Rekonstruktionskernel
Synonyme: Rekonstruktionsfilter, Faltungskernel
Englisch: reconstruction kernel, convolution kernel, reconstruction filter
Definition
Ein Rekonstruktionskernel ist ein mathematischer Filter, der bei der Bildrekonstruktion von Computertomographie-Daten angewendet wird. Er beeinflusst die Darstellung von Kanten, Bildrauschen und Ortsauflösung im rekonstruierten CT-Bild.
Hintergrund
Bei der CT werden zunächst Projektionsdaten aus vielen unterschiedlichen Winkeln gemessen. Zur Berechnung der Schnittbilder werden diese Daten mithilfe von Rekonstruktionsverfahren verarbeitet, z.B. der Filtered Back Projection oder der iterativen Rekonstruktion. Der Rekonstruktionskernel wird dabei während der mathematischen Verarbeitung der Daten angewendet. Er beschreibt eine Faltungsfunktion, die das Frequenzspektrum der Bilddaten verändert. Dadurch können bestimmte räumliche Frequenzen verstärkt oder abgeschwächt werden. Hohe räumliche Frequenzen entsprechen feinen Strukturen und Kanten, während niedrige Frequenzen eher großflächige Helligkeitsunterschiede repräsentieren.
Je nach Wahl des Kernels verändert sich das Verhältnis zwischen Ortsauflösung und Bildrauschen und damit auch die diagnostische Aussagekraft einer CT-Untersuchung. Häufig werden aus demselben Datensatz mehrere Rekonstruktionen mit unterschiedlichen Kerneln erzeugt, um verschiedene Gewebearten optimal beurteilen zu können.
Typen
Je nach diagnostischer Fragestellung werden unterschiedliche Kernel verwendet. Typische Kategorien sind:
- "weiche" Kernel: glätten das Bild, reduzieren Bildrauschen, werden vor allem für die Darstellung von Weichteilen verwendet
- "harte" Kernel: verstärken Kanten und feine Strukturen, erhöhen die Ortsauflösung, führen zu stärkerem Bildrauschen, werden häufig für Knochen und Lunge verwendet
Die konkrete Bezeichnung der Kernel ist herstellerabhängig (z.B. B30f, B70f, Standard, Bone).