Bilderzeugung für tomographische Verfahren

Bei der Tomografie wird die innere räumliche Struktur eines Körpers durch Bestrahlung ermittelt und als Schnittbild dargestellt. Die Röntgen-Computertomografie (CT), die Magnetresonanztomografie (MRT) und die Ultraschall-Computertomografie sind die bekanntesten Verfahren.

Stand der Technik

Für die klassischen Verfahren werden Bilder des Probenkörpers aus verschiedenen Perspektiven erstellt und überlagernd so aufaddiert, dass ein 2- oder 3D-Bild der inneren Strukturen entstehen kann. Streu- und Reflexionssignale werden jedoch als bildstörendes Rauschen verarbeitet und führen zu einer schlechteren Qualität der Ergebnisse. Ein weiterer Nachteil liegt in der enormen Anzahl der Ausgangsbilder, die für eine Rekonstruktion benötigt werden. Sie erhöhen den zeitlichen Aufwand und damit auch die Kosten für die Bilddarstellung.

Technologie

Am Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE) wurde ein Verfahren zur Rekonstruktion von Bildern aus Reflexions- und Streusignalen entwickelt, das aus erheblich weniger Bilddaten hochwertigere Ergebnisse erzeugt. Dieses addiert die Daten nicht auf, sondern berechnet das Ergebnis über Randbedingungen. Aus dem aufgenommen Daten der Messungen können nicht nur gerade durchgehende Strahlen verarbeitet werden, sondern auch die Reflexionen und Streuungen. Aus diesen Daten werden zusätzliche Informationen gewonnen, wie zum Beispiel die Ausbreitungsgeschwindigkeiten und Absorptionen in den untersuchten Materialien, die in die Berechnung über mathematische Gleichungen miteinbezogen werden. Das Ergebnis der Rekonstruktion sind scharf begrenzte Strukturbilder, die nicht aufwändig, etwa durch Filterungen, nachgearbeitet werden müssen.

Vorteile

Das Verfahren ist um den Faktor 10 schneller in der Datenaufnahme, dadurch sinken nicht nur die Kosten für die einzelne Messung, sondern auch die Strahlenbelastung für den Probenkörper. Die Ergebnisse der Rekonstruktion liefern sichtbar bessere Darstellungsergebnisse, die sich in der Materialprüfung und medizinischen Diagnostik einsetzen lassen.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Partner für den industriellen Einsatz des Verfahrens.