188196. lajstromszámú szabadalom • Firmware visszavetítő berendezés ct rendszerekhez
1 188 1% 2 purátor (22) kimenőjelétől függően engedélyezett vagy tiltott közbenső adattár (19); a rész-visszavetített értékeket tároló képmemória (23), valamint az utóbbiból éppen kiolvasott érték és a hozzátartozó vetületi érték összegét képező összeadó (24). A találmány tárgya firmware visszavetítő berendezés elsősorban számítógépes tomográfokban alkalmazott szűrt visszavelítésen alapuló képrekonstrukció visszavetítési fázisának végrehajtására, amely egy közepes teljesítményű számítógép DMA csatornájához illeszthető, és a letapogatott réteg képének tetszőleges számú és elhelyezkedésű profilból való teljes vagy részleges visszavetítésére alkalmas. Az emberi test anatómiájának felderítésében, a betegségek felismerésében és nyomkövetésében nélkülözhetetlen eszköz a röntgendiagnosztika. A hagyományos röntgentechnika korlátái jórészt kiküszöbölhetővé váltak a számítógépes tomográfia (CT) megjelenése óta. Ezen új röntgenkép alkotási eljárás 1973 óta vonult be a radiológusok fegyvertárába. A számítógépes tomográf a test hossztengelyére merőleges sík kétdimenziós képét állítja elő, pontosabban ezen síkra fektetett raszterhálóhoz rendelt sugárgyengítési együtthatókat határozza meg. Matematikailag a feladat úgy fogalmazódik meg, hogy adva van a kétdimenziós rétegről készített nagyszámú vetület, kidolgozandó egy algoritmus, mely ezen vetületekből állítja elő (rekonstruálja) a kétdimenziós réteg képét. Ezen képrekonstrukció elvileg a következő módokon valósítható meg: 1. Közvetlen mátrix eljárással 2. Iteratív módszerrel 3. Analitikus megoldással. Az első két módszer jól hangzó elméleti megfogalmazása ellenére a gyakorlat számára használhatatlan (számítástechnikai nehézségek: sebességi probléma, divergens algoritmus, óriási memóriakapacitás igény). A harmadik módszer a Fouriertranszformáción alapul, gyakorlatilag a CT gyártó cégek ezt a metódust realizálják a képrekonstrukció során. Közismert - most nem részletezendő oknál fogva - az ún. szűrt visszavetítés a szokásos eljárás, ennek is az a megvalósítása, melynek során a szűrés a tértartományban végrehajtott konvolúció segítségével történik. Ennek alapvető számítástechnikai fázisai a következők: 1. Preprocesszálás (különböző korrekciók, előszűrés) 2. Szűrés (konvolúció) 3. Visszavetítés 4. Postprocesszálás. Alapvető nehézségeket a 2. és 3. fázis jelent, számítástechnikailag ez a két feladat a különösen időigényes. A visszavetítés matematikailag a következő módon fogalmazható meg: Bp (r.<$) = (' Pfr.cos () — ),0] 50 , aOoA. o Bp (r, O) jelenti a visszavetített kép eloszlásfüggvényét P [r. cos (0-d>), O] azon vetületek, amelyekből a képet kívánjuk visszavetíteni r, O polárkoordináták 0 a pásztázandó objektum letapogatása közben „bejárt” szögtartomány. Diszkrét szögek alatti illetve diszkrét lineáris mintavételezés esetén a fenti integrált nyilván csak közelíteni tudjuk. A numerikus kiértékelés során szokásos közelítő módszerek:- legközelebbi szomszéd választása- lineáris interpolálás. A képrekonstrukció során szokásos bizonyos optimalizálási szempontokat definiálni és egy adott rekonstrukciós módszert ezek alapján értékelni. A gyakrabban figyelembe vett szempontok (megtartva az angolszász terminológiát):- point response width - maximum secondary overshot- noise sensitivity. Ezen, egymásnak gyakran ellentmondó optimalizálási szempontok közötti kompromisszumként kezelhető a visszavetítés azon megoldása, melynek során véges lineáris interpolálást végeznek, és ezen véges halmazon belül a legközelebbi szomszéd választás technikájával élnek. Erre a megoldásra a későbbiek során még visszatérünk. A visszavetítés elvileg elvégezhető: a) analóg, úton ß) software által y) hardware segítségével. Az analóg megoldás kizárólag demonstrációs célokra megfelelő, egyetlen berendezésben sem alkalmazzák képvisszavetítésre. A felsorolt megoldások nehézségei a következőkben összegezhetők:- a fent vázolt közelítő módszereken túl a pontosság nem „rontható” tovább (egyik döntő érv az analóg módszer ellen) . - a megoldásnak lehetőleg real-time módon kell elvégeznie a visszavetítést (software megoldás ezt korszerű tomográfoknál nem teszi lehetővé)- a gazdaságosság igénye aligha szól az univerzális gyors hardware-ek mellett. Jelenleg a kereskedelmi forgalomban lévő berendezések jobbára a szűrt visszavetítés elvén alapuló rekonstrukcióval dolgoznak. A többi elvi képrekonstrukciós módszer gyakorlati nehézségeit fent már láthattuk. A szűrés végrehajtása utáni visszavetítés két alapvető módon történik: a) Software visszavetítés b) Hardware visszavetítés. A software visszavetítés elvileg kézenfekvő módszernek tűnik. Számítógép a rendszerben úgyis kell, az ún. első-generációs CT berendezések mérési adatgyűjtő rendszerének lassúsága bizonyos kompromisszumok mellett lehetővé is teszi a software visszavetítést. A gyorsabb mérési adatgyűjtő rendszerrel bíró gépeknél azonban aligha fogadható el a néhány perces utófeldolgozási idő (ahol a mérési adatgyűjtés jóval 1 percen belül történik meg). A piacon kapható berendezések közül egy igen jó paraméterrel rendelkező készülékkel illusztrálva az idő viszonyt (GE CT/T 7.800): mérési adatgyűjtés: 6-12 sec utó-rekonstrukciós idő: 90-120 sec. 5 IC 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
