Rekonstruktionsalgorithmus (CT)
Englisch: reconstruction algorithm, image reconstruction algorithm
Definition
Ein Rekonstruktionsalgorithmus bezeichnet in der Computertomographie (CT) ein mathematisches Verfahren, mit dem aus den gemessenen Projektionsdaten Schnittbilder des Körpers berechnet werden. Ziel der Rekonstruktion ist die Bestimmung der räumlichen Verteilung der Strahlenschwächung innerhalb des untersuchten Volumens.
Hintergrund
Während einer CT-Untersuchung werden aus vielen verschiedenen Winkeln Projektionsdaten aufgenommen. Jede Projektion entspricht dabei einer Messung der Abschwächung der Röntgenstrahlung entlang eines bestimmten Strahlenwegs durch den Körper. Diese Messwerte stellen mathematisch Linienintegrale des linearen Schwächungskoeffizienten dar. Der Rekonstruktionsalgorithmus löst das inverse Problem, aus diesen Linienintegralen die lokale Schwächung im Volumen zu bestimmen. Der Rekonstruktionsalgorithmus berechnet also aus den gemessenen Projektionsdaten die räumliche Verteilung der Strahlenschwächung im untersuchten Volumen und erzeugt daraus die CT-Schnittbilder.
Die Gesamtheit der Projektionsdaten kann in Form eines Sinogramms dargestellt werden, das als Ausgangspunkt der Bildrekonstruktion dient.
Rekonstruktionsverfahren
In der Computertomographie werden verschiedene Rekonstruktionsverfahren eingesetzt. Die wichtigsten sind:
Die Filtered Back Projection war lange Zeit das Standardverfahren der CT-Bildrekonstruktion. Moderne CT-Systeme verwenden zunehmend iterative Verfahren, die eine bessere Rauschunterdrückung und Artefaktreduktion ermöglichen.
Einfluss auf die Bildqualität
Der verwendete Rekonstruktionsalgorithmus hat wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften des CT-Bildes, insbesondere auf:
- Bildrauschen
- räumliche Ortsauflösung
- Artefaktanfälligkeit
- Rekonstruktionszeit
Durch unterschiedliche Rekonstruktionsverfahren und Parameter können CT-Bilder für verschiedene diagnostische Fragestellungen optimiert werden.