JP2000107174A - 像再構成方法及び測定デ―タ取得方法 - Google Patents
像再構成方法及び測定デ―タ取得方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 コンピュータトモグラフによっても周期的に
運動する対象物の質的に高い像を時間的に高い分解能で
取得可能かつ再構成可能にする。 【解決手段】 検出器ユニット２が１つの最初の検出器
行および最後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線６
に対してほぼ直角に延び、保持体７が回転数ｎにより回
転軸線６の周りを回転し、静止位相の存在が求められ、
静止位相の間に多数の回転角度αにおいて回転角度αご
とに検出器行によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
αに対応付けられている各１つの測定データセットが取
得され、静止位相の継続時間が決定され、回転数nは、
保持体７が静止位相の間に、対象物９の像を再構成する
ために必要な再構成角度範囲βと同じくらいの大きさの
回転角度γだけ回転するように選定され、測定データセ
ットから三次元の逆投影アルゴリズムを用いて対象物９
の像が再構成される。
運動する対象物の質的に高い像を時間的に高い分解能で
取得可能かつ再構成可能にする。 【解決手段】 検出器ユニット２が１つの最初の検出器
行および最後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線６
に対してほぼ直角に延び、保持体７が回転数ｎにより回
転軸線６の周りを回転し、静止位相の存在が求められ、
静止位相の間に多数の回転角度αにおいて回転角度αご
とに検出器行によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
αに対応付けられている各１つの測定データセットが取
得され、静止位相の継続時間が決定され、回転数nは、
保持体７が静止位相の間に、対象物９の像を再構成する
ために必要な再構成角度範囲βと同じくらいの大きさの
回転角度γだけ回転するように選定され、測定データセ
ットから三次元の逆投影アルゴリズムを用いて対象物９
の像が再構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、或る回転数で回転
軸線の周りを回転する保持体の上に配置されている検出
器ユニットを用いた、周期的に運動する対象物の像再構
成方法、及び測定データ取得方法に関する。
軸線の周りを回転する保持体の上に配置されている検出
器ユニットを用いた、周期的に運動する対象物の像再構
成方法、及び測定データ取得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術では心臓の測定データセット
は一般に、回転軸線に対して直角に配置されている単一
の検出器行を有する検出器ユニットにより取得される。
保持体の回転中に検出器行により多数の回転角度におい
て測定データセットが取得される。同時にＥＫＧ信号が
一緒に記録される。ＥＫＧ信号により回転角度および心
臓位相の対応付けが達成される。静止位相で取得された
測定データセットにより次いで像再構成が行われる。そ
の後に患者が断片だけ回転軸線に対して平行にずらさ
れ、新しい測定データセットが取得される。
は一般に、回転軸線に対して直角に配置されている単一
の検出器行を有する検出器ユニットにより取得される。
保持体の回転中に検出器行により多数の回転角度におい
て測定データセットが取得される。同時にＥＫＧ信号が
一緒に記録される。ＥＫＧ信号により回転角度および心
臓位相の対応付けが達成される。静止位相で取得された
測定データセットにより次いで像再構成が行われる。そ
の後に患者が断片だけ回転軸線に対して平行にずらさ
れ、新しい測定データセットが取得される。
【０００３】しかし通常の回転速度（最大１２０回転／
分）では、この方法によって、人間の心臓を、患者がそ
の呼吸を停止し得る時間中に、すなわち呼吸停止時間中
に全体としてトモグラフィ的に取得することはできな
い。
分）では、この方法によって、人間の心臓を、患者がそ
の呼吸を停止し得る時間中に、すなわち呼吸停止時間中
に全体としてトモグラフィ的に取得することはできな
い。
【０００４】患者を保持体の回転中に連続的にずらし
（いわゆる渦巻走査）、同じく連続的に測定データセッ
ト（いわゆる渦巻データ）を取得することも知られてい
る。この場合にも非常に速く限界に突き当たる。すべて
のずらし位置またはシフト位置が心臓の静止位相中に取
得された測定データから再構成され得ない。従って、予
め定められたずらし‐またはシフト位置での渦巻データ
の内挿の際に、心臓の静止位相で測定された渦巻回転か
ら内挿することが必要である。このことは内挿幅を明ら
かに高くし、その結果として達成可能な鋭さを著しく減
じ得る。
（いわゆる渦巻走査）、同じく連続的に測定データセッ
ト（いわゆる渦巻データ）を取得することも知られてい
る。この場合にも非常に速く限界に突き当たる。すべて
のずらし位置またはシフト位置が心臓の静止位相中に取
得された測定データから再構成され得ない。従って、予
め定められたずらし‐またはシフト位置での渦巻データ
の内挿の際に、心臓の静止位相で測定された渦巻回転か
ら内挿することが必要である。このことは内挿幅を明ら
かに高くし、その結果として達成可能な鋭さを著しく減
じ得る。
【０００５】対象物の像をすべてのずらし位置において
再構成することは確かに原理的には可能である。しか
し、心臓が拍動位相にあったずらし位置においては質的
に劣った像しか得られない。
再構成することは確かに原理的には可能である。しか
し、心臓が拍動位相にあったずらし位置においては質的
に劣った像しか得られない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
通常のコンピュータトモグラフによっても周期的に運動
する対象物の質的に高い像を時間的に高い分解能で取得
可能かつ再構成可能である像再構成方法を提供すること
である。
通常のコンピュータトモグラフによっても周期的に運動
する対象物の質的に高い像を時間的に高い分解能で取得
可能かつ再構成可能である像再構成方法を提供すること
である。
【０００７】対象物の周期的な運動が運動位相および静
止位相を有するならば、この課題は、 −検出器ユニットが少なくとも最初の検出器行および最
後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対して少な
くともほぼ直角に延び、 −静止位相の存在が求められ、少なくとも静止位相中に
多数の回転角度において回転角度ごとに検出器行により
それぞれ同時にその都度の回転角度に対応付けられてい
る各測定データセットが取得され、 −静止位相の継続時間が決定され、回転数は、保持体が
静止位相中に、少なくとも対象物の像を再構成するため
に必要な再構成角度範囲と同じくらいの大きさの回転角
度だけ回転するように選定され、 −測定データセットから三次元の逆投影アルゴリズムを
用いて対象物の像が再構成されることにより解決され
る。
止位相を有するならば、この課題は、 −検出器ユニットが少なくとも最初の検出器行および最
後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対して少な
くともほぼ直角に延び、 −静止位相の存在が求められ、少なくとも静止位相中に
多数の回転角度において回転角度ごとに検出器行により
それぞれ同時にその都度の回転角度に対応付けられてい
る各測定データセットが取得され、 −静止位相の継続時間が決定され、回転数は、保持体が
静止位相中に、少なくとも対象物の像を再構成するため
に必要な再構成角度範囲と同じくらいの大きさの回転角
度だけ回転するように選定され、 −測定データセットから三次元の逆投影アルゴリズムを
用いて対象物の像が再構成されることにより解決され
る。
【０００８】すなわちこの場合には一方では静止位相中
に測定データセットが、対象物の再構成が可能であるよ
うに大きい連続的な回転角度範囲のなかで取得される。
他方では三次元の逆投影アルゴリズムの使用により再構
成された像の質が顕著に高められる。最後に多行の検出
器ユニットの使用により取得時間が顕著に短縮される。
次の対策手段 −多行の検出器ユニット、 −静止位相での測定データセットの取得、 −回転数の適当な選択および −三次元の逆投影アルゴリズムの使用の組み合わせによ
り、対象物の質的に高い像が取得かつ再構成され得る。
に測定データセットが、対象物の再構成が可能であるよ
うに大きい連続的な回転角度範囲のなかで取得される。
他方では三次元の逆投影アルゴリズムの使用により再構
成された像の質が顕著に高められる。最後に多行の検出
器ユニットの使用により取得時間が顕著に短縮される。
次の対策手段 −多行の検出器ユニット、 −静止位相での測定データセットの取得、 −回転数の適当な選択および −三次元の逆投影アルゴリズムの使用の組み合わせによ
り、対象物の質的に高い像が取得かつ再構成され得る。
【０００９】この像再構成方法は好ましくは、対象物が
人間の心臓であるときに使用される。人間の心臓の静止
位相の存在および静止位相の継続時間を決定するためそ
の際に好ましくは人間の心臓の心電図が一緒に取得され
る。
人間の心臓であるときに使用される。人間の心臓の静止
位相の存在および静止位相の継続時間を決定するためそ
の際に好ましくは人間の心臓の心電図が一緒に取得され
る。
【００１０】それに対して、対象物の周期的な運動が静
止位相を有していない、または短い静止位相しか有して
いないならば、または対象物の撮像が運動位相中に行わ
れなければならないならば、前記の課題は −検出器ユニットが少なくとも１つの最初の検出器行お
よび最後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対し
て少なくともほぼ直角に延び、 −複数個の周期中に多数の回転角度において回転角度ご
とに検出器行によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
に対応付けられている各１つの測定データセットが取得
され、 −対象物の周期的な運動のそれぞれ位相基準点を有する
位相範囲の存在が求められ、測定データセットが少なく
ともこのような位相範囲中に取得され、 −位相範囲の継続時間が求められ、周期の数と位相範囲
中に掃過される位相角度範囲とからの積が少なくとも対
象物の像を再構成するために必要な再構成角度範囲に相
当し、 −測定データセットから三次元の逆投影アルゴリズムを
用いて対象物の像が再構成されることにより解決され
る。
止位相を有していない、または短い静止位相しか有して
いないならば、または対象物の撮像が運動位相中に行わ
れなければならないならば、前記の課題は −検出器ユニットが少なくとも１つの最初の検出器行お
よび最後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対し
て少なくともほぼ直角に延び、 −複数個の周期中に多数の回転角度において回転角度ご
とに検出器行によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
に対応付けられている各１つの測定データセットが取得
され、 −対象物の周期的な運動のそれぞれ位相基準点を有する
位相範囲の存在が求められ、測定データセットが少なく
ともこのような位相範囲中に取得され、 −位相範囲の継続時間が求められ、周期の数と位相範囲
中に掃過される位相角度範囲とからの積が少なくとも対
象物の像を再構成するために必要な再構成角度範囲に相
当し、 −測定データセットから三次元の逆投影アルゴリズムを
用いて対象物の像が再構成されることにより解決され
る。
【００１１】この像再構成方法は好ましくは、対象物が
人間の心臓であり、位相範囲が人間の心臓の拍動位相の
なかに位置しているときに使用される。位相範囲を決定
するため好ましくは再び人間の心臓の心電図が一緒に取
得される。
人間の心臓であり、位相範囲が人間の心臓の拍動位相の
なかに位置しているときに使用される。位相範囲を決定
するため好ましくは再び人間の心臓の心電図が一緒に取
得される。
【００１２】対象物が位相範囲中しか透過照射されない
ようにＸ線源が心電図によりトリガーされるならば、検
査される患者は特に低いＸ線量により負荷される。
ようにＸ線源が心電図によりトリガーされるならば、検
査される患者は特に低いＸ線量により負荷される。
【００１３】保持体の回転数が、直接に相い続く回転角
度の測定データセットが同一の位相範囲中もしくは直接
に後に続く周期の位相範囲中に取得されるように選定さ
れるならば、特に簡単な像再構成が行われ得る。それに
対して、保持体の回転数が可能なかぎり高く選定される
ならば、検査される患者はより低いＸ線量により負荷さ
れる。
度の測定データセットが同一の位相範囲中もしくは直接
に後に続く周期の位相範囲中に取得されるように選定さ
れるならば、特に簡単な像再構成が行われ得る。それに
対して、保持体の回転数が可能なかぎり高く選定される
ならば、検査される患者はより低いＸ線量により負荷さ
れる。
【００１４】像再構成のために十分に大きい全体測定デ
ータセットの構成はたとえば −位相範囲ごとに位相範囲中に取得された測定データセ
ットが各１つの回転角度群に統合され、 −各々の回転角度群に対して位相基準点と対応する基準
角度が決定され、 −回転角度ごとに、基準角度が最大でその都度の回転角
度と同じ大きさである回転角度群が決定され、 −こうして決定された回転角度群のなかで、その都度の
回転角度とその都度の基準角度との間の差が最小である
回転角度群の測定データセットが対象物を再構成するた
めに利用されることにより行われ得る。
ータセットの構成はたとえば −位相範囲ごとに位相範囲中に取得された測定データセ
ットが各１つの回転角度群に統合され、 −各々の回転角度群に対して位相基準点と対応する基準
角度が決定され、 −回転角度ごとに、基準角度が最大でその都度の回転角
度と同じ大きさである回転角度群が決定され、 −こうして決定された回転角度群のなかで、その都度の
回転角度とその都度の基準角度との間の差が最小である
回転角度群の測定データセットが対象物を再構成するた
めに利用されることにより行われ得る。
【００１５】代替的に全体測定データセットは、 −再構成角度範囲が、各部分角度範囲基準角度を有する
複数個の等しい大きさの部分角度範囲に分割され、 −位相範囲ごとに、位相範囲中に取得された測定データ
セットが各回転角度群に統合され、 −各々の回転角度群に対して位相基準点と対応する基準
角度が決定され、 −部分回転範囲ごとに、その都度の部分角度範囲基準角
度とその都度の基準角度との間の差の絶対値が最小であ
る回転角度群の測定データセットが対象物を再構成する
ために利用されることにより構成され得る。
複数個の等しい大きさの部分角度範囲に分割され、 −位相範囲ごとに、位相範囲中に取得された測定データ
セットが各回転角度群に統合され、 −各々の回転角度群に対して位相基準点と対応する基準
角度が決定され、 −部分回転範囲ごとに、その都度の部分角度範囲基準角
度とその都度の基準角度との間の差の絶対値が最小であ
る回転角度群の測定データセットが対象物を再構成する
ために利用されることにより構成され得る。
【００１６】回転角度群から他の回転角度群への切換わ
りの際に測定データセットが重なり範囲のなかで重み付
けされて重ね合わされるならば、より高い像質が達成可
能である。
りの際に測定データセットが重なり範囲のなかで重み付
けされて重ね合わされるならば、より高い像質が達成可
能である。
【００１７】検査が渦巻走査の形態で行われるならば、 −検出器ユニットが少なくとも最初の検出器行および最
後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対して少な
くともほぼ直角に延び、回転軸線に対して平行に検出器
高さだけ互いに間隔をおかれ、 −対象物が送り速度で回転軸線に沿って保持体に対して
相対的にずらされ、保持体が回転数で回転軸線の周りを
回転し、 −少なくとも静止位相中に多数の回転角度において回転
角度ごとに検出器行によりそれぞれ同時にその都度の回
転角度に対応付けられている各１つの測定データセット
が取得され、 −静止位相の継続時間が決定され、回転数は、保持体が
静止位相中に、少なくとも対象物の像を再構成するため
に必要な再構成角度範囲と同じくらいの大きさの回転角
度だけ回転するように選定され、 −送り速度は、対象物が運動位相および２つの再構成時
間の和の間に最大で検出器高さだけ回転軸線に沿ってず
らされ、 −再構成時間が再構成角度範囲を掃過するために必要な
時間である。
後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対して少な
くともほぼ直角に延び、回転軸線に対して平行に検出器
高さだけ互いに間隔をおかれ、 −対象物が送り速度で回転軸線に沿って保持体に対して
相対的にずらされ、保持体が回転数で回転軸線の周りを
回転し、 −少なくとも静止位相中に多数の回転角度において回転
角度ごとに検出器行によりそれぞれ同時にその都度の回
転角度に対応付けられている各１つの測定データセット
が取得され、 −静止位相の継続時間が決定され、回転数は、保持体が
静止位相中に、少なくとも対象物の像を再構成するため
に必要な再構成角度範囲と同じくらいの大きさの回転角
度だけ回転するように選定され、 −送り速度は、対象物が運動位相および２つの再構成時
間の和の間に最大で検出器高さだけ回転軸線に沿ってず
らされ、 −再構成時間が再構成角度範囲を掃過するために必要な
時間である。
【００１８】すなわちこの場合には静止位相中に測定デ
ータセットが、この静止位相のなかでとられた各々のシ
フト位置またはずらし位置に対する検出器行の間のそれ
自体は公知の内挿により対象物の再構成がコンピュータ
トモグラフで一般に知られている逆投影アルゴリズムに
より可能であるように大きい連続的な回転速度範囲のな
かで取得され得る。運動位相中に、後続の静止位相でと
られるずらし位置がその前にとられたずらし位置に継ぎ
目なしにつながるように、対象物の過度に大きくない送
りが行われる。次の対策手段 −多行の検出器ユニット、 −静止位相での測定データセットの取得および −送り速度および回転数の適当な選択の組み合わせによ
り、対象物の質的に高い像が取得され、一般に知られて
いる仕方で再構成され得る。
ータセットが、この静止位相のなかでとられた各々のシ
フト位置またはずらし位置に対する検出器行の間のそれ
自体は公知の内挿により対象物の再構成がコンピュータ
トモグラフで一般に知られている逆投影アルゴリズムに
より可能であるように大きい連続的な回転速度範囲のな
かで取得され得る。運動位相中に、後続の静止位相でと
られるずらし位置がその前にとられたずらし位置に継ぎ
目なしにつながるように、対象物の過度に大きくない送
りが行われる。次の対策手段 −多行の検出器ユニット、 −静止位相での測定データセットの取得および −送り速度および回転数の適当な選択の組み合わせによ
り、対象物の質的に高い像が取得され、一般に知られて
いる仕方で再構成され得る。
【００１９】それに対して、対象物の周期的な運動が静
止位相を有していない、または短い静止位相しか有して
いないならば、または対象物の撮像が運動位相中に行わ
れなければならないならば、代替的に渦巻走査に対し
て、 −検出器ユニットが少なくとも１つの最初の検出器行お
よび最後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対し
て少なくともほぼ直角に延びており、回転軸線に対して
平行に検出器高さだけ互いに間隔をおかれ、 −対象物が送り速度で回転軸線に沿って保持体に対して
相対的にずらされ、保持体が回転数で回転軸線の周りを
回転し、 −多数の回転角度において回転角度ごとに検出器行によ
りそれぞれ同時にその都度の回転角度に対応付けられて
いる各１つの測定データセットが取得され、 −対象物の周期的な運動のそれぞれ位相基準点を有する
位相範囲の存在が求められ、測定データセットが少なく
ともこのような位相範囲中に取得され、 −送り速度は、対象物が検出器高さだけの送り中に複数
個の周期を通過するように選定され、 −位相範囲の継続時間が求められ、周期の数と位相範囲
中に掃過される位相角度範囲とからの積が少なくとも対
象物の像を再構成するために必要な再構成角度範囲に相
当する。
止位相を有していない、または短い静止位相しか有して
いないならば、または対象物の撮像が運動位相中に行わ
れなければならないならば、代替的に渦巻走査に対し
て、 −検出器ユニットが少なくとも１つの最初の検出器行お
よび最後の検出器行を有し、検出器行が回転軸線に対し
て少なくともほぼ直角に延びており、回転軸線に対して
平行に検出器高さだけ互いに間隔をおかれ、 −対象物が送り速度で回転軸線に沿って保持体に対して
相対的にずらされ、保持体が回転数で回転軸線の周りを
回転し、 −多数の回転角度において回転角度ごとに検出器行によ
りそれぞれ同時にその都度の回転角度に対応付けられて
いる各１つの測定データセットが取得され、 −対象物の周期的な運動のそれぞれ位相基準点を有する
位相範囲の存在が求められ、測定データセットが少なく
ともこのような位相範囲中に取得され、 −送り速度は、対象物が検出器高さだけの送り中に複数
個の周期を通過するように選定され、 −位相範囲の継続時間が求められ、周期の数と位相範囲
中に掃過される位相角度範囲とからの積が少なくとも対
象物の像を再構成するために必要な再構成角度範囲に相
当する。
【００２０】この測定データ取得方法は好ましくは、対
象物が人間の心臓であり、位相範囲が人間の心臓の拍動
位相のなかに位置しているときに使用される。位相範囲
を決定するため好ましくは再び人間の心臓の心電図が一
緒に取得される。
象物が人間の心臓であり、位相範囲が人間の心臓の拍動
位相のなかに位置しているときに使用される。位相範囲
を決定するため好ましくは再び人間の心臓の心電図が一
緒に取得される。
【００２１】
【発明の実施の形態】他の利点および詳細はその他の請
求項および図面と結び付けての実施例の以下の説明から
明らかになる。
求項および図面と結び付けての実施例の以下の説明から
明らかになる。
【００２２】図１および２には本発明による方法を実施
するためのコンピュータトモグラフの概要が示されてい
る。
するためのコンピュータトモグラフの概要が示されてい
る。
【００２３】コンピュータトモグラフは、Ｘ線束１８を
送り出すＸ線源１と、回転軸線６の方向に相い続いてい
る個別検出器、たとえばそれぞれ５１２の個別検出器の
多くの行から構成されている検出器ユニット２とから成
る測定ユニットを有する。Ｘ線束１８が出発するＸ線源
１の焦点は参照符号２４を付されている。検査対象物、
図示されている実施例の場合には患者８は寝台２０の上
に載っている。この寝台は環状の保持体７、いわゆるガ
ントリの測定開口２１を通って延びている。
送り出すＸ線源１と、回転軸線６の方向に相い続いてい
る個別検出器、たとえばそれぞれ５１２の個別検出器の
多くの行から構成されている検出器ユニット２とから成
る測定ユニットを有する。Ｘ線束１８が出発するＸ線源
１の焦点は参照符号２４を付されている。検査対象物、
図示されている実施例の場合には患者８は寝台２０の上
に載っている。この寝台は環状の保持体７、いわゆるガ
ントリの測定開口２１を通って延びている。
【００２４】検出器ユニット２は図３に示されているよ
うに最初の検出器行３および最後の検出器行４を有す
る。最初の検出器行３と最後の検出器行４との間に、図
示されているように、１つまたはそれ以上の別の検出器
行５が配置されていてよい。
うに最初の検出器行３および最後の検出器行４を有す
る。最初の検出器行３と最後の検出器行４との間に、図
示されているように、１つまたはそれ以上の別の検出器
行５が配置されていてよい。
【００２５】検出器行３〜５は、矢印Ａにより示されて
いるように、回転軸線６に対して直角に延びている。回
転軸線６に対して平行に最初の検出器行３および最後の
検出器行４が検出器高さＤだけ互いに間隔をおかれてい
る。その際に検出器高さＤは行中央から行中央へと測定
される。
いるように、回転軸線６に対して直角に延びている。回
転軸線６に対して平行に最初の検出器行３および最後の
検出器行４が検出器高さＤだけ互いに間隔をおかれてい
る。その際に検出器高さＤは行中央から行中央へと測定
される。
【００２６】保持体７にはＸ線源１および検出器ユニッ
ト２が、Ｘ線源から出発するＸ線束１８が検出器ユニッ
ト２に当たるように、互いに向かい合って取付けられて
いる。保持体７は、システム軸線をなすコンピュータト
モグラフの回転軸線６の周りに回転可能に支えられてお
り、患者８を走査するために回転数ｎで回転軸線６の周
りを回転する。その際に発生器装置２２により作動させ
られるＸ線源１から出発するＸ線束１８が円形断面の測
定領域を捕捉する。Ｘ線源１の焦点２４は回転軸線６の
上に位置している回転中心の周りに円形に湾曲する焦点
軌道２５の上を運動する。
ト２が、Ｘ線源から出発するＸ線束１８が検出器ユニッ
ト２に当たるように、互いに向かい合って取付けられて
いる。保持体７は、システム軸線をなすコンピュータト
モグラフの回転軸線６の周りに回転可能に支えられてお
り、患者８を走査するために回転数ｎで回転軸線６の周
りを回転する。その際に発生器装置２２により作動させ
られるＸ線源１から出発するＸ線束１８が円形断面の測
定領域を捕捉する。Ｘ線源１の焦点２４は回転軸線６の
上に位置している回転中心の周りに円形に湾曲する焦点
軌道２５の上を運動する。
【００２７】Ｘ線束１８は患者８を透過照射し、検出器
ユニット２に到着したＸ線は回転中に多数の回転角度α
において検出され、また各１つの測定データセットに統
合される。すなわち測定データセットは、検出器ユニッ
ト３〜５により回転角度αにおいて同時に検出され，こ
の回転角度αに対応付けられる測定データの全体であ
る。
ユニット２に到着したＸ線は回転中に多数の回転角度α
において検出され、また各１つの測定データセットに統
合される。すなわち測定データセットは、検出器ユニッ
ト３〜５により回転角度αにおいて同時に検出され，こ
の回転角度αに対応付けられる測定データの全体であ
る。
【００２８】検出器ユニット２からコンピュータ３１に
到達する取得された測定データセットの全体から、これ
が検査すべき対象物の像を再構成し、またこれをモニタ
ー１９の上に表示する。
到達する取得された測定データセットの全体から、これ
が検査すべき対象物の像を再構成し、またこれをモニタ
ー１９の上に表示する。
【００２９】保持体７に対応付けられている駆動部２６
は、前記のように、保持体７を連続的に回転させるのに
適している。さらに、一方では支台２０、従って患者
８、他方では回転軸線６の方向の測定ユニット１、２を
有する保持体７の相対的シフトを可能にする図面には示
されていない別の駆動部が設けられている。
は、前記のように、保持体７を連続的に回転させるのに
適している。さらに、一方では支台２０、従って患者
８、他方では回転軸線６の方向の測定ユニット１、２を
有する保持体７の相対的シフトを可能にする図面には示
されていない別の駆動部が設けられている。
【００３０】すなわち患者８の三次元の範囲を走査する
可能性が存在する。
可能性が存在する。
【００３１】このことは一方ではいわゆる順次走査の形
態で行われ得る。この順次走査の際には、それぞれ回転
軸線６の方向の延びが検出器高さＤに相当する患者８の
範囲が走査され、また続いて支台２０が回転軸線６の方
向に検出器高さＤに相当する寸法だけずらされ、その上
で患者８が新たに走査される。この過程は、患者８のそ
れぞれ関心のある範囲が完全に走査されるまで、繰り返
される。
態で行われ得る。この順次走査の際には、それぞれ回転
軸線６の方向の延びが検出器高さＤに相当する患者８の
範囲が走査され、また続いて支台２０が回転軸線６の方
向に検出器高さＤに相当する寸法だけずらされ、その上
で患者８が新たに走査される。この過程は、患者８のそ
れぞれ関心のある範囲が完全に走査されるまで、繰り返
される。
【００３２】他方では渦巻走査を行うことも可能であ
る。この渦巻走査の際には、患者８の三次元の範囲が、
測定ユニット１、２を有する保持体７が連続的に回転
し、同時に支台２０および保持体７の相対的ずらしが回
転軸線６の方向に送り速度ｖで行われることによって、
走査される。
る。この渦巻走査の際には、患者８の三次元の範囲が、
測定ユニット１、２を有する保持体７が連続的に回転
し、同時に支台２０および保持体７の相対的ずらしが回
転軸線６の方向に送り速度ｖで行われることによって、
走査される。
【００３３】患者８の心臓または心臓活動のリズムで動
かされる身体範囲の検査を行うために図１および２によ
るコンピュータトモグラフはさらにそれ自体は公知の心
電計２７を有する。この心電計は電極（そのうちの１つ
が図２中に示されており、また参照符号２８を付されて
いる）を介して患者８と接続され、またコンピュータト
モグラフによる検査と平行して患者８の心電図（ＥＫ
Ｇ）を捕捉する役割をする。ＥＫＧ信号に相当する好ま
しくはディジタルのデータはコンピュータ３１に供給さ
れる。このコンピュータはこれらのデータを評価し、ま
た必要の際にはＥＫＧ曲線としてモニター１９の上に指
示する。
かされる身体範囲の検査を行うために図１および２によ
るコンピュータトモグラフはさらにそれ自体は公知の心
電計２７を有する。この心電計は電極（そのうちの１つ
が図２中に示されており、また参照符号２８を付されて
いる）を介して患者８と接続され、またコンピュータト
モグラフによる検査と平行して患者８の心電図（ＥＫ
Ｇ）を捕捉する役割をする。ＥＫＧ信号に相当する好ま
しくはディジタルのデータはコンピュータ３１に供給さ
れる。このコンピュータはこれらのデータを評価し、ま
た必要の際にはＥＫＧ曲線としてモニター１９の上に指
示する。
【００３４】心電計２７の電極は可能なかぎり、患者８
の検査を阻害しないように患者８の身体に取付けられて
いる。
の検査を阻害しないように患者８の身体に取付けられて
いる。
【００３５】コンピュータ３１には、コンピュータトモ
グラフの操作を可能にするキーボード２９およびマウス
３０が接続されている。
グラフの操作を可能にするキーボード２９およびマウス
３０が接続されている。
【００３６】検査される対象物の有意義な像を再構成し
得るためには、再構成角度範囲βにわたって延びている
相い続く回転角度αでの測定データセットが必要であ
る。再構成角度範囲βは少なくとも１８０°のオーダー
である。
得るためには、再構成角度範囲βにわたって延びている
相い続く回転角度αでの測定データセットが必要であ
る。再構成角度範囲βは少なくとも１８０°のオーダー
である。
【００３７】患者８の静止可能な身体部分をトモグラフ
ィ的に撮像すればよいのであれば、測定データセットの
取得に取るに足るほどの問題はない。それに対して、周
期的に運動する対象物の測定データセットの取得は臨界
的である。このような対象物の一例は、図１中に概要を
示されている人間の心臓９である。
ィ的に撮像すればよいのであれば、測定データセットの
取得に取るに足るほどの問題はない。それに対して、周
期的に運動する対象物の測定データセットの取得は臨界
的である。このような対象物の一例は、図１中に概要を
示されている人間の心臓９である。
【００３８】周知のように人間の心臓９は本質的に周期
的な運動を行う。その際に周期的な運動は静止‐または
弛緩位相および運動‐または拍動位相の交代する列から
成っている。弛緩位相は通常５００ｍｓ〜８００ｍｓの
継続時間を有し、また拍動位相は２００〜２５０ｍｓの
継続時間を有する。
的な運動を行う。その際に周期的な運動は静止‐または
弛緩位相および運動‐または拍動位相の交代する列から
成っている。弛緩位相は通常５００ｍｓ〜８００ｍｓの
継続時間を有し、また拍動位相は２００〜２５０ｍｓの
継続時間を有する。
【００３９】保持体７の回転数ｎは通常４５〜１２０回
転／分である。回転数ｎを心臓９の弛緩位相の継続時間
と比較することにより、こうして、保持体７が心臓９の
弛緩位相中に１３５°（４５回転／分の際に５００ｍ
ｓ）〜５７６°（１２０回転／分の際に８００ｍｓ）の
回転角度γだけ回転することを容易に確かめ得る。
転／分である。回転数ｎを心臓９の弛緩位相の継続時間
と比較することにより、こうして、保持体７が心臓９の
弛緩位相中に１３５°（４５回転／分の際に５００ｍ
ｓ）〜５７６°（１２０回転／分の際に８００ｍｓ）の
回転角度γだけ回転することを容易に確かめ得る。
【００４０】回転数ｎが十分に高く選ばれるならば、保
持体７は静止位相中に、対象物９を再構成するために必
要な再構成角度範囲βよりも大きい回転角度γだけ回転
する。こうして、心臓９が撮像された範囲で再構成され
得るように心臓９の静止位相中に完全な測定データセッ
トを取得することが可能である。
持体７は静止位相中に、対象物９を再構成するために必
要な再構成角度範囲βよりも大きい回転角度γだけ回転
する。こうして、心臓９が撮像された範囲で再構成され
得るように心臓９の静止位相中に完全な測定データセッ
トを取得することが可能である。
【００４１】順次走査を行う際には患者８はそれぞれ必
要な測定データセットの取得の後に回転軸線６に対して
平行に送り距離だけずらされる。その際に送り距離は検
出器高さＤと同じくらいの大きさである。心臓９のすぐ
次の静止位相で次いで新しい測定データセットが取得さ
れる。この進行経過は、患者８の心臓９全体がトモグラ
フィ的に撮像されるまで繰り返される。
要な測定データセットの取得の後に回転軸線６に対して
平行に送り距離だけずらされる。その際に送り距離は検
出器高さＤと同じくらいの大きさである。心臓９のすぐ
次の静止位相で次いで新しい測定データセットが取得さ
れる。この進行経過は、患者８の心臓９全体がトモグラ
フィ的に撮像されるまで繰り返される。
【００４２】取得された測定データセットの全体から心
臓９の像が再構成される。しかし多行の検出器ユニット
２の使用に基づいてＸ線は心臓９を部分的に保持体７に
対して角度で貫通している。コンピュータトモグラフィ
で一般に知られている二次元の逆投影アルゴリズムによ
る心臓９の像の再構成はこうして系統的な誤りに通ず
る。従って、この誤りを避けるため、心臓９の像は測定
データセットから三次元の逆投影アルゴリズムにより再
構成される。このような逆投影アルゴリズムはたとえば
L.A.Feldkamp,L.C.DavisおよびJ.W.Kress によりＯｐｔ
ｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ会誌
Ａ、第１巻、第６号、第６１２〜６１９頁（ＪＯＳＡ
Ａ、１／１９８４、第６号、第６１２〜６１９頁）に発
表されている。
臓９の像が再構成される。しかし多行の検出器ユニット
２の使用に基づいてＸ線は心臓９を部分的に保持体７に
対して角度で貫通している。コンピュータトモグラフィ
で一般に知られている二次元の逆投影アルゴリズムによ
る心臓９の像の再構成はこうして系統的な誤りに通ず
る。従って、この誤りを避けるため、心臓９の像は測定
データセットから三次元の逆投影アルゴリズムにより再
構成される。このような逆投影アルゴリズムはたとえば
L.A.Feldkamp,L.C.DavisおよびJ.W.Kress によりＯｐｔ
ｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ会誌
Ａ、第１巻、第６号、第６１２〜６１９頁（ＪＯＳＡ
Ａ、１／１９８４、第６号、第６１２〜６１９頁）に発
表されている。
【００４３】既に述べたように、人間の心臓９の静止位
相を決定するために、人間の心臓９の心電図１０が一緒
に取得される。場合によっては心電図１０は、人間の心
臓９の静止位相１３中のみＸ線を放射するようにＸ線源
１、たとえばＸ線管を相応にトリガーするためにも利用
され得る。この場合には患者８の放射線負荷が軽減され
得る。さらにこの測定データ取得方法の際には保持体７
が最高可能な回転数ｎで回転すべきであろう。
相を決定するために、人間の心臓９の心電図１０が一緒
に取得される。場合によっては心電図１０は、人間の心
臓９の静止位相１３中のみＸ線を放射するようにＸ線源
１、たとえばＸ線管を相応にトリガーするためにも利用
され得る。この場合には患者８の放射線負荷が軽減され
得る。さらにこの測定データ取得方法の際には保持体７
が最高可能な回転数ｎで回転すべきであろう。
【００４４】以上に説明した方法は、人間の心臓９が拍
動位相１２のなかに位置している位相範囲１６中に撮像
されなければならないときには、もはや応用可能でな
い。なぜならば、位相範囲１６は再構成時間Ｔよりも著
しく短い継続時間を有するからである。位相範囲１６は
たとえば５０ｍｓの継続時間を有し得る。この時間中に
保持体７は１２０回転／分の回転数の際にも３６°、す
なわち最小の再構成角度範囲βの５分の１しか回転しな
い。それにもかかわらず等しいコンピュータトモグラフ
により心臓９はこの位相範囲１６のなかで撮像され得
る。これは下記のように行われる：
動位相１２のなかに位置している位相範囲１６中に撮像
されなければならないときには、もはや応用可能でな
い。なぜならば、位相範囲１６は再構成時間Ｔよりも著
しく短い継続時間を有するからである。位相範囲１６は
たとえば５０ｍｓの継続時間を有し得る。この時間中に
保持体７は１２０回転／分の回転数の際にも３６°、す
なわち最小の再構成角度範囲βの５分の１しか回転しな
い。それにもかかわらず等しいコンピュータトモグラフ
により心臓９はこの位相範囲１６のなかで撮像され得
る。これは下記のように行われる：
【００４５】前記のように多数の回転角度αにおいて検
出器行３〜５によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
αに対応付けられている測定データセットが取得され
る。測定データセットはその際に少なくとも心臓９の周
期的運動の位相範囲１６中は取得される。心臓９は複数
個の周期を通過する。その際に周期の数は、周期の数と
位相角度範囲δとの積が少なくとも再構成角度範囲βに
相当しなければならないという条件から生ずる。その際
に位相角度範囲δは、保持体７により位相範囲１６の継
続時間中に掃過される角度である。安全のために周期の
数は周期の最小数の１．５〜２倍の大きさであるべきで
あろう。保持体７はたとえば、典型的に１０〜２０回の
回転を行う。これらの回転中に人間の心臓９は約５〜２
０回の拍動をする。すなわち５〜２０の周期が通過され
る。
出器行３〜５によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
αに対応付けられている測定データセットが取得され
る。測定データセットはその際に少なくとも心臓９の周
期的運動の位相範囲１６中は取得される。心臓９は複数
個の周期を通過する。その際に周期の数は、周期の数と
位相角度範囲δとの積が少なくとも再構成角度範囲βに
相当しなければならないという条件から生ずる。その際
に位相角度範囲δは、保持体７により位相範囲１６の継
続時間中に掃過される角度である。安全のために周期の
数は周期の最小数の１．５〜２倍の大きさであるべきで
あろう。保持体７はたとえば、典型的に１０〜２０回の
回転を行う。これらの回転中に人間の心臓９は約５〜２
０回の拍動をする。すなわち５〜２０の周期が通過され
る。
【００４６】たとえば図４では、位相範囲１６が５０ｍ
ｓの継続時間を有し、保持体７が１２０回転／分の回転
数ｎで回転することが仮定されている。これらの仮定に
より保持体７は位相範囲１６中に位相角度範囲δ＝３６
°を掃過する。すなわち、再構成角度範囲βが１８０°
であるという別の仮定のもとでは心臓９の少なくとも５
つ、一層良くは８〜１０の拍動位相１２が通過されなけ
ればならない。すなわち、人間の心臓９が８０拍動／分
のパルスにより拍動するという仮定のもとで、保持体７
は完全な回転を少なくとも７．５回、一層良くは１２〜
１５回行わなければならない。
ｓの継続時間を有し、保持体７が１２０回転／分の回転
数ｎで回転することが仮定されている。これらの仮定に
より保持体７は位相範囲１６中に位相角度範囲δ＝３６
°を掃過する。すなわち、再構成角度範囲βが１８０°
であるという別の仮定のもとでは心臓９の少なくとも５
つ、一層良くは８〜１０の拍動位相１２が通過されなけ
ればならない。すなわち、人間の心臓９が８０拍動／分
のパルスにより拍動するという仮定のもとで、保持体７
は完全な回転を少なくとも７．５回、一層良くは１２〜
１５回行わなければならない。
【００４７】通常の場合には保持体７は、可能なかぎり
高く選ばれている回転数ｎで回転すべきであろう。しか
し、事情によっては、回転数ｎをより低く選ぶことが望
ましいこともあり得る。これは特に、心臓９の運動が厳
密に周期的であるときに当てはまる。この場合には保持
体７の回転数ｎは好ましくは、直接に相い続く回転角度
αの測定データセットが同一の位相範囲１６中もしくは
直後に続く周期の位相範囲１６中に取得されるように選
ばれる。
高く選ばれている回転数ｎで回転すべきであろう。しか
し、事情によっては、回転数ｎをより低く選ぶことが望
ましいこともあり得る。これは特に、心臓９の運動が厳
密に周期的であるときに当てはまる。この場合には保持
体７の回転数ｎは好ましくは、直接に相い続く回転角度
αの測定データセットが同一の位相範囲１６中もしくは
直後に続く周期の位相範囲１６中に取得されるように選
ばれる。
【００４８】従ってたとえば、８０／分の一定（不変）
の心拍数および５０ｍｓの継続時間を有する位相範囲１
６の仮定のもとに、好ましくは７００ｍｓのうちに保持
体７の完全な回転が行われる。
の心拍数および５０ｍｓの継続時間を有する位相範囲１
６の仮定のもとに、好ましくは７００ｍｓのうちに保持
体７の完全な回転が行われる。
【００４９】位相範囲１６の位置は再び、像データセッ
トと一緒に取得される心電図１０から決定される。位相
範囲１６の位置はその際に原理的に任意である。位相範
囲１６はたとえば心臓の静止位相のなかに位置してよ
い。しかし、位相範囲１６が人間の心臓９の拍動位相１
２のなかに位置ことは特に意義がある。
トと一緒に取得される心電図１０から決定される。位相
範囲１６の位置はその際に原理的に任意である。位相範
囲１６はたとえば心臓の静止位相のなかに位置してよ
い。しかし、位相範囲１６が人間の心臓９の拍動位相１
２のなかに位置ことは特に意義がある。
【００５０】Ｘ線による患者８の負荷が特に小さく保た
れなければならないときには、Ｘ線源１は好ましくは心
電図１０によりトリガーされる。これにより、患者８が
位相範囲１６中のみＸ線源１により透過照射されること
が達成される。他方においてＸ線源１がトリガーされな
いときには、人間の心臓９のすべての位相中に測定デー
タセットが取得される。この場合にはたとえば像再構成
の際に後で有意味な位相範囲１６が決定され得る。
れなければならないときには、Ｘ線源１は好ましくは心
電図１０によりトリガーされる。これにより、患者８が
位相範囲１６中のみＸ線源１により透過照射されること
が達成される。他方においてＸ線源１がトリガーされな
いときには、人間の心臓９のすべての位相中に測定デー
タセットが取得される。この場合にはたとえば像再構成
の際に後で有意味な位相範囲１６が決定され得る。
【００５１】図４にはこのような経過の仕方の概要が示
されている。ここで像再構成角度範囲βは位相角度範囲
δから構成され、その際に直接に相い続く回転角度αの
測定データセットは同一の位相範囲１６中もしくは直後
に続く周期中に取得されている。
されている。ここで像再構成角度範囲βは位相角度範囲
δから構成され、その際に直接に相い続く回転角度αの
測定データセットは同一の位相範囲１６中もしくは直後
に続く周期中に取得されている。
【００５２】保持体７の回転数ｎがこのように最適化さ
れない場合には、像再構成角度範囲βは、図５中に概要
を示されているように、一般に純粋に不規則的な順列で
ある位相角度範囲δにより満たされなければならない。
れない場合には、像再構成角度範囲βは、図５中に概要
を示されているように、一般に純粋に不規則的な順列で
ある位相角度範囲δにより満たされなければならない。
【００５３】取得された測定データセットから心臓９の
像を再構成し得るためには、回転角度αごとに取得され
た測定データセットから測定データセットが選択されな
ければならない。そのためには２つの選択方法が利用さ
れ得る。
像を再構成し得るためには、回転角度αごとに取得され
た測定データセットから測定データセットが選択されな
ければならない。そのためには２つの選択方法が利用さ
れ得る。
【００５４】第１の方法によれば、位相範囲１６ごとに
位相範囲１６中に取得された測定データセットが各１つ
の回転角度群１７に統合される。各々の回転角度群１７
に対して位相基準点と対応する基準角度εが決定され
る。たとえば位相基準点は位相範囲６の中央または始端
に相当し得る。次いで実際に心臓９の像を再構成するた
めに利用される測定データセットを選ぶため、回転角度
αごとに、基準角度εが最大でその都度の回転角度αと
同じくらいの大きさである回転角度群１７が決定され
る。こうして決定された回転角度群１７のなかで、次い
でその都度の回転角度αとその都度の基準角度εとの間
の差が最小である回転角度群１７の測定データセットが
利用される。
位相範囲１６中に取得された測定データセットが各１つ
の回転角度群１７に統合される。各々の回転角度群１７
に対して位相基準点と対応する基準角度εが決定され
る。たとえば位相基準点は位相範囲６の中央または始端
に相当し得る。次いで実際に心臓９の像を再構成するた
めに利用される測定データセットを選ぶため、回転角度
αごとに、基準角度εが最大でその都度の回転角度αと
同じくらいの大きさである回転角度群１７が決定され
る。こうして決定された回転角度群１７のなかで、次い
でその都度の回転角度αとその都度の基準角度εとの間
の差が最小である回転角度群１７の測定データセットが
利用される。
【００５５】実際に心臓９の像を再構成するために利用
される測定データセットのその都度の回転角度αとその
都度の基準角度εとの間の差を手がかりにして有効な時
間分解能が求められ、再構成された心臓９と一緒に出力
される。有効な時間分解能は実際に心臓９の像を再構成
するために利用される測定データセットの回転角度αと
その都度の基準角度εとの間の差のすべての差の最大で
ある。
される測定データセットのその都度の回転角度αとその
都度の基準角度εとの間の差を手がかりにして有効な時
間分解能が求められ、再構成された心臓９と一緒に出力
される。有効な時間分解能は実際に心臓９の像を再構成
するために利用される測定データセットの回転角度αと
その都度の基準角度εとの間の差のすべての差の最大で
ある。
【００５６】代替的に、再構成角度範囲βは、各１つの
部分角度範囲基準角度ξを有する複数個の等しい大きさ
の部分角度範囲ζに分割され得る。部分角度範囲基準角
度ξは基準角度εのように部分角度範囲ζの中央または
始端に相当する。部分角度範囲ζごとに次いで、その都
度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εと
の間の差の絶対値が最小である回転角度群１７の測定デ
ータセットが心臓９の像を再構成するために利用され
る。
部分角度範囲基準角度ξを有する複数個の等しい大きさ
の部分角度範囲ζに分割され得る。部分角度範囲基準角
度ξは基準角度εのように部分角度範囲ζの中央または
始端に相当する。部分角度範囲ζごとに次いで、その都
度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εと
の間の差の絶対値が最小である回転角度群１７の測定デ
ータセットが心臓９の像を再構成するために利用され
る。
【００５７】この方法では、測定データセットが心臓９
の像を再構成するために利用される有効な時間分解能は
選ばれる位相範囲よりも大きい。なぜならば、その都度
の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの
間の差は一般に零に等しくないからである。従って、有
効な時間分解能は、実際に心臓９の像を再構成するため
に利用される測定データセットのその都度の部分角度範
囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの間の差と、部
分回転範囲ζの大きさと、回転数ｎとを手がかりにして
求められる。回転数ｎおよび部分回転範囲ζの大きさは
最小の時間分解能を生ずる。これは次いで、実際に心臓
９の像を再構成するために利用される測定データセット
のその都度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準
角度εとの間の差により大きくされる。
の像を再構成するために利用される有効な時間分解能は
選ばれる位相範囲よりも大きい。なぜならば、その都度
の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの
間の差は一般に零に等しくないからである。従って、有
効な時間分解能は、実際に心臓９の像を再構成するため
に利用される測定データセットのその都度の部分角度範
囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの間の差と、部
分回転範囲ζの大きさと、回転数ｎとを手がかりにして
求められる。回転数ｎおよび部分回転範囲ζの大きさは
最小の時間分解能を生ずる。これは次いで、実際に心臓
９の像を再構成するために利用される測定データセット
のその都度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準
角度εとの間の差により大きくされる。
【００５８】両方の方法では、回転角度群１７から他の
回転角度群１７への切換わりの際に常に時間跳躍が行わ
れる。従って、回転角度群１７からすぐ次の回転角度群
１７への移行は不連続的であり得る。このことは再構成
の際に像の質の低下に通じ得る。しかし像の質は、この
ような切換わりの際に測定データセットが重なり範囲の
なかで重み付けされて重ね合わされるならば、高められ
得る。重なり範囲は少なくとも隣り合う回転角度αに対
応付けられている測定データセットを含んでいる。たと
えば回転角度群１７の最後の測定データセットはその固
有の値については２／３に、また後続の回転角度群１７
の最初の測定データセットの値については１／３に重み
付けされるように変更され得る。同じく次いで後続の回
転角度群１７の最初の測定データセットがその固有の値
については２／３に、また先行の回転角度群１７の最後
の測定データセットの値については１／３に重み付けさ
れ得る。このことは図６中に破線により概要を示されて
いる。既にこのわずかな変更が再構成される像の質の顕
著な改善に通ずる。
回転角度群１７への切換わりの際に常に時間跳躍が行わ
れる。従って、回転角度群１７からすぐ次の回転角度群
１７への移行は不連続的であり得る。このことは再構成
の際に像の質の低下に通じ得る。しかし像の質は、この
ような切換わりの際に測定データセットが重なり範囲の
なかで重み付けされて重ね合わされるならば、高められ
得る。重なり範囲は少なくとも隣り合う回転角度αに対
応付けられている測定データセットを含んでいる。たと
えば回転角度群１７の最後の測定データセットはその固
有の値については２／３に、また後続の回転角度群１７
の最初の測定データセットの値については１／３に重み
付けされるように変更され得る。同じく次いで後続の回
転角度群１７の最初の測定データセットがその固有の値
については２／３に、また先行の回転角度群１７の最後
の測定データセットの値については１／３に重み付けさ
れ得る。このことは図６中に破線により概要を示されて
いる。既にこのわずかな変更が再構成される像の質の顕
著な改善に通ずる。
【００５９】また回転角度群１７の重み付けされた重ね
合わせにより時間拡幅が行われる。従って重なり範囲の
大きさが有効な時間分解能を求める際に考慮に入れられ
る。このことは訓練された観察者に再構成さた像の質の
評価を可能にする。
合わせにより時間拡幅が行われる。従って重なり範囲の
大きさが有効な時間分解能を求める際に考慮に入れられ
る。このことは訓練された観察者に再構成さた像の質の
評価を可能にする。
【００６０】渦巻走査を行う際には、回転数ｎでの測定
ユニット１、２を有する保持体７の連続的な回転のもと
に、回転軸線６の方向に支台２０、従って患者８と測定
ユニット１、２を有する保持体７との間の相対的な位置
が送り速度ｖでずらされる。
ユニット１、２を有する保持体７の連続的な回転のもと
に、回転軸線６の方向に支台２０、従って患者８と測定
ユニット１、２を有する保持体７との間の相対的な位置
が送り速度ｖでずらされる。
【００６１】送り速度ｖが、患者８（従ってもちろん患
者８の心臓９も）運動位相および２つの再構成時間Ｔの
和の間に最大で検出器高さＤだけ回転軸線６に沿ってず
らされように選ばれているならば、各々の任意のずれ位
置ｚに対して、心臓９の静止範囲のなかに位置している
関係のある回転角度範囲を見い出すことが可能である。
その際に再構成時間Ｔは再構成角度範囲βを掃過するた
めに必要な時間である。
者８の心臓９も）運動位相および２つの再構成時間Ｔの
和の間に最大で検出器高さＤだけ回転軸線６に沿ってず
らされように選ばれているならば、各々の任意のずれ位
置ｚに対して、心臓９の静止範囲のなかに位置している
関係のある回転角度範囲を見い出すことが可能である。
その際に再構成時間Ｔは再構成角度範囲βを掃過するた
めに必要な時間である。
【００６２】こうして、任意のシフト位置またはずらし
位置ｚに対して、隣接する検出器行３〜５により取得さ
れた測定データから、たとえば直線的な内挿により、い
わゆる軸線走査により取得された値に非常に良く相当す
る値を見い出すことが可能である。像構成のために必要
な測定データの全体により次いで、コンピュータトモグ
ラフフィで一般に知られており、応用される逆投影アル
ゴリズム（たとえば畳み込み逆投影アルゴリズム）を用
いて対象物９の像が再構成され得る。
位置ｚに対して、隣接する検出器行３〜５により取得さ
れた測定データから、たとえば直線的な内挿により、い
わゆる軸線走査により取得された値に非常に良く相当す
る値を見い出すことが可能である。像構成のために必要
な測定データの全体により次いで、コンピュータトモグ
ラフフィで一般に知られており、応用される逆投影アル
ゴリズム（たとえば畳み込み逆投影アルゴリズム）を用
いて対象物９の像が再構成され得る。
【００６３】この経過の仕方は図７に概要を示されてい
る。図７では右方に時間ｔが、上方にずらし位置ｚがと
られている。さらに図７には心電図１０が記入されてお
り、そのピーク１１は心臓９の拍動１２を示す。それら
の間に心臓９の静止位相１３が位置している。さらに図
７には斜めに延びる直線１４が記入されている。これら
は個々の検出器行３〜５のずらし位置に相当する。バー
１５の長さは、保持体７が再構成角度範囲βの周りを回
転する時間に相当する。
る。図７では右方に時間ｔが、上方にずらし位置ｚがと
られている。さらに図７には心電図１０が記入されてお
り、そのピーク１１は心臓９の拍動１２を示す。それら
の間に心臓９の静止位相１３が位置している。さらに図
７には斜めに延びる直線１４が記入されている。これら
は個々の検出器行３〜５のずらし位置に相当する。バー
１５の長さは、保持体７が再構成角度範囲βの周りを回
転する時間に相当する。
【００６４】明らかなように、各々のずらし位置ｚに対
して、同一の静止位相のなかに位置している直線１４の
対が見い出され得る。そこで少なくとも再構成角度範囲
βと同じくらいの大きさである回転角度γが掃過され、
こうして直線的内挿により、このずらし位置における軸
線走査に相当する測定データセットの群が構成され得
る。
して、同一の静止位相のなかに位置している直線１４の
対が見い出され得る。そこで少なくとも再構成角度範囲
βと同じくらいの大きさである回転角度γが掃過され、
こうして直線的内挿により、このずらし位置における軸
線走査に相当する測定データセットの群が構成され得
る。
【００６５】心臓９の静止位相が十分に長く、送り速度
ｖが過度に大きくならない限り、各々の送り位置ｚに対
してバー１５を任意に静止位相のなかに配置することさ
え可能である。この場合には、人間の心臓９をその静止
位相１３の種々の範囲中に、たとえば拍動の直後または
拍動の直前に表示することさえも可能である。
ｖが過度に大きくならない限り、各々の送り位置ｚに対
してバー１５を任意に静止位相のなかに配置することさ
え可能である。この場合には、人間の心臓９をその静止
位相１３の種々の範囲中に、たとえば拍動の直後または
拍動の直前に表示することさえも可能である。
【００６６】既に述べたように、人間の心臓９の静止位
相を決定するために、人間の心臓９の心電図１０が一緒
に取得される。場合によっては心電図１０は、人間の心
臓９の静止位相１３中のみＸ線を放射するようにＸ線源
１、たとえばＸ線管を相応にトリガーするためにも利用
され得る。この場合には患者８の放射線負荷が軽減され
得る。さらにこの測定データ取得方法の際には保持体７
が最高可能な回転数ｎで回転すべきであろう。
相を決定するために、人間の心臓９の心電図１０が一緒
に取得される。場合によっては心電図１０は、人間の心
臓９の静止位相１３中のみＸ線を放射するようにＸ線源
１、たとえばＸ線管を相応にトリガーするためにも利用
され得る。この場合には患者８の放射線負荷が軽減され
得る。さらにこの測定データ取得方法の際には保持体７
が最高可能な回転数ｎで回転すべきであろう。
【００６７】以上に説明した方法は、人間の心臓９が拍
動位相１２のなかに位置している位相範囲１６中に撮像
されなければならないときには、もはや応用可能でな
い。なぜならば、位相範囲１６は再構成時間Ｔよりも著
しく短い継続時間を有するからである。位相範囲１６は
たとえば５０ｍｓの継続時間を有し得る。この時間中に
保持体７は１２０回転／分の回転数の際にも３６°、す
なわち最小の再構成角度範囲βの５分の１しか回転しな
い。それにもかかわらず等しいコンピュータトモグラフ
により心臓９はこの位相範囲１６のなかで撮像され得
る。これは下記のように行われる：
動位相１２のなかに位置している位相範囲１６中に撮像
されなければならないときには、もはや応用可能でな
い。なぜならば、位相範囲１６は再構成時間Ｔよりも著
しく短い継続時間を有するからである。位相範囲１６は
たとえば５０ｍｓの継続時間を有し得る。この時間中に
保持体７は１２０回転／分の回転数の際にも３６°、す
なわち最小の再構成角度範囲βの５分の１しか回転しな
い。それにもかかわらず等しいコンピュータトモグラフ
により心臓９はこの位相範囲１６のなかで撮像され得
る。これは下記のように行われる：
【００６８】前記のように多数の回転角度αにおいて検
出器行３〜５によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
αに対応付けられている測定データセットが取得され
る。測定データセットはその際に少なくとも心臓９の周
期的運動の位相範囲１６中は取得される。心臓９は複数
個の周期を通過する。その際に周期の数は、周期の数と
位相角度範囲δとの積が少なくとも再構成角度範囲βに
相当しなければならないという条件から生ずる。その際
に位相角度範囲δは、保持体７により位相範囲１６の継
続時間中に掃過される角度である。安全のために周期の
数は周期の最小数の１．５〜２倍の大きさであるべきで
あろう。保持体７はたとえば、典型的に１０〜２０回の
回転を行う。これらの回転中に人間の心臓９は約５〜２
０回の拍動をする。すなわち５ないし２０周期が通過さ
れる。
出器行３〜５によりそれぞれ同時にその都度の回転角度
αに対応付けられている測定データセットが取得され
る。測定データセットはその際に少なくとも心臓９の周
期的運動の位相範囲１６中は取得される。心臓９は複数
個の周期を通過する。その際に周期の数は、周期の数と
位相角度範囲δとの積が少なくとも再構成角度範囲βに
相当しなければならないという条件から生ずる。その際
に位相角度範囲δは、保持体７により位相範囲１６の継
続時間中に掃過される角度である。安全のために周期の
数は周期の最小数の１．５〜２倍の大きさであるべきで
あろう。保持体７はたとえば、典型的に１０〜２０回の
回転を行う。これらの回転中に人間の心臓９は約５〜２
０回の拍動をする。すなわち５ないし２０周期が通過さ
れる。
【００６９】測定データ取得方法は図８に概要を示され
ている。図８によれば、保持体７は、患者８が検出器高
さＤだけずらされるまでに、典型的に１０〜２０回の複
数回の回転を行う。これらの回転中に人間の心臓９は約
５〜２０回拍動する。すなわちそれは５〜２０周期を通
過する。
ている。図８によれば、保持体７は、患者８が検出器高
さＤだけずらされるまでに、典型的に１０〜２０回の複
数回の回転を行う。これらの回転中に人間の心臓９は約
５〜２０回拍動する。すなわちそれは５〜２０周期を通
過する。
【００７０】たとえば、位相範囲１６が５０ｍｓの継続
時間を有し、保持体７が１２０回転／分の回転数ｎで回
転することが仮定されている。これらの仮定により保持
体７は位相範囲１６中に位相角度範囲δ＝３６°を掃過
する。すなわち、再構成角度範囲βが１８０°であると
いう別の仮定のもとでは心臓９の少なくとも５つ、一層
良くは８〜１０の拍動位相１２が通過されなければなら
ない。すなわち、人間の心臓９が８０拍動／分のパルス
により拍動するという仮定のもとで、保持体７は完全な
回転を少なくとも７．５回、一層良くは１２〜１５回行
わなければならない。
時間を有し、保持体７が１２０回転／分の回転数ｎで回
転することが仮定されている。これらの仮定により保持
体７は位相範囲１６中に位相角度範囲δ＝３６°を掃過
する。すなわち、再構成角度範囲βが１８０°であると
いう別の仮定のもとでは心臓９の少なくとも５つ、一層
良くは８〜１０の拍動位相１２が通過されなければなら
ない。すなわち、人間の心臓９が８０拍動／分のパルス
により拍動するという仮定のもとで、保持体７は完全な
回転を少なくとも７．５回、一層良くは１２〜１５回行
わなければならない。
【００７１】通常の場合には保持体７は、可能なかぎり
高く選ばれている回転数ｎで回転すべきであろう。しか
し、事情によっては、回転数ｎをより低く選ぶことが望
ましいこともあり得る。これは特に、心臓９の運動が厳
密に周期的であるときに当てはまる。この場合には保持
体７の回転数ｎは好ましくは、直接に相い続く回転角度
αの測定データセットが同一の位相範囲１６中もしくは
直後に続く周期の位相範囲１６中に取得されるように選
ばれる。
高く選ばれている回転数ｎで回転すべきであろう。しか
し、事情によっては、回転数ｎをより低く選ぶことが望
ましいこともあり得る。これは特に、心臓９の運動が厳
密に周期的であるときに当てはまる。この場合には保持
体７の回転数ｎは好ましくは、直接に相い続く回転角度
αの測定データセットが同一の位相範囲１６中もしくは
直後に続く周期の位相範囲１６中に取得されるように選
ばれる。
【００７２】従ってたとえば、８０／分の一定（不変）
の心拍数および５０ｍｓの継続時間を有する位相範囲１
６の仮定のもとに、好ましくは７００ｍｓのうちに保持
体７の完全な回転が行われる。
の心拍数および５０ｍｓの継続時間を有する位相範囲１
６の仮定のもとに、好ましくは７００ｍｓのうちに保持
体７の完全な回転が行われる。
【００７３】位相範囲１６の位置は再び、像データセッ
トと一緒に取得される心電図１０から決定される。位相
範囲１６の位置はその際に原理的に任意である。位相範
囲１６はたとえば心臓の静止位相のなかに位置してよ
い。しかし、位相範囲１６が人間の心臓９の拍動位相１
２のなかに位置ことは特に意義がある。
トと一緒に取得される心電図１０から決定される。位相
範囲１６の位置はその際に原理的に任意である。位相範
囲１６はたとえば心臓の静止位相のなかに位置してよ
い。しかし、位相範囲１６が人間の心臓９の拍動位相１
２のなかに位置ことは特に意義がある。
【００７４】Ｘ線による患者８の負荷が特に小さく保た
れなければならないときには、Ｘ線源１は好ましくは心
電図１０によりトリガーされる。これにより、患者８が
位相範囲１６中のみＸ線源１により透過照射されること
が達成される。他方においてＸ線源１がトリガーされな
いときには、人間の心臓９のすべての位相中に測定デー
タセットが取得される。この場合にはたとえば像再構成
の際に後で有意味な位相範囲１６が決定され得る。
れなければならないときには、Ｘ線源１は好ましくは心
電図１０によりトリガーされる。これにより、患者８が
位相範囲１６中のみＸ線源１により透過照射されること
が達成される。他方においてＸ線源１がトリガーされな
いときには、人間の心臓９のすべての位相中に測定デー
タセットが取得される。この場合にはたとえば像再構成
の際に後で有意味な位相範囲１６が決定され得る。
【００７５】図４にはこのような経過の仕方の概要が示
されている。ここで像再構成角度範囲βは位相角度範囲
δから構成され、その際に直接に相い続く回転角度αの
測定データセットは同一の位相範囲１６中もしくは直後
に続く周期中に取得されている。
されている。ここで像再構成角度範囲βは位相角度範囲
δから構成され、その際に直接に相い続く回転角度αの
測定データセットは同一の位相範囲１６中もしくは直後
に続く周期中に取得されている。
【００７６】保持体７の回転数ｎがこのように最適化さ
れない場合には、像再構成角度範囲βは、図５に概要を
示されているように、一般に純粋に不規則的な順列であ
る位相角度範囲δにより満たされなければならない。
れない場合には、像再構成角度範囲βは、図５に概要を
示されているように、一般に純粋に不規則的な順列であ
る位相角度範囲δにより満たされなければならない。
【００７７】取得された測定データセットから心臓９の
像を再構成し得るためには、回転角度αごとに取得され
た測定データセットから測定データセットが選択されな
ければならない。そのためには２つの選択方法が利用さ
れ得る。
像を再構成し得るためには、回転角度αごとに取得され
た測定データセットから測定データセットが選択されな
ければならない。そのためには２つの選択方法が利用さ
れ得る。
【００７８】第１の方法によれば、位相範囲１６ごとに
位相範囲１６中に取得された測定データセットが各１つ
の回転角度群１７に統合される。各々の回転角度群１７
に対して位相基準点と対応する基準角度εが決定され
る。たとえば位相基準点は位相範囲６の中央または始端
に相当し得る。次いで実際に心臓９の像を再構成するた
めに利用される測定データセットを選ぶため、回転角度
αごとに、基準角度εが最大でその都度の回転角度αと
同じくらいの大きさである回転角度群１７が決定され
る。こうして決定された回転角度群１７のなかで、次い
でその都度の回転角度αとその都度の基準角度εとの間
の差が最小である回転角度群１７の測定データセットが
利用される。
位相範囲１６中に取得された測定データセットが各１つ
の回転角度群１７に統合される。各々の回転角度群１７
に対して位相基準点と対応する基準角度εが決定され
る。たとえば位相基準点は位相範囲６の中央または始端
に相当し得る。次いで実際に心臓９の像を再構成するた
めに利用される測定データセットを選ぶため、回転角度
αごとに、基準角度εが最大でその都度の回転角度αと
同じくらいの大きさである回転角度群１７が決定され
る。こうして決定された回転角度群１７のなかで、次い
でその都度の回転角度αとその都度の基準角度εとの間
の差が最小である回転角度群１７の測定データセットが
利用される。
【００７９】実際に心臓９の像を再構成するために利用
される測定データセットのその都度の回転角度αとその
都度の基準角度εとの間の差を手がかりにして有効な時
間分解能が求められ、また再構成された心臓９と一緒に
出力される。有効な時間分解能は実際に心臓９の像を再
構成するために利用される測定データセットの回転角度
αとその都度の基準角度εとの間の差のすべての差の最
大である。
される測定データセットのその都度の回転角度αとその
都度の基準角度εとの間の差を手がかりにして有効な時
間分解能が求められ、また再構成された心臓９と一緒に
出力される。有効な時間分解能は実際に心臓９の像を再
構成するために利用される測定データセットの回転角度
αとその都度の基準角度εとの間の差のすべての差の最
大である。
【００８０】代替的に、再構成角度範囲βは、各１つの
部分角度範囲基準角度ξを有する複数個の等しい大きさ
の部分角度範囲ζに分割され得る。部分角度範囲基準角
度ξは基準角度εのように部分角度範囲ζの中央または
始端に相当する。部分角度範囲ζごとに次いで、その都
度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εと
の間の差の絶対値が最小である回転角度群１７の測定デ
ータセットが心臓９の像を再構成するために利用され
る。
部分角度範囲基準角度ξを有する複数個の等しい大きさ
の部分角度範囲ζに分割され得る。部分角度範囲基準角
度ξは基準角度εのように部分角度範囲ζの中央または
始端に相当する。部分角度範囲ζごとに次いで、その都
度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εと
の間の差の絶対値が最小である回転角度群１７の測定デ
ータセットが心臓９の像を再構成するために利用され
る。
【００８１】この方法では、測定データセットが心臓９
の像を再構成するために利用される有効な時間分解能は
選ばれる位相範囲よりも大きい。なぜならば、その都度
の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの
間の差は一般に零に等しくないからである。従って、有
効な時間分解能は、実際に心臓９の像を再構成するため
に利用される測定データセットのその都度の部分角度範
囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの間の差と、部
分回転範囲ζの大きさと、回転数ｎとを手がかりにして
求められる。回転数ｎおよび部分回転範囲ζの大きさは
最小の時間分解能を生ずる。これは次いで、実際に心臓
９の像を再構成するために利用される測定データセット
のその都度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準
角度εとの間の差により大きくされる。
の像を再構成するために利用される有効な時間分解能は
選ばれる位相範囲よりも大きい。なぜならば、その都度
の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの
間の差は一般に零に等しくないからである。従って、有
効な時間分解能は、実際に心臓９の像を再構成するため
に利用される測定データセットのその都度の部分角度範
囲基準角度ξとその都度の基準角度εとの間の差と、部
分回転範囲ζの大きさと、回転数ｎとを手がかりにして
求められる。回転数ｎおよび部分回転範囲ζの大きさは
最小の時間分解能を生ずる。これは次いで、実際に心臓
９の像を再構成するために利用される測定データセット
のその都度の部分角度範囲基準角度ξとその都度の基準
角度εとの間の差により大きくされる。
【００８２】両方の方法では、回転角度群１７から他の
回転角度群１７への切換わりの際に常に時間跳躍が行わ
れる。従って、回転角度群１７からすぐ次の回転角度群
１７への移行は不連続的であり得る。このことは再構成
の際に像の質の低下に通じ得る。しかし像の質は、この
ような切換わりの際に測定データセットが重なり範囲の
なかで重み付けされて重ね合わされるならば、高められ
得る。重なり範囲は少なくとも隣り合う回転角度αに対
応付けられている測定データセットを含んでいる。たと
えば回転角度群１７の最後の測定データセットはその固
有の値については２／３に、後続の回転角度群１７の最
初の測定データセットの値については１／３に重み付け
されるように変更され得る。同じく次いで後続の回転角
度群１７の最初の測定データセットがその固有の値につ
いては２／３に、先行の回転角度群１７の最後の測定デ
ータセットの値については１／３に重み付けされ得る。
このことは図６に破線により概要を示されている。既に
このわずかな変更が再構成された像の顕著な改善に通ず
る。
回転角度群１７への切換わりの際に常に時間跳躍が行わ
れる。従って、回転角度群１７からすぐ次の回転角度群
１７への移行は不連続的であり得る。このことは再構成
の際に像の質の低下に通じ得る。しかし像の質は、この
ような切換わりの際に測定データセットが重なり範囲の
なかで重み付けされて重ね合わされるならば、高められ
得る。重なり範囲は少なくとも隣り合う回転角度αに対
応付けられている測定データセットを含んでいる。たと
えば回転角度群１７の最後の測定データセットはその固
有の値については２／３に、後続の回転角度群１７の最
初の測定データセットの値については１／３に重み付け
されるように変更され得る。同じく次いで後続の回転角
度群１７の最初の測定データセットがその固有の値につ
いては２／３に、先行の回転角度群１７の最後の測定デ
ータセットの値については１／３に重み付けされ得る。
このことは図６に破線により概要を示されている。既に
このわずかな変更が再構成された像の顕著な改善に通ず
る。
【００８３】回転角度群１７の測定データセットの重み
付けされた重ね合わせにより時間拡幅が行われる。従っ
て重なり範囲の大きさが有効な時間分解能を求める際に
考慮に入れられる。このことは訓練された観察者に再構
成された像の質の評価を可能にする。
付けされた重ね合わせにより時間拡幅が行われる。従っ
て重なり範囲の大きさが有効な時間分解能を求める際に
考慮に入れられる。このことは訓練された観察者に再構
成された像の質の評価を可能にする。
【００８４】本発明による像再構成方法により特に、患
者８の呼吸停止位相のなかで、心臓９の全体を表示し得
る質的に価値の高い測定データセットを発生することが
可能である。
者８の呼吸停止位相のなかで、心臓９の全体を表示し得
る質的に価値の高い測定データセットを発生することが
可能である。
【図１】コンピュータトモグラフの斜視図。
【図２】図１によるコンピュータトモグラフの正面図。
【図３】図１および２によるコンピュータトモグラフの
検出器ユニットの正面図。
検出器ユニットの正面図。
【図４】分類方法の概要を示す図。
【図５】別の分類方法の概要を示す図。
【図６】重み付け曲線の概要を示す図。
【図７】測定データセットの取得の概要を示す図。
【図８】測定データセットの別の取得の概要を示す図。
１ Ｘ線源 ２ 検出器ユニット ３〜５ 検出器行 ６ 回転軸線 ７ 保持環 ８ 患者 ９ 心臓 １０ 心電図（ＥＫＧ） １１ ピーク １２ 拍動位相 １３ 静止位相 １４ 直線 １５ バー １６ 位相範囲 １７ 回転角度群 １８ Ｘ線束 ２０ 支台 ２１ 測定開口 ２２ 発生器装置 ２３ 測定領域 ２４ 焦点 ２５ 焦点軌道 ２６ 駆動部 ２７ 心電計 ２８ 電極 ２９ キーボード ３０ マウス ３１ コンピュータ Ａ 矢印 Ｄ 検出器高さ、検出器行のずれ ｎ 回転数 ｔ、Ｔ 時間 ｖ 送り速度 ｚ ずれ位置 α 回転角度 β 再構成角度範囲 γ 回転角度 δ 位相角度範囲 ε 基準角度 ζ 部分角度範囲 ξ 部分角度範囲基準角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス フロール ドイツ連邦共和国 91486 ユールフェル ト ボニファチウスシュトラーセ ６ (72)発明者 ベルント オーネゾルゲ ドイツ連邦共和国 91054 エルランゲン ユングシュトラーセ 12 (72)発明者 シュテファン シャラー ドイツ連邦共和国 90762 フュルト ニ ュルンベルガー シュトラーセ ３ (72)発明者 ベルンハルト ショルツ ドイツ連邦共和国 91336 ヘロルズバッ ハ ブルンネンシュトラーセ 19
Claims (17)
- 【請求項１】 保持体（７）（ガントリ７）に配置され
ている検出器ユニット（２）を用いて、運動位相（１
２）および静止位相（１３）を有する周期的に運動する
対象物（９）の像を再構成するための方法において、検
出器ユニット（２）が少なくとも１つの最初の検出器行
（３）および最後の検出器行（４）を有し、検出器行
（３、４）が回転軸線（６）に対して少なくともほぼ直
角に延び、 −保持体（７）が回転数（ｎ）により回転軸線（６）の
周りを回転し、 −静止位相の存在が求められ、少なくとも静止位相（１
３）中に多数の回転角度（α）において回転角度（α）
ごとに検出器行（３〜５）によりそれぞれ同時にその都
度の回転角度（α）に対応付けられている各１つの測定
データセットが取得され、 −静止位相の継続時間が決定され、回転数（ｎ）は、保
持体（７）が静止位相（１３）中に、少なくとも対象物
（９）の像を再構成するために必要な再構成角度範囲
（β）と同じくらいの大きさの回転角度（γ）だけ回転
するように選定され、 −測定データセットから三次元の逆投影アルゴリズムを
用いて対象物（９）の像が再構成されることを特徴とす
る像再構成方法。 - 【請求項２】 保持体（７）（ガントリ７）に配置され
ている検出器ユニット（２）を用いて、運動位相（１
２）および静止位相（１３）を有する周期的に運動する
対象物（９）から測定データを取得するための方法にお
いて、検出器ユニット（２）が少なくとも１つの最初の
検出器行（３）および最後の検出器行（４）を有し、検
出器行（３、４）が回転軸線（６）に対して少なくとも
ほぼ直角に延び、回転軸線（６）に対して平行に検出器
高さ（Ｄ）だけ互いに間隔をおかれ、 −対象物（９）が送り速度（ｖ）で回転軸線（６）に沿
って保持体（７）に対して相対的にずらされ、保持体
（７）が回転数（ｎ）で回転軸線（６）の周りを回転
し、 −静止位相の存在が求められ、少なくとも静止位相（１
３）中に多数の回転角度（α）において回転角度（α）
ごとに検出器行（３〜５）によりそれぞれ同時にその都
度の回転角度（α）に対応付けられている各１つの測定
データセットが取得され、 −静止位相の継続時間が決定され、回転数（ｎ）は、保
持体（７）が静止位相（１３）中に、少なくとも対象物
（９）の像を再構成するために必要な再構成角度範囲
（β）と同じくらいの大きさの回転角度（γ）だけ回転
するように選定され、 −送り速度（ｖ）は、対象物（９）が運動位相（１２）
および２つの再構成時間（Ｔ）の和の間に最大で検出器
高さ（Ｄ）だけ回転軸線（６）に沿ってずらされように
選ばれ、 −再構成時間（Ｔ）が再構成角度範囲（β）を掃過する
ために必要な時間（Ｔ）であることを特徴とする測定デ
ータ取得方法。 - 【請求項３】 対象物（９）が人間の心臓（９）である
ことを特徴とする請求項１または２記載の測定データ取
得方法。 - 【請求項４】 静止位相（１３）を決定するため人間の
心臓（９）の心電図（１０）が一緒に取得されることを
特徴とする請求項３記載の測定データ取得方法。 - 【請求項５】 保持体（７）（ガントリ７）に配置され
ているＸ線源（１）と、保持体（７）の上に配置されて
いる検出器ユニット（２）とを用いて、運動位相（１
２）および静止位相（１３）を有する周期的に運動する
対象物（９）の像を再構成するための方法において、検
出器ユニット（２）が少なくとも１つの最初の検出器行
（３）および最後の検出器行（４）を有し、検出器行
（３、４）が回転軸線（６）に対して少なくともほぼ直
角に延び、 −保持体（７）が回転数（ｎ）で回転軸線（６）の周り
を回転し、 −複数個の周期中に多数の回転角度（α）において回転
角度（α）ごとに検出器行（３〜５）によりそれぞれ同
時にその都度の回転角度（α）に対応付けられている各
１つの測定データセットが取得され、 −対象物（９）の周期的な運動のそれぞれ１つの位相基
準点を有する位相範囲の存在が求められ、測定データセ
ットが少なくともこのような位相範囲（１６）中に取得
され、 −位相範囲の継続時間が求められ、周期の数と位相範囲
（１６）中に掃過される位相角度範囲（δ）とからの積
が少なくとも対象物（９）の像を再構成するために必要
な再構成角度範囲（β）に相当し、 −測定データセットから三次元の逆投影アルゴリズムを
用いて対象物（９）の像が再構成されることを特徴とす
る像再構成方法。 - 【請求項６】 保持体（７）（ガントリ７）に配置され
ているＸ線源（１）および同じく保持体（７）の上に配
置されている検出器ユニット（２）を用いて、運動位相
（１２）および静止位相（１３）を有する周期的に運動
する対象物（９）から測定データを取得するための方法
において、検出器ユニット（２）が少なくとも１つの最
初の検出器行（３）および最後の検出器行（４）を有
し、検出器行（３、４）が回転軸線（６）に対して少な
くともほぼ直角に延び、回転軸線（６）に対して平行に
検出器高さ（Ｄ）だけ互いに間隔をおかれ、 −対象物（９）が送り速度（ｖ）で回転軸線（６）に沿
って保持体（７）に対して相対的にずらされ、保持体
（７）が回転数（ｎ）で回転軸線（６）の周りを回転
し、 −少なくとも静止位相（１３）中に多数の回転角度
（α）において回転角度（α）ごとに検出器行（３〜
５）によりそれぞれ同時にその都度の回転角度（α）に
対応付けられている各１つの測定データセットが取得さ
れ、 −対象物（９）の周期的な運動のそれぞれ１つの位相基
準点を有する位相範囲の存在が求められ、測定データセ
ットが少なくともこのような位相範囲（１６）中に取得
され、 −送り速度（ｖ）は、対象物（９）が検出器高さ（Ｄ）
だけの送り中に複数個の周期を通過するように選ばれ、 −位相範囲の継続時間が求められ、周期の数と位相範囲
（１６）中に掃過される位相角度範囲（δ）とからの積
が少なくとも対象物（９）の像を再構成するために必要
な再構成角度範囲（β）に相当することを特徴とする測
定データ取得方法。 - 【請求項７】 対象物（９）が人間の心臓（９）であ
り、位相範囲（１６）が人間の心臓（９）の拍動位相の
なかに位置していることを特徴とする請求項５または６
記載の測定データ取得方法。 - 【請求項８】 位相範囲（１６）を決定するため人間の
心臓（９）の心電図（１０）が一緒に取得されることを
特徴とする請求項７記載の測定データ取得方法。 - 【請求項９】 対象物（９）が位相範囲（１６）中のみ
透過照射されるようにＸ線源（１）が心電図（１０）を
用いてトリガーされることを特徴とする請求項８記載の
測定データ取得方法。 - 【請求項１０】 保持体（７）の回転数（ｎ）が、直接
に相い続く回転角度（α）の測定データセットが同一の
位相範囲（１６）中もしくは直接に後に続く周期の位相
範囲（１６）中に取得されるように選定されることを特
徴とする請求項５ないし９の１つに記載の測定データ取
得方法。 - 【請求項１１】 保持体（７）の回転数（ｎ）が可能な
かぎり高く選定されることを特徴とする請求項５ないし
９の１つに記載の測定データ取得方法。 - 【請求項１２】 請求項５ないし１１の１つにより取得
された測定データセットに対する像再構成方法におい
て、 −位相範囲（１６）ごとに位相範囲（１６）中に取得さ
れた測定データセットが各１つの回転角度群（１７）に
統合され、 −各々の回転角度群（１７）に対して位相基準点と対応
する基準角度（ε）が決定され、 −回転角度（α）ごとに、基準角度（ε）が最大でその
都度の回転角度（α）と同じくらいの大きさである回転
角度群（１７）が決定され、 −こうして決定された回転角度群（１７）のなかで、そ
の都度の回転角度（α）とその都度の基準角度（ε）と
の間の差が最小である回転角度群（１７）の測定データ
セットが対象物（９）を再構成するために利用されるこ
とを特徴とする像再構成方法。 - 【請求項１３】 実際に対象物（９）を再構成するため
に利用される測定データセットのその都度の回転角度
（α）とその都度の基準角度（ε）との間の差を手がか
りにして有効な時間分解能が求められ、再構成された対
象物（９）と一緒に出力されることを特徴とする請求項
１２記載の像再構成方法。 - 【請求項１４】 請求項５ないし１１の１つにより取得
された測定データセットから像を再構成するための方法
において、 −再構成角度範囲（β）が、各１つの部分角度範囲基準
角度（ξ）を有する複数個の等しい大きさの部分角度範
囲（ζ）に分割され、 −位相範囲（１６）ごとに、位相範囲（１６）中に取得
された測定データセットが各１つの回転角度群（１７）
に統合され、 −各々の回転角度群（１７）に対して位相基準点と対応
する基準角度（ε）が決定され、 −部分回転範囲（ζ）ごとに、その都度の部分角度範囲
基準角度（ξ）とそのつどの基準角度（ε）との間の差
の絶対値が最小である回転角度群（１７）の測定データ
セットが対象物（９）を再構成するために利用されるこ
とを特徴とする像再構成方法。 - 【請求項１５】 実際に対象物（９）を再構成するため
に利用される測定データセットのその都度の部分角度範
囲基準角度（ξ）とその都度の基準角度（ε）との間の
差と、部分回転範囲（ζ）の大きさと、回転数（ｎ）と
を手がかりにして有効な時間分解能が求められ、再構成
された対象物（９）と一緒に出力されることを特徴とす
る請求項１４記載の像再構成方法。 - 【請求項１６】 回転角度群（１７）から他の回転角度
群（１７）への切換わりの際に測定データセットが重な
り範囲のなかで重み付けされて重ね合わされることを特
徴とする請求項１２ないし１５の１つに記載の像再構成
方法。 - 【請求項１７】 重なり範囲の大きさが有効な時間分解
能を求める際に考慮に入れられることを特徴とする請求
項１４および請求項１３および１５の１つに記載の像再
構成方法。
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