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JP2002224099A - 螺旋状の相対運動を含むコンピュータ断層撮影方法 - Google Patents

螺旋状の相対運動を含むコンピュータ断層撮影方法

Info

Publication number
JP2002224099A
JP2002224099A JP2001373109A JP2001373109A JP2002224099A JP 2002224099 A JP2002224099 A JP 2002224099A JP 2001373109 A JP2001373109 A JP 2001373109A JP 2001373109 A JP2001373109 A JP 2001373109A JP 2002224099 A JP2002224099 A JP 2002224099A
Authority
JP
Japan
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link
attenuation
values
ray
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2001373109A
Other languages
English (en)
Inventor
Per-Erik Danielsson
ダニエルソン ペール−エリク
Henrik Valdemar Turbell
ヴァルデマール トゥールベル ヘンリク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JP2002224099A publication Critical patent/JP2002224099A/ja
Ceased legal-status Critical Current

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    • G06T12/20
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S378/00X-ray or gamma ray systems or devices
    • Y10S378/901Computer tomography program or processor

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  • Veterinary Medicine (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円錐状の放射線ビームが回転軸に垂直な方向
及び平行な方向に大きい開口角を有する場合でも少ない
画像アーティファクトで画像が再現されるようコンピュ
ータ断層撮影を行うことを目的とする。 【解決手段】 本発明はフィルタリングされた逆投影に
必要とされる加算演算が2段階で行われ、フィルタリン
グが第1の加算段階の後にのみ行われるコンピュータ断
層撮影方法に関する。この方法は、平行な光線によって
決められる表面上の平行な平面上に位置し螺旋の対向し
て位置するセグメントをリンクする点について行われる
ことが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円錐状放射線ビー
ムを放出する放射線源が検査ゾーンに対して螺旋状の相
対運動を行うコンピュータ断層撮影方法に関する。ま
た、本発明は、かかる方法を実行するためのコンピュー
タ断層撮影装置及びコンピュータプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】上述の種類のコンピュータ断層撮影方法
は、PCT/IB99/00027より公知である。C
T画像は、測定値がいわゆる平行リビニング(rebinnin
g)演算の後に1次元の傾斜状の(ramp-like)フィルタ
リングを受けるフィルタ補正逆投影法を適用することに
より、捕捉された測定値から再構成される。続いて、検
査ゾーン中の所与の点を通過した光線に関連するフィル
タデータが加算され、当該の点の放射線ビームの光線に
ついての減衰係数が与えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにして形成さ
れたCT(CT=コンピュータ断層撮影)画像は非常に
よい画質であるが、特に円錐状の放射線ビームが回転軸
に垂直な方向及び平行な方向に大きい開口角を有する場
合は、やはり画像アーティファクトを含みうる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の種類の
方法によって与えられる画質を更に向上させることを目
的とする。この目的は、(a)放射線源から発せられ検
査ゾーン又はその中にある対象を横切る複数の光線を含
む円錐状放射ビームを発生する段階と、(b)放射線源
と検査ゾーン又は対象との間で回転軸回りの回転及び回
転軸に平行な変位を含み螺旋の形状とされる相対的な運
動を発生する段階と、(c)検出器ユニットを用いて、
相対的な運動中の検査ゾーン中の光線の減衰に依存する
測定値を捕捉する段階と、(d)光線の位置及び向きを
表わす3次元パラメータ空間中の網のリンクに沿って測
定値を加算することによりリンク値を計算する段階と、
(e)検査ゾーンの所与の面を通過する光線に関連付け
られるリンクについてのフィルタデータを生成するため
にリンク値をフィルタリングする段階と、(f)面上の
画素における放射線の減衰を、画素を通過する光線によ
ってパラメータ空間中で決められる軌跡を近似するリン
クのフィルタデータを加算することにより計算する段階
と、(g)回転軸の方向上互いにずらされた他の面につ
いて少なくとも段階(e)及び(f)を繰り返す段階と
を含む、コンピュータ断層撮影方法によって達成され
る。
【0005】本発明は、公知の方法によって生ずるアー
ティファクトは、共通な(一次元であり傾斜状の)フィ
ルタ演算を受ける測定値の組合せがフィルタ演算毎に異
なるという認識によるものである。しかしながら、本発
明によれば種々のフィルタ演算は、検査ゾーン中の同一
の面を少なくとも近似的に通過する光線に関連付けられ
る測定値に対してのみ行われる。
【0006】フィルタ演算をこれらの測定値に限ること
が可能であるのは、段階(d)及び(f)に従って2ス
テップ加算演算が実行されるため、また、これらの2つ
の段階の間に段階(e)に従ってフィルタ演算が実行さ
れるためである。
【0007】請求項2は、本発明の望ましい変形例を開
示する。請求項2に定義される面を通過する全ての光線
は、回転軸に平行に延び共に正確に180°の角度範囲
を決める面上に位置する。従って、この面での減衰は、
冗長な測定データを使用することなく再構成されうる。
他の全ての面について、より大きい角度範囲から光線を
考慮する必要がある。
【0008】本願の出願人は雑誌"International Journ
al of Imaging Systems and Technology", Vol. 11, 20
00(pp.91-100)に、(逆投影よりも先に行われる)1次
元フィルタリングが傾斜線に沿った回転軸を含む平面を
通る光線の測定値を使用するフィルタリングされた逆投
影の方法について発表している。これらの線は、平面上
にPi(パイ)面(請求項2に定義される面と同じであ
る)と称される面の投影を近似する。しかしながら、投
影は幾つかの投影方向についてのみ線形である。従っ
て、一連のかかる面について毎回2次元に減衰が再構成
される場合は、最適な画質は得られない。更に、かかる
方法ではフィルタリング及び逆投影は従来と同様の順序
で行われ、一方、本発明ではこれらの2つの段階は上述
の3つの段階(d)、(e)、(f)を含むものであり
間に挟まれている。
【0009】請求項3に記載の更なる変形例は、検出器
ユニットが回転軸の方向に比較的大きい寸法を有する場
合に特に有利である。小さい寸法の場合は、全ての光線
について余弦関数が適切に値1を近似するため、なくさ
れてもよい。
【0010】請求項4に従って正則デカルトグリッドの
グリッド点において減衰値が得られる場合、検査ゾーン
中の任意の面のCT画像は単に後の段階において形成さ
れる。
【0011】外見上、フィルタリングの前にリンク値の
計算のために測定値が得られる角度範囲が大きいほど、
データはより特定的に1つのPi面にのみ関連する。一
方、元の投影データを従来の方法でフィルタリングしな
いための要件はリンクが直線の線分であることである。
角度的な範囲が大きいほど、測定空間中の画素軌跡の片
ごとの線形的な近似の精度は低くなる。これらの矛盾し
た要件の間の適切な妥協策については、請求項5に記載
の変形によって提供される。
【0012】光線は、請求項6に従っていわゆる平行リ
ビニングを受けることが有利である。
【0013】請求項7は本発明の方法を実行するのに適
したコンピュータ断層撮影装置について記載したもので
あり、請求項8は本発明による再構成方法を実行するた
めのコンピュータプログラムについて記載したものであ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明について詳述する。図1に示されるコンピュータ断層
撮影装置は、回転軸14回りに回転可能なガントリー1
の形状の走査ユニットを含む。このために、ガントリー
はモータ2によって望ましくは一定であるが調整可能な
角速度で駆動される。例えばX線源である放射線源S
は、ガントリー1上に取り付けられる。源には、放射線
源Sによって生成される放射線から円錐状の放射線ビー
ム4を、即ち、回転軸に垂直な平面上に且つ回転軸の方
向上にゼロ以外の有限の寸法を有する放射線ビームを形
成するコリメータ装置3が設けられる。
【0015】放射線ビーム4は、患者が患者台上に(い
ずれも図示せず)載せられうる検査ゾーン13を通過す
る。検査ゾーン13は円筒形状とされる。X線ビーム4
は、円筒状の検査ゾーンを通った後、ガントリー1に接
続されマトリックス状に配置される多数の検出器素子を
含む2次元検出器ユニット16に入射する。各検出器素
子は、放射線源の各位置の放射線ビーム4の光線につい
ての測定値を生じさせうる。検出器素子は、行及び列に
配置される。検出器の列は回転軸に平行に延びる。検出
器の行は、回転軸に垂直に延びる平面上、例えば放射線
源Sの回りの円の円弧の上に配置されうる。検出器の行
は、通常は検出器の行に含まれる検出器素子の数(例え
ば16個)よりもかなり多くの検出器素子(例えば10
00個)を含みうる。
【0016】放射線ビーム4の開口角αmax(開口角
は、放射線ビーム4の縁に位置するビーム4の光線が放
射線源S及び回転軸14によって決まる平面に対して成
す角度と定義される)は、測定値の捕捉中に検査される
べき対象を配置すべき円筒の直径を決める。検査される
べき対象、又は患者台もまた、モータ5によって回転軸
14に平行に変位されうる。この変位の速度は望ましく
は一定であるが、調整可能である。2つのモータ5及び
2を同時に作動させると、放射線源S及び検出器ユニッ
ト16は螺旋走査運動を行う。
【0017】回転するガントリー1上の検出器ユニット
16によって捕捉される測定値は、通常は空間中の定点
に配置され非接触で動作するデータループ(図示せず)
を介して検出器ユニットに接続される画像処理コンピュ
ータ10に与えられる。画像処理コンピュータ10は、
種々の画像処理演算を実行することが可能である。特
に、捕捉された測定値から検査ゾーン13中のX線の減
衰を再構成し、それにより3Dデータセットを生成する
ことが可能である。
【0018】以下、図2に示すフローチャートを参照し
て本発明について詳述する。初期化(ブロック101)
の後、放射線源Sが検査されるべき対象に対して螺旋状
の路に沿って動くよう、モータ2及び5を同時に作動さ
せる。ステップ102では、検出器ユニット16は、た
ぶん平滑化し対数をとった後は、測定値を測定した光線
に沿った減衰の線積分に対応する測定値を捕捉する。3
次元(β,γ,s)パラメータ空間では、かかる測定値
p(β,γ,s)又は関連する光線は、当該の放射線源
の位置から回転軸14への垂線の方向β(βは1回転以
上した後は2πよりも大きくなりうる)と、当該の測定
値に関連する光線が上記の垂線を含む平面に対して成す
角度γと、(上記の垂線に対して垂直であり、回転軸を
含む平面上の)光線の高さ座標sとによって特徴付けら
れる。各光線は、この3次元パラメータ空間中の点によ
って特徴付けられる。
【0019】必要であれば、この段階において、全ての
測定値は、関連する光線が回転軸に垂直に延びる平面に
対して成す角度の余弦で重み付けされうる。しかしなが
ら、余弦が全ての光線について略1の値を有する場合、
この段階は省かれうる。これは、検出器16の寸法が放
射線源からの距離と比較してもはや無視できるほど小さ
くない場合に必要となる。
【0020】次の段階(103)において、以下の式、
【0021】
【数1】 に従っていわゆる平行リビニング演算が実行されうる。
【0022】このようにして生成された新しい組の測定
値p(θ,t,s)は回転軸14に垂直な平面上の当
該の測定値に関連付けられる光線の(投影)方向θと、
この光線と回転軸14との間の距離tと、上述の座標s
とによって特徴付けられる。このようにして再ソート及
び再補間によって得られる新しい測定値は元の測定値p
(β,γ,s)と同等であるが、以下、明瞭性のため投
影値と称するものとし、上付きの添え字Pを付す。この
測定値に関連付けられる光線は、(θ,t,s)パラメ
ータ空間中で正則グリッドを定義する。
【0023】上述の文献により公知の再構成方法及び本
発明による再構成方法について、以下、簡単化された例
に基づいて詳述する。簡単化は、検出器ユニットがs=
0であるような検出器の単一の行のみを含むとの仮定に
基づく。公知の方法に従って、リビニング演算の後に、
同じ投影角度θを有し異なるtを有する全ての測定値が
共通のフィルタリング演算を受けるフィルタリング段階
が行われる。
【0024】フィルタリングされたデータは、その後に
のみ空間へ逆投影され、検査ゾーン中の点について減衰
値を計算するために、当該の点を通過した全ての光線か
らの寄与はその後に加算される。この段階について、投
影角度θを横座標とし、縦座標tを有する2次元(θ,
t)パラメータ空間を示す図3を参照する。パラメータ
空間中の太い破線は、0乃至πの投影角度範囲θに亘っ
て当該の点を通過する光線を相互接続する軌跡30を示
す。これらの光線は、通常は、投影値pが置かれる
(θ,t)パラメータ空間中のグリッド点のうちの1つ
には一致しない。従って、逆投影のために使用される値
は補間によって決定されねばならない。軌跡30が正弦
状の進路であるため、図3の表現はシノグラムと称され
ることが多い。
【0025】本発明は異なったアプローチをとる。0乃
至πの投影角度範囲に亘って逆投影中に行われる加算演
算は2つのサブステップで行われ、フィルタリング段階
は逆投影の前ではなく逆投影の2つのサブステップの間
に行われる。このため、パラメータ空間中に網40が形
成される。この網のノードは投影値が決められる立方グ
リッドのグリッド点の距離よりもかなり大きいθ方向及
びt方向上の距離に配置される。隣接するノードの列
は、リンク51によって相互接続される。これらのリン
ク51のうちの幾つかは、シノグラム中の軌跡30の少
なくとも最大の勾配に等しい勾配を有する。このように
全ての軌跡は一組のリンクによって近似されうる。図3
中の太い線は軌跡30を近似するリンクを示す。
【0026】第1の部分加算演算は、網の各リンクに沿
った投影値を計算し加算することによってリンク値を計
算することによって行われる。これについて、図3のシ
ノグラムの一部と、点(θi1,t及びθi2
)をリンクする単一のリンク51とを示す図4を参
照して説明する。値pが定義される幾つかのグリッド
点は、図4中の十字によって示される。図4に示される
ように、グリッド点は各投影角度増分について得られる
リンク上の点に一致しない。リンク51の端点もまたグ
リッド点と一致する必要はない。点(θi1,t)と
点(θi2,t)の間のリンク51についてのリンク
値I(θi1,t;θi2,t)の計算は、以下の
式、
【0027】
【数2】 に従う。
【0028】まだ説明されておらず、続いて実行される
フィルタリング段階は、リンク値からフィルタリングさ
れたデータを生成する。図5に従った第2の加算段階
中、軌跡30を近似するリンクのフィルタデータ
...D及びA...Dが加算される。図5は、軌
跡の一部及びリンクのみを示す。以下画素と称され軌跡
30に関連付けられる点(x,y)の減衰値f(x,
y)は、以下の式、
【0029】
【数3】 に従って計算される。
【0030】式中、Aj,Bj,...Djは軌跡30が近似
されるリンクについてのフィルタリングされたデータで
あり、kは網40によってシノグラムが分割される投影
間隔の数である。値wj及びwj+1はリンクと軌跡30の
間の距離に依存する重み付け係数であり、その意味は図
5から明らかである。投影間隔の数kは、投影間隔の長
さに反比例して変化する。k値が大きい場合は、網のメ
ッシュが細かいこと及びリンクにより軌跡が適切に近似
されることに対応する。しかしながら、これらはかなり
の計算努力を必要とする。精度と計算努力との間の適切
な妥協策は、以下の式、
【0031】
【数4】 によって与えられる。式中、Nθは、180°に亘って
規則的に分布され、それについて3次元パラメータ空間
が決められうる投影値の数である。
【0032】個々のリンクもまた他の軌跡による軌跡の
近似のために使用されうるため、1回捕捉された関連す
るフィルタデータは数回使用され、それにより必要な計
算努力を減少させる。以下、この方法を3次元データセ
ットの場合について説明するが、3次元の場合は、図3
の2次元の場合の測定によってなんらかの方法で強調さ
れる面はない。それでもなお、ステップ104では、放
射線の減衰の画素が再構成されるべき画素について面が
与えられる。
【0033】これについて、放射線源が下から上へ動く
と想定して、検査ゾーンに対する放射線源の螺旋状の軌
跡17を示す図6を参照して説明する。例えば、所与の
投影角度について、相互に平行であり、回転軸14に平
行な平面上で検査ゾーン(図示せず)を横切る幾つかの
扇形ビーム41,42...45が示される。これにつ
いて、上側エッジ及び下側エッジは螺旋17の対向して
位置するセグメントを通ると想定する。検査ユニット
が、螺旋の隣接した巻きの間の領域中の光線についての
み測定値が得られるよう構成されるとき(又はこれらの
光線の測定値のみが評価されるとき)、(引用された文
献から公知であるように)検査ゾーン中の各点が正確に
180°の投影角度範囲から照射されることが確実とさ
れる。
【0034】図は、回転軸14を含み、投影方向に垂直
に延びる矩形の表面180も示す。矩形の上辺及び下辺
は平行な扇形ビームの上側エッジ光線及び下側エッジ光
線に一致する。左側の辺及び右側の辺は、検査ゾーン1
3の周囲によって決められる(図1参照)。
【0035】全ての光線はこのように所与の方向につい
て矩形180を通るため、この矩形は以下検出器ウィン
ドウとも称される。他の投影方向については、この検出
器窓の空間中の位置及び向きはそれを通る扇形ビームと
同じ程度まで変化する。放射線源が螺旋17に沿って上
向きに動くと想定すると、検査ゾーン中の全ての点はま
ず検出器ウィンドウの上側のエッジへ投影され、180
°の投影角度の変化後は下側エッジを通る。図6の表現
において検出器ウィンドウ6の上側エッジを通る光線、
例えば光線44及び45は、180°に亘る投影方向の
増加の後、検出器ウィンドウ160の下側エッジ(その
高さにより上向きに移動されている)を通る。
【0036】ステップ104では、螺旋の対向して位置
するセグメントを相互接続し、平行な平面上に延びる光
線によって形成される面70が予め選択される。この
(平坦でない)面は、(θ,t,s)パラメータ空間で
はこの面を通過するかこの面に位置する光線に関連する
全ての投影値pは正確に180°の投影角度範囲にあ
るため、Pi面とも称される。
【0037】この面に位置するかこの面を通過する光線
のみが共通フィルタリング演算を受け、最初は減衰の2
次元再構成はこの面に対してのみ実行される。例えば平
坦な面といった他の面もまた選択されうる。しかしなが
ら、その場合、180°以上の投影角度範囲から投影値
を考慮に入れることが必要であり、これはフィルタ
リング及び再構成をより困難なものとする。
【0038】図7は、夫々22.5°だけ相互にずらさ
れた投影方向について、Pi面中の画素を検出器ウィン
ドウ160に投影した場合について示す図である。上述
のように、Pi面上の画素の投影は、放射線ビームへ入
るときは検出ウィンドウ160の上側エッジaに一致
し、出るときは下側エッジbに一致する。検出器ウィン
ドウの上側エッジaは式s/h=0.25に従って水平
に延び、下側エッジbが式s/h=−0.25に従うの
と同様であり、式中、hは螺旋の2つの隣接する巻きの
間の距離である。投影のために、Pi面70の画素の間
に位置する方向は直線上に投影されるのではなく、水平
な直線a及びbに対して多少傾斜した狭い片(c,d,
e,f等)へ投影される。隣接の投影方向の片は重なり
合う場合がある。
【0039】従って、Pi面を通過する(θ,t,s)
パラメータ空間中の光線を含む網40は、もはや(2次
元の場合のように)1つの平面上に位置するのではな
く、曲面上に位置する。明らかに、網のこの部分の
(θ,t)平面上への投影は図3の表現に対応するが、
この網のノードは異なるs座標を有する。座標θ,t
及びθ,tを有する2つの光線(又は網40のノ
ード)をリンクするリンク51は、座標s及びs
有する。これらの2つの光線は、座標x,yを有するP
i面上の画素で交わる。投影方向θ及びθからこの
画素(x,y)を検出ウィンドウ160へ投影すること
により、リンク51に関連する座標s及びs が生ず
る。図8は、(θ,t,s)空間中の網の上記の部分の
斜視図である。
【0040】この網についてのリンクのリンク値は、ス
テップ105において計算される。式2は、
【0041】
【数5】 となる。
【0042】ステップ106において、図8に示される
網の部分に関連するリンクのリンク値は、以下の式、
【0043】
【数6】 に従ってフィルタリングされ、式中、
【0044】
【外1】 は畳み込み演算を示し、g(t)は畳み込みにより所望
の傾斜状のフィルタリングを生じさせるフィルタリング
関数である。式5は、同一の投影角度(θi1)から発せ
られ同一の勾配Δt=t2−t1を有する全てのリンクが
(共通の)フィルタリング演算を受ける1次元の畳み込
みを表わす。これは、所与の投影角度θから出るリンク
を示す図9に示され、図中、同じ勾配を有するリンクは
同じ破線又は点線で示される。フィルタリング演算は、
例えば参照番号51によって示されるリンクのリンク値
を含む。
【0045】続く段階107において、Pi面70(図
6)の個々の画素(x,y)の軌跡30(図8参照)を
近似するリンクのフィルタリングされたデータが加算さ
れる。このPi面の画素の全ての軌跡は直線s/h=
0.25及びθ=θi(図8のθi=0)から開始する。
全ての軌跡は、座標s/h=−0.25及びθ=θi
πによって決められる共通の線上で終端する。計算は式
3に従って行なわれ、値Aj...Djはステップ106に
おいて計算され軌跡30を近似する
【0046】
【外2】 によって生成される。
【0047】ステップ107は、ステップ104で与え
られるPi面70上の減衰値f(x,y)を生じさせ
る。続くステップ109において、異なるPi面が選択
される。この面は例えば投影方向をインクリメントさせ
ることにより先行するPi面とは異なり、回転軸14の
方向にずれている。ステップ105及び107はこの新
しいPi面のために再び行われ、続いて更なるPi面の
ために繰り返される。最後に、z方向に互いにずれてお
り、投影角度のインクリメントにより互いに対して回転
している多数のPi面(図10に図示)について減衰値
が得られる。
【0048】例えば立方グリッドといった正則デカルト
グリッドの点において2つの外側Pi面によって決めら
れる3次元ゾーン中の減衰f(x,y,z)の空間的な
分布の表現を可能とするため、ステップ108において
補間が行われる。同じx及びy座標について個々のPi
面のために減衰値が既に計算されているため、z方向の
補間のみが必要とされる。続いて方法は終了する(ステ
ップ110)。
【0049】ステップ103における式1に従ってリビ
ニングがステップ104における式4に従ったリンク値
の計算にシフトしたとき、リンク値はリビニングを必要
とすることなく、測定値p(β,γ,s)から直接計算
されうる。ステップ103におけるリビニングは、この
ように省かれうる。
【0050】更に、回転軸(又はz軸)に垂直に延びる
平面に配置される検出器行を含む検出器の場合、検出器
行が例えば放射線源の周りの縁の円弧上に配置されてい
る場合、値sは検出器行については一定ではない。その
場合、3次元パラメータ空間において一定の値sを生じ
させるリビニングもまた必要ではない。その代わりに、
式4の各加数に対して補間が行われうる。エイリアシン
グ効果を回避するため、(式4が基づいている)投影角
度の増分は減少されるべきである。
【0051】ステップ105におけるリンク値の計算
は、図2に従った方法について想定されるように夫々の
面に限られる必要はない。しかしながら、その場合、必
要な全てのリンク値は(Pi)面が選択される前に計算
されねばならず、関連するリンク値はフィルタリングさ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法を実行するのに適したコンピ
ュータ断層撮影装置を示す図である。
【図2】本発明による方法を示すフローチャートであ
る。
【図3】光線の位置及び向きを表わす2次元パラメータ
空間を示す図である。
【図4】図3のパラメータ空間におけるリンクの位置を
示す図である。
【図5】画素を通過する光線を接続する軌跡のセグメン
トを近似する複数のかかるリンクを示す図である。
【図6】本発明の前提となる幾何学的条件について示す
図である。
【図7】回転軸を含む平面上の種々の画素の投影を示す
図である。
【図8】3次元パラメータ空間をリンクの網と共に示す
図である。
【図9】共通のフィルタリング演算を受けるリンクを示
す図である。
【図10】放射線源によって表わされる螺旋パスに対す
る再構成された面の位置を示す図である。
【符号の説明】
1 ガントリー 2 モータ 3 コリメータ装置 4 放射線ビーム 5 モータ 10 画像処理コンピュータ 13 検査ゾーン 14 回転軸 16 2次元検出器ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands (72)発明者 ヘンリク ヴァルデマール トゥールベル スウェーデン国,58212 リンチェピング, フリール・ガタン 25 Fターム(参考) 4C093 AA22 BA03 BA10 CA13 FD05 FD12 FE12 FE15

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)放射線源から発せられ検査ゾーン
    又はその中にある対象を横切る複数の光線を含む円錐状
    放射ビームを発生する段階と、 (b)上記放射線源と上記検査ゾーン又は上記対象との
    間で回転軸回りの回転及び上記回転軸に平行な変位を含
    み螺旋の形状とされる相対的な運動を発生する段階と、 (c)検出器ユニットを用いて、上記相対的な運動中の
    上記検査ゾーン中の光線の減衰に依存する測定値を捕捉
    する段階と、 (d)上記光線の位置及び向きを表わす3次元パラメー
    タ空間中の網のリンクに沿って上記測定値を加算するこ
    とによりリンク値を計算する段階と、 (e)上記検査ゾーンの所与の面を通過する光線に関連
    付けられるリンクについてのフィルタデータを生成する
    ために上記リンク値をフィルタリングする段階と、 (f)上記面上の画素における放射線の減衰を、上記画
    素を通過する光線によって上記パラメータ空間中で決め
    られる軌跡を近似するリンクのフィルタデータを加算す
    ることにより計算する段階と、 (g)上記回転軸の方向上互いにずらされた他の面につ
    いて少なくとも上記段階(e)及び(f)を繰り返す段
    階とを含む、コンピュータ断層撮影方法。
  2. 【請求項2】 上記各面は、上記回転軸に平行に延びる
    面に位置し上記螺旋の対向して位置するセグメントをリ
    ンクする夫々の光線の組によって決められることを特徴
    とする、請求項1記載のコンピュータ断層撮影方法。
  3. 【請求項3】 上記測定値は上記夫々の測定値に関連す
    る光線が上記回転軸に垂直に延びる平面に対して成す角
    度の余弦で重み付けされることを特徴とする、請求項1
    記載のコンピュータ断層撮影方法。
  4. 【請求項4】 上記減衰値は、上記面上の画素の減衰値
    からの正則3次元グリッド、望ましくは立方グリッドの
    グリッド点において計算されることを特徴とする、請求
    項1記載のコンピュータ断層撮影方法。
  5. 【請求項5】 上記測定値は各リンク値を計算するため
    の180°/Nの角度範囲から取られ、但し、N
    少なくとも値√Nθを有し、Nθは180°の角度範囲
    に亘って分布され測定値が得られる放射線源の位置の数
    である、請求項1記載のコンピュータ断層撮影方法。
  6. 【請求項6】 上記捕捉された測定値は、回転軸を含む
    平面上での光線の方向及び位置によって決められるパラ
    メータ空間中のデカルトグリッド上に位置する光線に関
    連付けられる新しい測定値の組によって形成されるよう
    リビニングされる、請求項1記載のコンピュータ断層撮
    影方法。
  7. 【請求項7】 円錐状放射線ビームを発生する放射線源
    と、 上記放射線源と上記検査ゾーンとの間に螺旋の形状の相
    対運動を生じさせる駆動装置と、 上記検査ゾーン中の光線の減衰に依存する測定値の捕捉
    のための検出器ユニットと、 上記検査ゾーン中の減衰値の空間的な分布を決める再構
    成ユニットとを含み、 上記再構成ユニットは、 (d)上記光線の位置及び向きを表わす3次元パラメー
    タ空間中の網のリンクに沿って上記測定値を加算するこ
    とによりリンク値を計算する段階と、 (e)上記検査ゾーンの所与の面を通過する光線に関連
    付けられるリンクについてのフィルタデータを生成する
    ために上記リンク値をフィルタリングする段階と、 (f)上記面上の画素における放射線の減衰を、上記画
    素を通過する光線によって上記パラメータ空間中で決め
    られる軌跡を近似するリンクのフィルタデータを加算す
    ることにより計算する段階と、 (g)上記回転軸の方向上互いにずらされた他の面につ
    いて少なくとも上記段階(e)及び(f)を繰り返す段
    階とを含む、請求項1記載の方法を行うためのコンピュ
    ータ断層撮影装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載のコンピュータ断層撮影装
    置の測定値を処理するためのコンピュータプログラムで
    あって、 (d)上記光線の位置及び向きを表わす3次元パラメー
    タ空間中の網のリンクに沿って上記測定値を加算するこ
    とによりリンク値を計算する段階と、 (e)上記検査ゾーンの所与の面を通過する光線に関連
    付けられるリンクについてのフィルタデータを生成する
    ために上記リンク値をフィルタリングする段階と、 (f)上記面上の画素における放射線の減衰を、上記画
    素を通過する光線によって上記パラメータ空間中で決め
    られる軌跡を近似するリンクのフィルタデータを加算す
    ることにより計算する段階と、 (g)上記回転軸の方向上互いにずらされた他の面につ
    いて少なくとも上記段階(e)及び(f)を繰り返す段
    階とを含む、請求項7記載のコンピュータ断層撮影装置
    の測定値を処理するためのコンピュータプログラム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005296653A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Siemens Ag コンピュータ断層撮影装置によるコンピュータ断層撮影画像形成方法およびコンピュータ断層撮影装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4090970B2 (ja) * 2003-09-09 2008-05-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 放射線断層画像撮影装置と放射線断層画像撮影方法および画像生成装置と画像生成方法
WO2005121836A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-22 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Computerized tomography method with helical relative movement and conical beam
US7573973B2 (en) * 2005-05-17 2009-08-11 General Electric Company Methods and systems to facilitate reducing cone beam artifacts in images
JP4495109B2 (ja) * 2006-04-06 2010-06-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X線ct装置
US20090010518A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Harald Schoendube Method for reconstruction of computed tomography representations from x-ray ct data sets of an examination subject with spiral scanning
GB2483831B (en) * 2009-07-14 2015-07-22 Rapiscan Systems Inc Method for image reconstruction by using multi-sheet surface rebinning
US8811707B2 (en) 2011-08-25 2014-08-19 General Electric Company System and method for distributed processing of tomographic images

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3637074B2 (ja) * 1992-12-15 2005-04-06 株式会社東芝 ヘリカルスキャン方式のコンピュータ断層撮影装置
SE9602594D0 (sv) * 1996-07-01 1996-07-01 Stefan Nilsson Förfarande och anordning vid datortomografi
US5802134A (en) * 1997-04-09 1998-09-01 Analogic Corporation Nutating slice CT image reconstruction apparatus and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005296653A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Siemens Ag コンピュータ断層撮影装置によるコンピュータ断層撮影画像形成方法およびコンピュータ断層撮影装置

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