FDKVerfahren

FDK-Verfahren, kurz für Feldkamp-Davis-Kress-Verfahren, ist ein rekonstruktionsverfahren für drei-dimensionale Cone-Beam-Computertomografie (CBCT). Es wurde 1984 von Feldkamp, Davis und Kress vorgestellt und ist bis heute eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur schnellen 3D-Rekonstruktion aus zirkularen Röntgenprojektionen.

Prinzip und Vorgehen: Beim FDK-Verfahren werden Projektionsdaten, die das Objekt aus einer zirkulären Umlaufbahn des Röntgenstrahlers aufgenommen haben, verwendet. Das Verfahren erweitert das bekannte gefilterte Rückprojektion-Verfahren (FBP) von der 2D-auf die 3D-Geometrie. Zunächst werden die Projektionen geometrisch so gewichtet, dass die Konvergenz von Strahlen zum Detektor berücksichtigt wird. Anschließend erfolgt eine rampähnliche Filterung in den Projektionen und danach wird das gefilterte Signal entlang der Strahlen zurück in den Volumenraum rückprojiziert. Die einzelnen Rückprojektionen werden summiert, um das 3D-Rekonstrukt zu ergeben. Die Methode ist besonders effizient und eignet sich gut für zirkulare Drehbahnen mit moderatem Cone-Beam-Winkel.

Eigenschaften und Anwendungen: Das FDK-Verfahren ist robust, einfach zu implementieren und rechnerisch relativ günstig. Es liefert gute Ergebnisse bei ausreichender geometrischer Kalibrierung und moderaten Cone-Beam-Breiten, wird aber als Annäherung angesehen, da es für breitere Cone-Beams oder unvollständige Projektionen an Genauigkeit verliert. Typische Anwendungen finden sich in der medizinischen CBCT, der Zahnmedizin, der radiologischen Bildgebung sowie der industriellen zerstörungsfreien Prüfung.

Einschränkungen: Typische Artefakte können durch Bewegung, Beam-Hardening, Trunkierung oder ungenügende Abdeckung der Umlaufrichtung entstehen. Für größere Cone-Beams oder komplexere Trajektorien kommen oft iterative Rekonstruktionsmethoden zum Einsatz.