PuSH - Publikationsserver des Helmholtz Zentrums München

de las Heras, H.* ; Tischenko, O. ; Xu, Y.* ; Hoeschen, C.

Vergleich der Interpolationsfunktionen zur Verbesserung eines rebinning-freien CT-Rekonstruktionsalgorithmus.

Vortrag: 37. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik, 20-23 September 2006, Regensburg, Germany. (2006)
Verlagsversion bestellen
Einleitung Vor kurzem wurde ein neues CT Rekonstruktionsverfahren entwickelt, welches erlaubt, eine höhere räumliche Auflösung als FBP zu erreichen [1]. Der neue Algorithmus, OPED (Orthogonal Polynomial Expansion on Disc), ist eine robuste Methode, die weder Filterung noch Rebinning der Eingangsdaten braucht. Die mit einer bestimmten Fan Geometrie gemessenen Daten werden durch ein einfaches Umsortieren an ihre entsprechenden Plätze des Sinograms gebracht. In dem Sinogram entstehen bei bestimmten Aufnahme-Geometrien trotzdem leere Zellen, die durch Interpolation zwischen den Messdaten gefüllt werden müssen. In diesem Beitrag beobachten wir die Interpolationsfunktionen dazu. Material und Methoden Daten von einem Shepp-Logan Phantom wurden für verschiedene Anzahl Fan Views (zwischen 11 und 601) erzeugt. Zwei leere Zellen zwischen je zwei gemessenen Daten entstanden in allen Reihen des Sinograms entstehen. Lineare Interpolation, kubische Splines und zwei Parametrische Splines wurden für die Interpolation dieser leeren Zellen betrachtet. OPED wurde dann für die Rekonstruktion benutzt. Die Rekonstruktionsgenaugkeit der 256x256 Bilder wurde mittels NMSE (Normalised Mean Squared Error) gemessen. Die Ergebnisse der verschiedenen Interpolationsmethoden werden als Funktion der Anzahl der Views verglichen. Zusätzlich wird die Ortsauflösung der durch OPED rekonstruierten Bilder analysiert. Dafür wird ein Kanten-Phantom mit 601 Views erzeugt. Die Daten werden Interpoliert und mit OPED auf einem 512x512 Grid rekonstruiert. Die MTF wird durch die Tilted Edge Methode [2] in zwei Regionen gemessen. Ergebnisse Die Rekonstruktionsgenauigkeit bei Verwendung der verschiedenen Methoden wird bezüglich der linearen Interpolation in Abbildung 1 gezeigt, und zwar als Funktion der Anzahl der Views. Die MTF ist für die kubischen Splines am höchsten. Es erreicht 0.5 bei der Nyquist Frequenz gemessen im Zentral-Bereich des Bildes, und 0.3 gemessen am Rand des Bildes. Diskussion Lineare Interpolation verursacht Artefakte, die durch die Anwendung von Splines vermieden werden kann. Die parametrischen Splines brauchen zwar 10 Mal mehr Rechenzeit als die anderen Methoden, aber für eine kleine Anzahl der Views sind sie von Vorteil (bei einem bestimmten Wert ihres Parameters). Für mehr als 50 Fan Views lohnen sich diesen Splines dennoch nicht, weil sie kein besseres Ergebnis als die natürlichen kubischen Splines zeigen (siehe Abbildung 1). Die Analyse der MTF zeigt, dass unser 1D-Interpolationsverfahren eine Ungleichmäßigkeit in die Rekonstruktionsqualität der Bilder einfügt. Die Erklärung findet sich in der Struktur des Sinograms. Eine Reihe des Sinograms enthält Daten aus Strahlen deren Entfernung zum Zentrum des Bildes gleich ist. Aber je grösser diese Entfernung ist, desto mehr entfernt von einander sind auch die Daten mittendrin. Daher gibt es mehr Unsicherheit in der Interpolation und folglich eine geringere Auflösung. Der Gebrauch einer 2D-Interpolationsmethode soll dieses Problem vermeiden.
Weitere Metriken?
Zusatzinfos bearbeiten [➜Einloggen]
Publikationstyp Sonstiges: Vortrag
Konferenztitel 37. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik
Konferzenzdatum 20-23 September 2006
Konferenzort Regensburg, Germany