschen. In einem solchen Fall wird das Zufallsrauschen im Rauschen des Ausgangssignals des Detektors dominant. Selbst wenn von dem Detektor und dem DAS kein Zufallsrauschen herrührt, erreicht, falls der Betrag der eintretenden Röntgenstrahlen besonders niedrig ist, die Amplitude des im Ausgangssignal des Detektors enthaltenen Rauschens einen nicht vernachlässigbaren Pegel, verglichen zum Durchschnittspegel des Ausgangssignals.
In der vorliegenden Anmeldung wird unabhängig davon, ob die primäre Ursache Photonenrauschen ist oder Rauschen von dem Detektor und dem DAS, das Signal, das Rauschen eines nicht vernachlässigbaren Pegels, verglichen zum Durchschnittspegel des Signals enthält, mit „Niedrigzahl-Daten" bezeichnet.
Wenn bei der Benutzung von erfassten Daten, die solche Niedrigzahldaten enthalten, in konventioneller Weise Bilder rekonstruiert werden, erscheinen längs Wegrichtungen, die einen Bereich passieren, in dem die Röntgenstrahlabsorption größer ist, viele Streifenartefakte (nachfolgend „Niedrigzahl-Artefakte genannt). Die Niedrigzahl-Artefakte machen es schwierig, solche Bilder für die Diagnose zu benutzen.
Die durch die vorliegenden Erfinder durchgeführten Untersuchungen über Niedrigzahl-Artefakte zeigten, dass die vorhergehende Log-Umwandlung die Eigenschaft aufweist, das in den Niedrigzahl-Daten enthaltene Rauschen zu verstärken. Mit anderen Worten verschlechtert die konventionelle Log-Umwandlung das ursprüngliche, niedrigere S/N der Niedrigzahl-Daten, wodurch das Auftreten der örtlichen Artefakte auf den Bildern erhöht wird.
Die US-Patenschrift Nr. 5615279 beschreibt die Korrektur von Röntgen-Streustrahlen in einem CT-Scanner unter Verwendung eines Prozessors, um eine logarithmische Umwandlung auf das Ausgangssignal anzuwenden, um Projektionsdaten zu erzeugen, die benutzt werden, um ein Bild zu rekonstruieren.
Die Patentzusammenfassungen aus Japan, Band 011, Nr. 329 (E-552), 27. Oktober 1987 (1987-10-27) und JP 62 115965 A (Konishiroku Photo Ind. Co. Ltd), 27. Mai 1987 (1987-05-27) offenbaren eine Röntgenstrahlfilmbildauslesevorrichtung, bei der eine Bedienungsperson zwischen einer linearen Transmissionsumwandlung und einer linearen Dichteumwandlung, welche eine logarithmischen Verstärker umfasst, umschalten kann, in jedem Fall von sämtlichen detektieren Daten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorhergehenden bekannten Probleme gemacht worden und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Niedrigzahl-Artefakte zu eliminieren oder zu unterdrücken.
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, wird ein Röntgenstrahl-CT-Scanner, wie er in Anspruch 1 definiert ist, vorgesehen.
Ein Röntgenstrahl-CT-Scanner gemäß der vorliegenden Erfindung bildet nicht einfach die konventionelle Log-Umwandlung nach. Die Untersuchungen der Erfinder bei der Log-Umwandlung ergaben, dass eine verbesserte Log-Umwandlung unter Verwendung einer Funktion, die so gemacht wird, dass sie positiv in einer bestimmten Weise von der idealen logarithmischen Funktion abweicht, besonders effektiv für „Niedrigzahl-Daten" ist, die durch den Detektor erfasst worden sind. Es sollen folglich Niedrigzahl-Artefakte von oder auf CT-Bildern eliminiert oder beseitigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen:
1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Röntgenstrahl-CT-(Computertomografie)-Scanner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 zeigt das Blockdiagramm eines in der Ausführungsform verwendeten Vorprozessors;
3 erläutert eine aus zwei Funktionen bestehende Umwandlungsfunktion, die bei der Ausführungsform benutzt wird;
4 erläutert eine weitere, aus zwei Funktionen bestehende Umwandlungsfunktion, die bei der Ausführungsform benutzt wird;
5 ist das Blockdiagramm eines Vorprozessors gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt bildlich eine vereinigte Funktion aus einer idealen logarithmischen Funktion und einer von der idealen logarithmischen Funktion abweichenden Funktion, die ein weiteres Beispiel der Umwandlungsfunktion erläutert;
7 zeigt das Blockdiagramm eines Vorprozessors gemäß einer weiteren Modifikation;
8 zeigt das Blockdiagramm eines Signalumsetzers gemäß einer weiteren Modifikation; und
9 stellt bildlich eine vereinigte Umwandlungsfunktion, bestehend aus drei Funktionen mit zwei Schwellen, dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Röntgenstrahl-CT-(Computertomografie)-Scanners beschrieben.
Es gibt eine Vielfalt von Typen von Röntgenstrahl-CT-Scannern, die einen „Rotations/Rotations"-Typ umfassen, bei dem sowohl eine Röntgenstrahlröhre als auch ein Röntgenstrahldetektor als ein einheitliches Teil um ein Objekt rotieren, sowie einen „stationär/rotierenden" Typ, bei dem eine Vielzahl von Detektionselementen, die auf einem Ring aufgereiht sind, ortsfest sind und nur eine Röntgenstrahlröhre um ein Objekt rotiert. Die vorliegende Erfindung kann bei irgendeinem Typ eines Röntgenstrahl-CT-Scanners angewandt werden. Die vorliegende Ausführungsform wird nun beschrieben anhand des Rotations/Rotations-Typs eines Röntgenstrahl-CT-Scanners, dem gegenwärtig die größte Bedeutung zukommt.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Röntgenstrahl-CT-Scanner gemäß einer ersten Ausführungsform ein Gerüst 100 auf, welches eine Röntgenstrahlröhre 101, einen Röntgenstrahldetektor 103 und ein ringförmiges Rotationsteil 102 enthält. Das Rotationsteil 102 wird durch eine Gerüstantriebseinheit 107 so angetrieben, dass es in einer vorbestimmten Richtung rotiert. Auf dem Rotationsteil 102 sind die Röntgenstrahlröhre 101 und der Röntgenstrahldetektor 103 so angebracht, dass sie einander gegenüberliegen.
Die Röntgenstrahlröhre 101 erhält aus einem Hochspannungsgenerator 109 über einen Schleifring 108 Hochspannungsimpulse und erzeugt hierdurch Röntgenstrahlen in Form einer Fächerstrahlung oder Konusstrahlung. Die ausgestrahlten Röntgenstrahlen werden so ausgesandt, dass sie durch ein Beobachtungsfeld (FOV) eines Objektes hindurchgehen, das an einem Bildgebungsbereich platziert ist, und werden vom Röntgenstrahldetektor 103 empfangen. Wie bekannt, fallen die Röntgenstrahlen beim Durchlaufen des Objektes exponentiell ab, entsprechend dem Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten für Knochen, für weiches Gewebe und/oder anderes, was längs ihrer Strahlenwege vorhanden ist. Die verminderten Röntgenstrahlen treten dann in den Röntgenstrahldetektor 103 ein.
Der Röntgenstrahldetektor 103, der als Mehrkanaltyp ausgebildet ist, ist mit einer Vielzahl von Detektionselementen ausgerüstet, die in Form eines Bogens gruppiert sind, welcher den Brennpunkt der Röntgenstrahlröhre 101 zum Zentrum hat. Der Detektor 103 detektiert die eintretenden Röntgenstrahlen mit einer konstanten speziellen Abtastfrequenz und erlaubt es so, die eintretenden Röntgenstrahlen in elektrische Signale (d.h. in einen elektrischen Strom) umzuwandeln, der proportional zu den Beträgen bei dem jeweiligen Betrachtungswinkel ist. Die Richtung, längs derer die Röntgenstrahl-Detektionselemente gruppiert sind, wird Kanalrichtung genannt, die Winkelposition der Röntgenstrahlröhre 101 zum jeweiligen Zeitpunkt der Abtastung wird Beobachtungswinkel genannt und die Richtung längs derer sich der Beobachtungswinkel ändert, wird Beobachtungsrichtung genannt.
Der Röntgenstrahldetektor 103 kann entweder als Einzeltypdetektor oder als Mehrfachtypdetektor ausgebildet sein. Der erstgenannte wird konfiguriert durch Anordnen einer Linie von mehre ren Detektionselementen, die in Kanalrichtung gruppiert sind, in einer Körperachsrichtung senkrecht zur Kanalrichtung. Der letztere wird konfiguriert durch Anordnen einer Vielzahl derartiger Elementlinien in Körperachsrichtung.
Die von dem Röntgenstrahldetektor 103 ausgegebenen elektrischen Signale werden zu einem Datenerfassungssystem (DAS) gesandt, wo die Signale in Spannungssignale umgewandelt, verstärkt und in digitale Signale umgewandelt werden, bevor sie zu einem Vorprozessor 106 durch eine optische oder magnetische, berührungslose Datenübertragungseinheit 105 geleitet werden. An Stelle der Kontakt freien Datenübertragungseinheit 105 kann eine Übertragungseinheit mit Kontakt verwendet werden. Um die Rate der übertragenen Daten zu erhöhen, werden die Daten normalerweise zu einer niedrigeren Anzahl von Bits (z.B. 16 Bits) komprimiert oder zu einer niedrigeren Anzahl von Kanälen, bevor sie ausgesandt werden. Nachdem sie zum Vorprozessor 106 ausgesandt worden sind, werden die Daten in ihre ursprüngliche Anzahl von Bits oder in ihre ursprüngliche Anzahl von Zahlen dekomprimiert.
Wie beschrieben, sollten die erfassten Daten einer „Log-Umwandlung" unterworfen werden, um eine Gesamtsumme von Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten, d.h. Röntgenstrahlprojektionsinformationen, längs des jeweiligen Röntgenstrahlweges zu erhalten, weil die Röntgenstrahlen während ihres Durchlaufs exponentielle Abfälle innerhalb eines Objektes erfahren haben. Obgleich diese Log-Umwandlung durch einen beliebigen Typ von Röntgenstrahl-CT-Scannern gefordert wird, wendet der Röntgenstrahl-CT-Scanner der vorliegenden Ausführungsform, auf den die vorliegende Erfindung angewandt wird, eine Log-Umwandlung einer Art an, die von der existierenden Log-Umwandlung verschieden ist.
Der Vorprozessor 106 ist mit dem Dekodieren von Daten oder Expandieren von Daten betraut, wenn die Kompression vor dem Aussenden der Daten zu dem Vorprozessor 106 durchgeführt worden ist. Außerdem ist der Vorprozessor 106 so konfiguriert, dass er verschiedene Korrekturarten ausführt. Vorzugsweise umfasst die Korrektur eine Abweichungskorrektur, eine Referenzkorrektur und eine Wasserkorrektur. Die Abweichungskorrektur wird ausgeführt, um Gleichstromrauschen in Folge des DAS 104 zu entfernen (beispielsweise wird eine Eingabe weniger als 1 auf 1 aufgerundet). Die Referenzkorrektur ist darauf ausgerichtet, Fluktuationen der detektierten Signale zu eliminieren, die von Änderungen im Blickwinkel abhängen, der zu zeitlichen Änderungen bei der Röntgenstrahlausgabe beiträgt. Diese Referenzkorrektur korrigiert die erfassten Daten auf der Grundlage von Referenzdaten, die mit Hilfe eines Referenzdetektionselementes detektiert worden sind. Die Wasserkorrektur ist eine Subtraktion von zuvor erfassten Wasserphantomdaten aus den erfassten Daten, mit der Folge, dass Unterschiede in der Empfindlichkeit zwischen Kanälen des Röntgenstrahldetektors 103 unterdrückt werden, so dass der CT-Wert des Wassers zu einem Referenzwert von Null wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden in den Vorprozessor 106 eingegebene Daten (d.h. die Daten, die unmittelbar bevor sie der Log-Umwandlung und den verschiedenen Arten der Korrektur unterworfen werden) als „reine Rohdaten" bezeichnet, während die vom Vorprozessor 106 ausgegebenen Daten (d.h. die Daten, unmittelbar nachdem sie die Log-Umwandlung und derartige Korrekturarten erfahren haben und gerade bereit für die Rekonstruktionsverarbeitung sind) werden „Rohdaten" genannt. Beide Terme „reine Rohdaten" und „Rohdaten" sollten unverwechselbar voneinander unterschieden werden.
Die Rohdaten aus dem Vorprozessor 106 werden zu einer Rekonstruktionseinheit 114 gesandt, wo die vorverarbeiteten Rohdaten zur Rekonstruktion von CT-Bildern, wie tomografischen Bildern, dreidimensionalen Oberflächenbildern, und/oder MPR (multiplanaren Rekonstruktions)-Bildern benutzt werden. Die Bilddaten werden dann zu einer Displayeinheit 116 geliefert, um die Bilder anzuzeigen. Die Displayeinheit 116 ist mit einer Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) verbunden, wo ein Benutzer in der Lage ist den Scanner mit der erforderlichen Information, wie verschiedenen Bildgebungsbedingungen zu versorgen.
Ein Host-Controller 110 ist für die Steuerung der gesamten Operationen des Scanners, einschließlich des Scannens, des Weiterleitens von Daten und des Verarbeitens von Daten verantwortlich.
Der Vorprozessor 106, der die charakteristischste Komponente in dem Scanner ist, weil die vorliegende Erfindung im Vorprozessor 106 ausgeführt wird, wird nun detaillierter beschrieben.
Die vorliegende Erfindung, die auf den Röntgenstrahl-CT-Scanner dieser Ausführungsform angewandt wird, beruht auf dem Konzept, dass eine logarithmische Funktion für die Umwandlung benutzt wird, die von der konventionellen Funktion verschieden ist. Diese Tatsache, weshalb die konventionelle logarithmische Funktion ungeeignet ist, wird zuerst beschrieben, in Verbindung damit, wie die Umwandlung unter Verwendung einer solchen logarithmischen Funktion erfolgt.
Wie oben beschrieben, sind „Niedrigzahl-Daten" Daten, die größere Fluktuationen in Folge des Rauschens aufweisen nicht mehr vernachlässigbar, verglichen zu einem Durchschnittssignalpegel. Wenn die logarithmische Umwandlung, die eine nicht lineare Verarbeitung ist, auf die Niedrigzahl-Daten angewandt wird, wird die erwartete Umwandlungskennlinie wegen des Rauschens nicht mehr erhalten. Dieses Problem leitet sich von der Tatsache ab, dass die logarithmische Umwandlung, wenn über den Eingangswerten gezeichnet (längs der horizontalen Achse) v.s. den Ausgangswerten (längs der vertikalen Achse) durch eine Kurve mit einem bemerkenswerten Anstieg dargestellt wird,.
Die allgemeine logarithmische Umwandlungsverarbeitung beruht auf der folgenden Formel (1). y = K log [b, x] (1),wobei die Variable „x" eine Eingabe ist, die reinen Rohdaten entspricht und die Variable y eine Ausgabe ist, die reinen Daten entspricht. Das Symbol „b" ist die Basis des Logarithmus, wie „e", „10" oder andere. Vorzugsweise ist bei der Computerberechnung die Basis üblicherweise „ 2". Das Symbol „K" ist ein Maßstabsfaktor, um den Bereich der Ausgabewerte „y" in einer für die Datenverarbeitung gewünschten Weise zu definieren, gemäß der benutzenden Basis oder dem Bereich der Eingabewerte „x".
In der vorliegenden Erfindung wird die logarithmische Funktion gemäß der Formel (1) als „ideale logarithmische Funktion" bezeichnet, während eine auf einer „idealen logarithmischen Funktion" beruhende Log-Umwandlung als „ideale Log-Umwandlung" oder „normale Log-Umwandlung" bezeichnet wird. Die vorliegende Erfindung benutzt eine Funktion, die einen Funktionsbereich umfasst, welcher von der idealen Log-Funktion abweicht. Weil der restliche Funktionsbereich jedoch gemäß der „idealen Log-Umwandlung" ausgebildet ist, wird die Umwandlungsverarbeitung mit Hilfe einer solchen Funktion, die einen abweichenden Funktionsbereich enthält, auch „Log-Umwandlung" wie im Falle einer idealen Log-Funktion, genannt.
In der Formel (1) ist eine Eingabe „x" ein Durchschnitt <x>, wobei das Symbol „< >" den Durchschnitt ausdrückt. Wenn angenommen wird, dass Rauschfluktuationen nicht viel kleiner sind als ein Durchschnitt <x> und die Eingabe „x" in Folge des Rauschens x1 = <x> + α ist, wobei „a" ein positiver Wert ist, ergibt eine Log-Umwandlung bei der Formel (1) eine Ausgabe y1 = log(<x>) + β. Für den Fall, dass die Eingabe „x" gleich dem Wert x2 = <x> – α ist, ergibt die Log-Umwandlung eine Ausgabe y2 = log(<x>) – γ. Der Gradient der Log-Umwandlungskurve ist für Eingaben gleich oder größer als einem Wert <x> gemäßigter, während er für Eingaben kleiner als dem Wert <x> steiler ist, mit dem Ergebnis, dass „y" stets größer als „β" ist. In Fällen, in denen die Niedrigzahl-Daten, deren Wert <x>, verglichen zu „α", nicht ausreichend groß ist, ist „γ" im Wert extrem verschieden von „β". Somit wird, wenn Rauschen vorliegt, bei dem die Eingabe „x" kleiner als <x> ist, die Ausgabe „y" zu einem Wert, dessen Rauschkomponente durch die Log-Umwandlung mehr verstärkt wird. Dies führt zu mehr verstärkten Niedrigzahl-Artefakten.
Um eine derartige unerwünschte Situation zu vermeiden, werden bei der vorliegenden Erfindung die reinen Daten, die durch das Datenerfassungssystem 104 digitalisiert und verstärkt worden sind (und empfangen durch die kontaktfreie Datenübertragungseinheit 105), einer Umwandlungsverarbeitung durch eine Funktion unterzogen, die von der normalen logarithmischen Funktion abweicht. Genauer gesagt weicht eine solche Umwandlungsfunktion im Bereich der Niedrigzahl-Daten von der idealen logarithmischen Funktion ab.
Nebenbei gesagt ist man normalerweise der Auffassung, dass eine Änderung in der logarithmischen Funktion zu dem Problem einer Verschlechterung der CT-Werte führt. Aber dieses Problem ist nicht immer richtig im Hinblick auf Niedrigzahl-Daten. Soweit es Niedrigzahl-Daten betrifft, verschlechtert eine Änderung in der logarithmischen Kurve nicht notwendigerweise die CT-Werte. Wenn die Niedrigzahl-Daten, die Rauschkomponenten enthalten, einer Log-Umwandlung auf der Grundlage der Formel (1) unterworfen werden, unterscheidet sich dessen Durchschnitt <y> der Log-umgewandelten Ausgangssignale stets von „K log [b, <x>], was aus der Log-Umwandlung eines Eingabedurchschnitts <x> in Folge der asymmetrischen Antwort auf Rauschen resultiert. Dieser Unterschied wird klar aus der Tatsache, dass die Log-Umwandlung eine nicht lineare Verarbeitung ist. Demgemäß ist es verständlich, dass hinsichtlich Niedrigzahl-Daten die Log-Umwandlung auf der Grundlage der vorhergehenden Formel (1) das CT-Wert-Problem praktisch veranlasst hat, aber Niedrigzahl-Artefakte haben einfach das CT-Wert-Problem verschleiert. Wenn eine Umwandlung ausgeführt wird, die die Berechnung eines Wertes ermöglicht, der nahezu gleich „K log [b, <x>]" ist, wird statistisch das CT-Wert-Problem eher unterdrückt als bei einer einfachen Berechnung auf der Grundlage der Formel (1). Selbst in dieser Hinsicht wird es bevorzugt, die Log-Umwandlung gegenüber der Formel (1) verschoben zu haben.
Falls die Abweichung mangelhaft gemacht wird oder es treten abnormale Situationen auf, wo der Durchschnitt <x> des Eingangssignals „x" nahezu Null ist, besteht die Möglichkeit, dass das CT-Wert-Problem ernsthafter verschlechtert wird, sogar bis jenseits eines Toleranzpegels. Die durch die vorliegenden Erfinder ausgeführten Versuche zeigten jedoch, dass eine Funktion für eine Log-Umwandlung erhalten werden kann, die in der Lage ist, normalerweise Niedrigzahl-Artefakte zu unterdrücken, wobei das CT-Wert-Problem sicherlich innerhalb des Toleranzpegels liegt.
2 zeigt den Vorprozessor 106 im Detail, der gemäß der vorliegenden Erfindung für die Durchführung der obigen Log-Umwandlung verantwortlich ist. In dem Vorprozessor 106 wird abweichend von der Log-Umwandlung vorzugsweise eine Abweichungskorrektur, Referenzkorrektur und eine Wasserkorrektur vorgenommen, aber diese Korrekturen sind von der detaillierten Darstellung ausgenommen.
Wie in 2 gezeigt, ist der Vorprozessor 106 mit einer Abweichungskorrektureinheit 201, einem Signalumwandler 202, einer Referenzkorrektureinheit 203 und einer Wasserkorrektureinheit 204 ausgestattet. Die Abweichungskorrektureinheit 201 wird dazu benutzt, Gleichstrom-Rauschen zu entfernen, das im DAS 104 erzeugt und gemischt worden ist. Der Signalumsetzer 202, der einen wesentlichen Teil zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ausmacht, ist für die Umwandlung von Niedrigzahl-Daten auf der Grundlage einer Funktion verantwortlich, die von der Kurve abweicht, welche durch die ideale logarithmische Funktion vorgegeben ist. Die Referenzkorrektureinheit 203 ist auf eine Referenzkorrektur eines im Signalumsetzer 202 umgewandelten Signals gerichtet. Die Wasserkorrektureinheit 204 ist für eine Wasserkorrektur eines Signals vorgesehen, das von der Referenzkorrektureinheit 203 kommt.
Der Signalumsetzer 202 ist, wie in 2 gezeigt, mit einem Diskriminator 2021 zum Bestimmen von Daten unter Verwendung einer Schwelle und einem ersten und einem zweiten Konverter 2022 und 2023 ausgestattet, die jeweils für die Log-Umwandlung abhängig von den im Diskriminator 2021 unterschiedenen Ergebnissen verantwortlich sind.
Im Speziellen ist der Diskriminator 2021 so ausgebildet, dass er bestimmt, ob Daten (d.h. reine Rohdaten) aus der Abweichungskorrektureinheit 201 bezüglich einer Schwelle Niedrigzahl-Daten sind oder nicht, und er führt die reinen Rohdaten dann entweder dem ersten oder dem zweiten Konverter 2022 bzw. 2023, gemäß den bestimmten Ergebnissen, zu.
In Fällen, in denen der Diskriminator 2021 feststellt, dass die erhaltenen reinen Rohdaten keine Niedrigzahl-Daten sind, d.h. es sind Nicht-Niedrigzahl-Daten, werden derartige Daten zu dem ersten Konverter 2022 gesandt, wo die reinen Rohdaten einer Log-Umwandlung auf der Grundlage der idealen logarithmischen Funktion unterworfen werden. Wenn im Gegensatz hierzu der Diskriminator 2021 feststellt, dass die erhaltenen reinen Rohdaten zu Niedrigzahl-Daten gehören, dann werden diese Daten zu dem zweiten Konverter 2023 gesandt. Im Konverter 2023 werden die reinen Rohdaten einer Datenumwandlung auf der Grundlage einer Funktion unterworfen, deren Umwandlungswerte gegenüber Niedrigzahl-Daten verschieden von der idealen logarithmischen Funktion sind.
Der Diskriminator 2021 besitzt eine Schwelle, um abzuschätzen, ob die reinen Rohdaten Niedrigzahl-Daten sind oder nicht. Vorzugsweise wird die Schwelle unter Berücksichtigung von Zufallsrauschen aus den Detektionskomponenten, wie Fotodioden und DAS-Komponenten, wie dem DAS 104, eingestellt. Beispielsweise wird die Schwelle als Festwert eingestellt oder in Form von variablen Werten spezifiziert. Ferner besteht ein bevorzugtes Beispiel darin, dass die Schwelle in Verbindung mit einer Typenvielfalt von Bildgebungsbedingungen spezifiziert wird, wie der Verstärkung im DAS 104 und/oder der Breite der abzubildenden Scheiben. Und es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Schwelle in Verbindung mit den Arbeitsbedingungen des DAS 104 geändert wird. Bei dem Beispiel von 2 wird die Schwelle zum Umschalten der Eingabe entweder zum ersten oder zum zweiten Konverter 2022 bzw. 2023 gemäß den Bildgebungsbedingungen verändert. Dies ermöglicht es, die Umwandlungsverarbeitung gemäß den Bildgebungsbedingungen, einschließlich der dem DAS 104 zugeordneten Verstärkungen, stetig zu realisieren, wodurch Niedrigzahl-Artefakte stärker unterdrückt werden.
Für den Fall, dass dieselbe Verstärkung bei sämtlichen Kanälen des DAS 104 angewandt wird, kann die Schwelle entsprechend der Verstärkung entschieden werden. Wenn jedem Kanal jedoch eine unterschiedliche Verstärkung zugeordnet ist, kann die Schwelle von Kanal zu Kanal verschieden fest gelegt werden.
Somit ist der Diskriminator 2021 in der Lage die Bestimmung der Schwelle(n) durchzuführen. D.h., wenn der Wert eines Eingangssignals gleich oder größer als die Schwelle ist, wird die Eingabe zum ersten Konverter 2022 gesandt, während, falls der entgegengesetzte Fall realisiert wird, die Eingabe zum zweiten Konverter 2023 gesandt wird.
Der erste Konverter 2022 ist für die Log-Umwandlung auf Grundlage der idealen logarithmischen Funktion verantwortlich. D.h., wenn die Eingangssignale, deren Amplituden größer als die Schwelle sind (d.h. Nicht-Niedrigzahl-Daten), von dem Diskriminator 2021 kommen, führt der erste Konverter 2022 die Log-Umwandlung auf der Grundlage der idealen logarithmischen Funktion gemäß Formel (1) durch, wie sie konventionell benutzt worden ist. Wenn indessen der zweite Konverter 2023 vom Diskriminator 2021 Eingangssignale empfängt, deren Amplituden niedriger als die Schwelle sind, also Niedrigzahl-Daten, dann führt der zweite Konverter 2023 die Log-Umwandlung auf der Grundlage einer Funktion durch, bei der der auf die Niedrigzahl-Daten angewandte Bereich verschieden von der idealen logarithmischen Funktion ist, welche durch den ersten Konverter 2021 benutzt wird.
Eine solche Funktion, die sich von der idealen logarithmischen Funktion unterscheidet und für die Niedrigzahl-Daten verantwortlich ist, sollte mit dem Abschnitt der idealen logarithmischen Funktion, der für die Nicht-Niedrigzahl-Daten verantwortlich ist, an der Stelle der Schwelle stufenlos verbunden werden. Darüber hinaus sollte eine solche, von der idealen logarithmischen Funktion abweichende Funktion in ihrem Kurvengradienten für die meisten Niedrigzahl-Daten kleiner sein, verglichen zu dem Kurvengradienten der idealen logarithmischen Funktion. Es gibt verschiedene derartige Funktionen, die beispielsweise Polynome des n-ten Grades einschließen. Die einfachste Form solcher Polynome ist eine lineare Funktion y = ax + b.
3 stellt beispielhaft eine ideale logarithmische Funktion „1", die durch den ersten Konverter 1022 eingesetzt wird, unter der Bedingung dar, dass im Diskriminator 2021 eine Schwelle „ 20" für die Eingabe vorgegeben ist sowie hierfür die lineare Funktion „ 2", die durch den zweiten Konverter 2023 als Umwandlungsfunktion eingesetzt wird. Die lineare Funktion „ 2" benutzt als ihren Gradienten „a", einen Gradienten (Differentialkoeffizient) der Funktion „1", der an der Stelle der Schwelle erhalten wird. Der Wert „b" der Funktion „1" wird so festgelegt, dass zwischen den beiden Funktionen „1" und „ 2" an der Stelle der Schwelle keine Trennung entsteht.
Die Schwelle kann zu einem bestimmen Ausmaß frei gewählt werden. Ferner ist der Gradient „a" nicht immer auf den Differentialkoeffizienten der Funktion „1" an der Stelle der Schwelle beschränkt. 4 zeigt ein weiteres Beispiel solcher Funktionen „1" und „ 2", bei dem eine Funktion „1" die ideale logarithmische Funktion ist und die andere Funktion „ 2" durch eine lineare Funktion unter der Bedingung realisiert ist, dass die Schwelle an einer Stelle „10" bei den Eingaben platziert ist. In diesem Fall ist die Funktion „1" so eingestellt, dass sie einen Gradienten „a" aufweist, welcher kleiner als der Differentialkoeffizient der Funktion „1" an der Schwelle ist.
Konventionell wird die in den 3 und 4 dargestellte ideale logarithmische Funktion „1" alleine benutzt, um die Log-Umwandlung der reinen Rohdaten durchzuführen, was die Niedrigzahl-Daten weiter verschlechtert hat. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden Ausführungsform die ideale logarithmische Funktion „1" als Log-Funktion nur dann benutzt, wenn die Werte der Eingangssignale (d.h. die reinen Rohdatensignale, genauer gesagt die Nicht-Niedrigzahl-Daten) gleich oder höher als eine vorbestimmte Schwelle sind. Sind die Werte der Eingangssignale niedriger als die Schwelle (d.h. sind es Niedrigzahl-Daten), dann wird der Log-Umwandlung der reinen Rohdaten die von der idealen logarithmischen Funktion „1" abweichende Funktion „ 2" zugeordnet.
Die reinen Rohdaten, die einer Log-Umwandlung unterworfen worden sind, werden der restlichen Vorverarbeitung (wie der Referenzkorrektur und der Wasserkorrektur) unterzogen, bevor sie zur Rekonstruktionseinheit 114 gesandt werden, wo die Daten zu Bildern rekonstruiert werden.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass nur auf die Niedrigzahl-Daten (reinen Rohdaten) vom Detektor eine von der idealen logarithmischen Funktion abweichende Funktion angewandt wird. Um diese selektive Umwandlung zu erreichen, wird der Diskriminator 2021 benutzt, der feststellt, ob die reinen Rohdaten Niedrigzahl-Daten sind oder nicht. Falls Niedrigzahl-Daten vorliegen, wird die Log-Umwandlung auf der Grundlage der zweiten logarithmischen Funktion (d.h. bei der obigen Ausführungsform der linearen Funktion) ausgeführt. Wenn stattdessen Nicht-Niedrigzahl-Daten vorliegen, wird die Log-Umwandlung auf der Grundlage der ersten logarithmischen Funktion (d.h. der idealen logarithmischen Funktion) ausgeführt, die sich von der zweiten unterscheidet.
Die Niedrigzahl-Daten werden üblicherweise erhalten, wenn die Röntgenstrahlen Bereiche des Objektes durchlaufen, in denen die Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten relativ hoch sind, wie Schultern, Rückgrat oder Lende. Selbst wenn solche Niedrigzahl-Daten der Bildrekonstruktionsverarbeitung unterliegen, können Niedrigzahl-Artefakte aus den rekonstruierten Bildern zuverlässig eliminiert oder in diesen unterdrückt werden.
Darüber hinaus können in Fällen, in denen die Schwelle abhängig von den Bildgebungsbedingungen, wie der Verstärkung im DAS 104, dem Beobachtungsfeld (FOV) und/oder der Scheibendicken (das sind Informationsstücke, in denen Rauschpegel der Datenerfassungskomponenten reflektiert werden), geändert wird, die Niedrigzahl-Artefakte in Bildern zuverlässiger reduziert werden.
Falls die Schwelle, wie oben beschrieben, geändert wird, wird vorzugsweise auch die Funktion „ 2" geändert. Wenn beispielsweise die Funktion „ 2" auf eine lineare Funktion eingestellt ist, werden wenigstens einer der Gradienten und des Terms, der für die Änderungen in dem Wert der Schwelle verantwortlich ist, geändert.
(Weitere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt und kann im Rahmen der Ansprüche der vorliegenden Erfindung modifiziert werden.
Beispielsweise können die zwei Funktionsarten, nämlich die erste durch den ersten Konverter 2022 benutzte Funktion und die zweite durch den zweiten Konverter 2023 benutzte Funktion durch nur einen Funktionstyp mit dem gleichen Effekt, wie dem oben Beschriebenen, ersetzt werden. Falls eine solche Konfiguration vorgenommen wird, wird der Diskriminator 2021 unnötig, während der erste und der zweite Konverter zu einer Einheit vereinigt werden können. Die vereinigte einzige Umwandlungseinheit kann so konfiguriert werden, dass sie eine einzige Log-Umwandlungs-Charakteristik (d.h. eine Signalfunktion) aufweist, die die gesamte in den 3 bzw. 4 durch eine durchgezogene Linie dargestellte Kurve approximiert. Eine derartige einzige Funktion kann durch ein einziges Polynom n-ten Grades mit einem größeren Grad „n" realisiert werden.
Weitere Beispiele einer derartigen einzigen Funktion für eine Log-Umwandlung können geschaffen werden durch eine Umwandlung auf der Grundlage von Filtern und eine Umwandlung auf der Grundlage einer Speichertabelle.
Bei der ersteren ist, wie in 5 gezeigt, der Vorprozessor 106 mit einer Abweichungskorrektureinheit 201, einem Hanning-Filter 205, der Referenzkorrektureinheit 203 und der Wasserkorrektureinheit 204 in der genannten Reihenfolge versehen. Mit Ausnahme des Hanning-Filters 205 sind die übrigen Einheiten in den Konfigurationen die selben wie jene zuvor gezeigten.
Es wird nun das Hanning-Filter 205 erläutert. Das Hanning-Filter 205 ist für eine Umwandlung (d.h. Log-Umwandlung) auf der Grundlage einer Einzelfunktionseingabe/-ausgabe-Charakteristik verantwortlich, wie in 6 durch eine einzige Kurve gezeigt, die nahtlos einen Funktionsbereich, der der idealen logarithmischen Funktion „1" folgt, mit einem Funktionsbereich verbindet, der der Funktion „2" folgt, welche von der idealen logarithmischen Funktion „1" abweicht.
Um diese Funktion zu realisieren, enthält das Hanning-Filter 205 Verarbeitungskonfigurationen sowohl für die Funktion „1" als auch für die Funktion „2", obgleich dies in 6 nicht gezeigt ist. Die Konfigurationen erlauben es der jeweiligen Eingabe „x" zunächst der Verarbeitung auf der Basis der Funktion „1" (d.h. es wird eine Ausgabe „y1" erzeugt) unterworfen zu werden und ferner einer Verarbeitung auf der Grundlage der Funktion „ 2" (d.h. es wird eine weitere Ausgabe „y2" erzeugt), und erlaubt es dann, die resultierenden Ausgangsgrößen „y1" und „y2" der Berechnung einer Ausgangsgröße y = (1 – w)y1 + wy2, zu unterziehen, wobei „w" ein Gewichtungsfaktor ist. Die Gewichtung „w", die von der Eingabe „x", abhängt, wird „1", wenn die Eingabe „x" klein ist, während sie „0" wird, wenn die Eingabe „x" groß ist.
Ein typisches Beispiel für Gewichtungsfunktionen, die einen solchen glatten Übergang der Gewichtung liefern, ist eine Hanning-Funktion, so dass bei der vorliegenden Modifikation die Umwandlungseinheit 205 repräsentativ als „Hanning-Filter" bezeichnet wird.
Demgemäß erlaubt es das „Hanning-Filter 205" die Funktionen „1" und „2" frei und so auszugestalten, dass sie glatt miteinander verbunden sind. Dies beseitigt das Erfordernis, die Verarbeitung auf der Grundlage der Schwelle zu benutzen und macht es möglich, in praktischer Weise sowohl die Funktion (1) als auch die Funktion (2) als eine einzige Funktion zu handhaben.
Die letztgenannte Modifikation ist in 7 dargestellt, in der der Vorprozessor 106 einen Suchprozessor (look-up Prozessor) 206 und eine Nachschlag-Speichertabelle 207 aufweist, die beide zwischen der Abweichungskorrektureinheit 201 und der Referenzkorrektureinheit 203 angeordnet sind. In der Speichertabelle 207 sind die Werte in Form einer Liste gespeichert, die die Eingangs/Ausgangs-Charakteristik einer einzigen Funktion anzeigt, welche durch Vereinigen der Funktionen „1" und „ 2" von 6 gebildet ist. Der Suchprozessor 206 ist so ausgebildet dass er sich auf die Eingangs/Ausgangs-Charakteristik in der Speichertabelle 207 bezieht, so dass eine Log-Umwandlung der von der Abweichungskorrektureinheit 201 kommenden Signale erfolgt. Die erhaltenen log-konvertierten Daten werden dann zur Referenzkorrektureinheit 203 gesandt.
Es wird nun eine weitere Modifikation anhand der 8 und 9 erläutert. Die vorhergehende Ausführungsform ist für eine Situation erläutert worden, bei der nur eine Schwelle benutzt wird. Die Log-Umwandlung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch mit einer Vielzahl von Schwellen durchgeführt werden, welches das Umschalten von drei oder mehr Funktionen von einer zur anderen erlaubt.
Wie zum Beispiel in den 8 und 9 dargestellt, ist der Signalumsetzer 202 mit einem Diskriminator 2024, einer Schwelleneinstellvorrichtung 2025 und einem ersten bis dritten Konverter 2026 bis 2028 ausgestattet. Wie in 9 gezeigt, ist die Schwelleneinstellvorrichtung 2025 in der Lage, dem Diskriminator 2024 vor der tatsächlichen Verarbeitung zwei Schwellen TH1 und TH2 (<TH1) vorzugeben, um die Eingangssignale zu unterscheiden. Die eine in 9 gezeigte Kurve, die durch Vereinigen von drei oder mehr Funktionen erhalten worden ist, weist zwei Bereiche auf. Ein Bereich zeigt eine Funktion, deren Eingaben gleich oder größer als eine Schwelle TH1 sind und die mit der idealen logarithmischen Funktion „1" übereinstimmt. Der weitere Bereich, der unterhalb der Schwelle TH1 für die Eingaben existiert, entspricht einer Funktion „ 2", die von der idealen logarithmischen Funktion abweicht. Der zuletzt genannte Bereich, gemäß der Funktion „ 2", ist ferner durch die restliche Schwelle TH2 unterteilt. Der Bereich unterhalb der Schwelle TH2 ist niedriger im Gradienten als der Bereich, der zwischen den Schwellen TH1 und TH2 existiert, wodurch eine sanftere Eingangs/Ausgangs-Charakteristik erzielt wird. Diese modifizierte Konfiguration mit einer Vielzahl von Schwellen liefert eine vorteilhaftere Log-Umwandlungseigenschaft für die Niedrigzahl-Daten.
Eine weitere modifizierte Konfiguration bezieht sich auch auf den Signalkonverter 202, der in 2 dargestellt ist. Es kann eine Vielzahl von Arten von Umwandlungsfunktionen, die eingestellt werden auf wenigstens eine, der in dem ersten Konverter 2022 benutzten ersten Funktion bzw. der in dem zweiten Konverter 2023 benutzten zweiten Funktionen, in deren inneren Speichern gespeichert werden, entsprechend den Bildgebungsbedingungen, wie der Verstärkung im DAS 104, den FOVs und/oder den Scheibenbreiten. Und falls eine bestimmte Bildgebungsbedingung ausgewählt wird, können die in dem ersten und/oder dem zweiten Konverter 2022 bzw. 2023 benutzten Funktionen in Übereinstimmung mit der ausgewählten Bildgebungsbedingung umgeschaltet werden. Gleichzeitig können die Schwellen in der gleichen Weise wie oben verändert werden.
Eine weitere Modifikation ist im Hinblick auf die Anordnung des Signalumsetzers 202 vorgesehen. Bei der vorhergehenden Ausführungsform ist der Signalumsetzer 202 so angeordnet, dass er die Log-Umwandlung bei den reinen Rohdaten vornimmt, die vom Detektor gesandt worden sind. Die Position des Signalumsetzers 202 kann zu anderen Positionen verändert werden, solange die vorhergehende Log-Umwandlung gewährleistet ist. Ein Beispiel besteht darin, dass der Signalumsetzer 202 unmittelbar nach der Referenzkorrektureinheit 203 angeordnet wird.
Hinsichtlich der Prozeduren der Datenverarbeitung können auch noch weitere Modifikationen vorgesehen werden. Die vorhergehende Ausführungsform setzt eine Konfiguration ein, bei der die aus dem DAS 105 ausgegebenen reinen Rohdaten über die kontaktfreie Datenübertragungseinheit 105 sequentiell zum Vorprozessor 106 ausgesandt werden, so dass die Rohdaten sequentiell erzeugt werden. Alternativ kann parallel zum Vorprozessor 106 eine Speichereinheit, wie auch eine Datenlese/-schreib-Schaltung vorgesehen werden, so dass die erfassten reinen Rohdaten in der Speichereinheit verschieden von der Vorverarbeitung, wie sie sind, gespeichert werden. Dies macht es möglich, dass, falls erforderlich, die erfassten reinen Rohdaten erneut aus der Speichereinheit ausgelesen werden können zum Vorverarbeiten der neu ausgelesenen reinen Rohdaten und dann zum Rekonstruieren von Bildern aus den neu vorverarbeiteten Daten. Folglich ist es möglich, wenn es, wegen des Auftretens von Niedrigzahl-Artefakten auf Bildern, die rekonstruiert werden, erwünscht ist, erneut zu scannen, die dem Signalkonverter 202 vorzugebenden Schwellen unmittelbar zu verändern. Demzufolge beseitigt dies die Notwendigkeit, das Abtasten selbst zu wiederholen, so dass lediglich die Vorverarbeitung ausreicht, für eine neue Betrachtung der Bilder.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Formen ausgebildet werden. Die obigen Ausführungsformen und Modifikationen sollen deshalb nur als erläuternd und nicht begrenzend angesehen werden; der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche angegeben.

Claims

Röntgenstrahl-CT-Scanner enthaltend: eine Röntgenstrahlquelle (101) zum Erzeugen von Röntgenstrahlen; einen Detektor (103) zum Detektieren der Röntgenstrahlen, die durch die Röntgenstrahlquelle erzeugt und durch ein Objekt übertragen worden sind, einen Prozessor (104 bis 106) zum Erzeugen von Projektionsdaten aus einem Ausgangssignal des Detektors durch Anwenden einer logarithmischen Umwandlung; und eine Rekonstruktionseinheit (114), die ausgebildet ist, unter Verwendung der durch den Prozessor erzeugten Projektionsdaten ein Bild zu rekonstruieren; dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor ausgebildet ist, Hochzahldaten des Ausgangssignals, oberhalb einer bestimmten Schwelle (TH1), einer reinen logarithmischen Umwandlung zu unterziehen oder einer Umwandlung, die sich einer solchen annähert; und Niedrigzahldaten des Ausgangssignals, unterhalb jener Schwelle, einer Umwandlung (2) zu unterziehen, die von einer reinen logarithmischen Funktion (1) abweicht, und einen sanfteren Gradienten aufweist als ihn die reine logarithmische Funktion unterhalb der Schwelle (TH1) haben würde, wobei sich der Umwandlungswert bei der Schwelle stufenlos ändert.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 1, bei dem die oberhalb der Schwelle angewandte Umwandlung eine reine logarithmische Umwandlung ist, die durch die mathematische Formel y = Klog[b,x] definiert ist, wobei y die Projektionsdatenausgabe, x das Rohdatenausgangssignal aus dem Detektor, b die logarithmische Basis und K eine Skalierungskonstante darstellen.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die unterhalb der Schwelle (TH1) angewandte Umwandlung durch eine Polynomfunktion definiert ist.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 3, bei dem die unterhalb der Schwelle angewandte Umwandlung linear ist.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Prozessor ausgebildet ist, eine weitere Schwelle (TH2) anzuwenden, die unterhalb der genannten Schwelle (TH1) liegt, und auf das Ausgangssignal oberhalb und unterhalb der weiteren Schwelle verschiedene Umwandlungen anzuwenden.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 1, bei dem die sowohl unterhalb als auch oberhalb der Schwelle (TH1) angewandte Umwandlung eine einzige Funktion ist, die sich oberhalb der Schwelle einer reinen logarithmischen Umwandlung annähert.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 6, bei dem die einzige Funktion ein Polynom n^ten-Grades ist.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der Prozessor eine Tabelle (207), in der Eingangs/Ausgangs-Daten der einen Kurve gespeichert sind und eine Referenzvorrichtung (206) enthält, die ausgebildet ist, um die logarithmische Umwandlungsverarbeitung mit Bezug auf die in der Tabelle gespeicherten Eingangs/Ausgangs-Daten durchzuführen.
Röntgenstrahl-CT-Scanner nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der Prozessor eine Gewichtungsvorrichtung (205) aufweist, die ausgebildet ist, die logarithmische Umwandlungsverarbeitung durch gewichtete Aufsummierung einer Vielzahl von logarithmischen Umwandlungsergebnissen auszuführen.