JP2001170041A - Ct用x線ビーム追跡ループを較正する方法及び装置 - Google Patents
Ct用x線ビーム追跡ループを較正する方法及び装置Info
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Abstract
と、複数の検出器素子列を含む検出器アレイとを有する
計算機式断層撮影イメージング・システムのX線ビーム
を位置調節するための追跡制御パラメータを決定する方
法を提供する。 【解決手段】 X線ビームの焦点の位置を決定しなが
ら、一連のコリメータ段階位置において検出器サンプル
を得る工程と、決定された焦点の位置、公称焦点距離、
並びにX線ビーム、コリメータ及び検出器アレイの幾何
パラメータを用いて各々のコリメータ段階において各々
の検出器素子についてビーム位置を決定する工程と、こ
うして得られた情報を用いて較正パラメータを決定する
工程とを含む。例えば、X線ビームを維持しておくべき
目標ビーム位置を決定する場合には、相次ぐコリメータ
段階位置の比による検出器素子の示差誤差を決定し、決
定された素子の示差誤差に従ってアイソセンタ素子につ
いて目標ビーム位置を選択する。
Description
(CT)イメージングに関し、より具体的には、マルチ
スライス型CTイメージング・システムのCTX線ビー
ムを位置調節するz軸追跡ループの較正のための方法及
び装置に関する。
(CT)イメージング・システム構成においては、X線
源がファン(扇形)形状のビームを投射し、ビームは、
デカルト座標系のXY平面であって、一般に「イメージ
ング(撮像)平面」と呼ばれる平面内に位置するように
コリメートされる。X線ビームは、患者等の撮像されて
いる物体を通過する。ビームは、物体によって減弱され
た後に、放射線検出器の配列(アレイ)に入射する。検
出器アレイの所で受け取られる減弱したビーム放射線の
強度は、物体によるX線ビームの減弱量に依存してい
る。アレイ内の各々の検出器素子が、検出器の位置にお
けるビーム減弱の測定値である別個の電気信号を発生す
る。すべての検出器からの減弱測定値が別個に取得され
て、透過プロファイルを形成する。
及び検出器アレイは、X線ビームが物体と交差する角度
が定常的に変化するように、撮像平面内で撮像されるべ
き物体の周りをガントリと共に回転する。1つのガント
リ角度における検出器アレイからの一群のX線減弱測定
値すなわち投影データを「ビュー」と呼ぶ。物体の「走
査(スキャン)」は、X線源及び検出器が1回転する間
に様々なガントリ角度すなわちビュー角度において形成
される1組のビューで構成されている。アキシャル・ス
キャン(軸方向走査)の場合には、投影データを処理し
て、物体を通して得られる2次元スライスに対応する画
像を構成する。1組の投影データから画像を再構成する
1つの方法に、当業界でフィルタ補正逆投影(filtered
backprojection) 法と呼ばれるものがある。この処理
は、走査からの減弱測定値を、「CT数」又は「ハンス
フィールド(Hounsfield)単位」と呼ばれる整数へ変換
し、これらの整数を用いて、陰極線管表示器上の対応す
るピクセルの輝度を制御する。
答関数を有する検出器素子にわたってX線ビームの半影
が移動すると信号の変化が生じて、画像アーティファク
トをもたらす可能性がある。検出器素子をX線ビームの
本影内に維持する開放式システム・コリメーションによ
ってアーティファクトを防止することはできるが、患者
への照射線量は増大する。公知のCTシステムは、閉鎖
ループ式z軸追跡システムを利用して検出器アレイに対
するX線ビームの位置調節を行なっている。これらのシ
ステムの較正のための改良された方法及び装置を提供す
ることが望ましい。具体的には、(1)X線ビームを維
持しておくべき目標ビーム位置、(2)検知された追跡
情報をミリメートル単位のビーム位置へ変換する伝達関
数、及び(3)該伝達関数の有効限度等の較正パラメー
タを決定するための改良された方法及び装置を提供する
ことが望ましい。
節可能な可動式コリメータと、複数の検出器素子列を含
んでいる検出器アレイとを有する計算機式断層撮影イメ
ージング・システムのX線ビームを位置調節するための
追跡制御パラメータを決定する方法を提供する。この方
法は、X線ビームの焦点の位置を決定しながら、複数の
コリメータ段階位置において検出器サンプルを得る工程
と、決定された焦点位置、公称焦点距離、並びにX線ビ
ーム、コリメータ及び検出器アレイの幾何パラメータを
用いて各々のコリメータ段階において各々の検出器素子
についてビーム位置を決定する工程と、このようにして
得られた情報を用いて較正パラメータを決定する工程と
を含んでいる。例えば、X線ビームを維持しておくべき
目標ビーム位置を決定する場合には、本発明はまた、相
次ぐコリメータ段階位置の比による検出器素子の示差誤
差を決定する工程と、決定された素子の示差誤差に従っ
てアイソセンタ素子について目標ビーム位置を選択する
工程とを含んでいる。
調節するz軸追跡ループを利用したCTイメージング・
システムの改良された追跡較正を行なうことができる。
撮影(CT)イメージング・システム10が、「第3世
代」CTスキャナにおいて典型的なガントリ12を含ん
でいるものとして示されている。ガントリ12はX線源
14を有しており、X線源14は、X線ビーム16をガ
ントリ12の対向する側に設けられている検出器アレイ
18に向かって投射する。検出器アレイ18は検出器素
子20によって形成されており、検出器素子20は一括
して、物体22(例えば、患者)を通過して投射された
X線を感知する。各々の検出器素子20が、入射したX
線ビームの強度を表わす、従って患者22を通過する間
でのビームの減弱を表わす電気信号を発生する。X線投
影データを取得するための1回の走査の間に、ガントリ
12及びガントリ12に装着されている構成部品は、回
転中心又はアイソセンタ24の周りを回転する。
は、CTシステム10の制御機構26によって制御され
ている。制御機構26は、X線制御器28とガントリ・
モータ制御器30とを含んでおり、X線制御器28はX
線源14に対して電力信号及びタイミング信号を供給
し、ガントリ・モータ制御器30はガントリ12の回転
速度及び位置を制御する。制御機構26内に設けられて
いるデータ取得システム(DAS)32が、検出器素子
20からのアナログ・データをサンプリングして、後続
の処理のためにこのデータをディジタル信号へ変換す
る。画像再構成器34が、サンプリングされてディジタ
ル化されたX線データをDAS32から受け取って、高
速画像再構成を実行する。再構成された画像は、コンピ
ュータ36への入力として印加され、コンピュータ36
は大容量記憶装置38に画像を記憶させる。
しているコンソール40を介して操作者からコマンド
(命令)及び走査用パラメータを受け取る。付設されて
いる陰極線管表示器42によって、操作者は、再構成さ
れた画像、及びコンピュータ36からのその他のデータ
を観測することができる。操作者が供給したコマンド及
びパラメータは、コンピュータ36によって用いられ
て、DAS32、X線制御器28及びガントリ・モータ
制御器30に制御信号及び情報を供給する。加えて、コ
ンピュータ36は、モータ式テーブル46を制御するテ
ーブル・モータ制御器44を動作させて、患者22をガ
ントリ12内で位置調節する。具体的には、テーブル4
6は、患者22の各部分をガントリ開口48を通して移
動させる。
ーム16はX線源14(図2)の焦点50から発する。
X線ビーム16はコリメータ52によってコリメートさ
れ、コリメートされたビーム16が検出器アレイ18に
向かって投射される。検出器アレイ18はマルチスライ
ス構成として作製されており、投影データ収集のための
検出器素子列54、56、58及び60を含んでいる。
「ファン・ビーム平面」と一般に呼ばれる平面86が、
焦点50の中心線及びビーム16の中心線を含んでい
る。ファン・ビーム平面86は、図3では検出器アレイ
18の中心線D0に整列しているように描かれている
が、ファン・ビーム平面86は必ずしもこのように整列
しない。検出器素子列62、64、66及び68は、X
線ビーム16のz軸位置を決定するためのz位置検出器
としての役割を果たしている。一実施例では、検出器列
62、64、66及び68は、検出器アレイ18内の列
である。外側列62及び68は、ビーム16の半影70
の少なくとも実質的に内部に位置するように選択され
る。内側列64及び66は、ビーム16の本影72の少
なくとも実質的に内部に位置するように選択される。
「少なくとも実質的に内部に」とは、完全に内部に位置
するか、又は少なくとも、外側列62及び68の信号強
度がX線ビームの位置に依存し、且つ内側列64及び6
6の信号強度が外側列の信号を比較するための基準を提
供しているように十分に内部に位置するかのいずれかを
指すものとする。一実施例では、コリメータ52はテー
パ付きカム74及び76を含んでいる。(本明細書でカ
ムが「テーパを有している」と述べる場合には、特に記
載のない限り、ゼロのテーパを有するカムを除外しない
ものとする。)X線制御器28がカム74及び76の位
置調節を制御する。検出器アレイ18のエッジ(図示さ
れていない)に対するX線の本影72の位置及び幅を変
化させるために、各々のカムを独立に配置することがで
きる。
するための閉鎖ループ式方法の一実施例は、異なる検出
器素子列が受け取ったX線強度を表わす信号同士を比較
する工程と、該比較の結果に応じてX線ビームを位置調
節する工程とを含んでいる。一実施例では、検出器列6
2、64、66及び68からのX線強度を表わす信号を
加算して(工程78)、列和を得る。加算は、20ミリ
秒間隔で取得されたビューにわたるものとする。例え
ば、アナログ信号がディジタル形式へ変換された後に、
DAS32内に設けられているハードウェア・サーキッ
トリ(図示されていない)がオフセット補正を行なうと
共に、外側列62が受け取った信号の列和及び内側列6
4が受け取った信号の列和を決定する。外側列62が受
け取った信号の和の内側列64が受け取った信号の和に
対する比を決定し、該比に比補正ファクタを乗算するこ
とにより、補正された比Rが決定される(工程80)。
比補正ファクタは、イメージング・システム10の較正
から決定されるファクタであって、外側列62と内側列
64との間で異なっている相対DASゲインを考慮して
いる。
するミリメートル単位で決定する(工程82)。ビーム
位置Zは、補正された比に対して予め決定されているビ
ーム位置伝達関数を適用してX線ビーム位置を算出する
ことにより得られる。ビーム位置伝達関数Z(R)は、
例えば、予め決定されている係数を有する次のような4
次多項式によって表わされる。
4 ビーム位置伝達関数Z(R)及びその限度は、イメージ
ング・システム10の較正において指定される。
る(工程84)。ビーム位置Z、現在(カレント)のコ
リメータ位置C及びその他のシステム10の幾何パラメ
ータから次の式に従って焦点位置fが決定される(工程
84)。
fmzzは列62及び列64における焦点倍率を表わし且
つ焦点寸法の関数であり、lfsは焦点50の距離を表わ
している。次いで、アイソセンタ24に向かって位置す
る検出器素子20についてコリメータ52の新たな位置
が決定される。コリメータ52は、コリメータ52のエ
ッジ(図示されていない)が、焦点位置fと、イメージ
ング・システム10の較正において指定された目標ビー
ム位置Ztとの間を結ぶ線に一致するように再配置され
る。このようにして、新たなコリメータ位置Cnが次の
式に従って決定される。
検出器素子20におけるカレントのコリメータ倍率を表
わし且つ焦点寸法の関数であり、lfsは焦点50の距離
を表わしている。
84は、コリメータ52の各々の側について独立に、コ
リメータ52の各々の側について新たな位置を絶えず得
るような間隔で実行される。これらの間隔は一実施例で
は20ミリ秒であり、制御ループ遅れ誤差を最小限にす
るように0.5秒の走査中にX線ビーム16の位置を2
5回サンプリングする。但し、他の実施例では、間隔は
5ミリ秒と50ミリ秒との間とする。更に他の実施例で
は、間隔は、量子雑音及び高周波数変動(50Hzと1
60Hzとの間の運動周波数でのX線管のアノードの移
動に起因するもの等)の影響を回避するのに十分な最小
値と、撓み曲線の追従速度によって制限される最大値と
の間とする。変化する撓み曲線を頻繁にサンプリングす
ると過大な配置誤差を回避することができる。(「撓み
(sag) 」とは、重力及びガントリ12の回転中の機械的
構造に働く遠心力によって生ずるX線ビーム16の周期
的運動のことである。)患者の走査中に、患者の衣類、
毛布又はその他の物体によってz位置検出器62、6
4、66又は68が遮蔽される場合がある。z位置検出
器62、64、66若しくは68の遮蔽が検出された後
に、又はX線源14が最初にオンになったときに、ルー
プ・サンプル間隔は下方に調節される。一実施例では、
ループ・サンプル間隔は、5ミリ秒に下方調節される。
4ミリ秒の安定化の後に、ビームの位置が測定されると
共にコリメータの位置調節が開始して、初期位置誤差を
更に最小化する。
ずれかのz位置検出器が遮蔽されていないかを決定する
ために、z位置検出器62、64、66又は68に隣接
している最終データ検出器素子90からの信号を予期さ
れる信号Sxと比較する。z位置検出器の遮蔽は、一実
施例では、最終データ検出器素子20の信号が予期され
る信号Sxの0.9倍よりも小さい場合に想定される。
他の実施例では、検出器の遮蔽は、最終データ検出器素
子20の信号が予期される信号Sxの0.95倍と0.
5倍との間の値よりも小さい場合に想定される。(患者
の遮蔽を可及的速やかに識別するためにはこの値の大き
さを可能な限り大きくして、これにより、不正なZ測定
データに起因するX線ビーム16の誤配置を回避するこ
とが望ましい。例えば大柄な患者22によるX線散乱の
遮蔽により、信号は予期される値の0.95倍まで減少
し得ることが知られているので、一実施例では、0.9
5の最大値を用いる。)遮蔽中にはコリメータの位置調
節は中断されている。但し、位置測定は、20ミリ秒か
ら5ミリ秒に短縮された間隔で続行する。測定間隔を短
縮すると、イメージング・システム10がより迅速に遮
蔽の終了を検出して閉鎖ループ式位置調節を再開するこ
とが可能になる。
る。
比例した発生器電流mA信号であり、csfはシステム
10の較正において決定されるスケール・ファクタであ
り、tはDASサンプル時間であり、gはゲイン・ファ
クタである。ゲイン・ファクタgによって、走査に用い
られるゲイン値に応じて予期される信号Sxを調節する
ことが可能になる。一実施例では、このゲイン値は、シ
ステム10において利用可能な複数のゲイン値から選択
することが可能である。
の不正が検出されると中断される。信号の不正は、例え
ば、ビーム位置及びコリメータ位置から実際の焦点距離
を決定し、この実際の焦点距離を公称焦点距離と比較す
ることにより検出される。実際の焦点距離と公称焦点距
離との間に例えば0.1ミリメートルを上回る差が検出
された場合には、不正が存在するものと想定され、コリ
メータ位置調節は中断される。(他の実施例では、不正
を想定するための差の閾値を0.05ミリメートル程度
に小さくするか、又は約0.6ミリメートル程度に大き
くする。更に他の実施例では、雑音、X線散乱及び/又
は瞬間的なビーム位置の乱れによる誤起動の相対的に高
い確率によって設定される下限と、追跡の幾分かの利点
を依然として提供する上限との間で値を選択する。)但
し、ビーム位置測定は、遮蔽が検出された場合と同様
に、短縮された間隔で続行する。このような不正は、例
えば、患者の遮蔽の検出の直前又は直後の短時間の間に
生じる可能性がある。不正が、例えば、患者の遮蔽を検
出していないのにガントリ12の90°の回転にわたっ
て持続した場合には、点検を要するような追跡システム
の誤動作が生じた可能性がある。このような場合には、
患者への照射線量及び非診断品質画像の収集が生ずるの
を回避するために走査を直ちに中止する。他の実施例で
は、ガントリ12の回転の45°程度に小さい値から3
60°程度に大きい値までに限度を設定する。他の実施
例では、散乱及び/又は随時の例外的に長い部分的な患
者22の遮蔽による誤警報率が許容可能であるような値
と、走査を停止する前にどの程度長い譲歩的動作(高照
射量及び/又は非診断品質画像)が許容されるかについ
ての設計選択に相当する上限値との間に限度を設定す
る。
に、線源14が時間にわたって冷却するにつれて焦点5
0の位置は変化する。一実施例では、システム10が再
びオンに切り換えられる前に、焦点位置が最後に測定さ
れたときに得られた情報から初期焦点位置が近似され
る。一実施例では、線形関数の近似を用いて冷却中の焦
点の位置変化をモデル化し、他の実施例では、線形関数
を秒当たり97ナノメートルの線形関数とする。冷却に
よる位置変化は指数関数であるので、線形近似は0.1
5ミリメートルで停止される。この停止は、完全に冷却
したときのシステム10の冷却変化の約20%に対応し
ており、この場合には指数関数の線形近似で十分であ
る。完全な冷却位置になるためには患者の走査を行なわ
ない状態で8時間乃至12時間が必要であり、管が1時
間を超えてオフになっていた場合に、患者の走査の前の
管のウォーミング・アップが一般に要求(リクエスト)
される。従って、通常の患者の走査中には、完全な冷却
位置になる可能性はあるが、その可能性は低い。管のウ
ォーミング・アップ中には、コリメータの初期位置調節
のために焦点のカレントの測定位置が再び確定される。
パラメータ、明確に述べると、ビーム位置伝達関数Z
(R)及びその限度、並びに目標ビーム位置Ztは、シ
ステム10の較正において決定される。図5は、追跡ル
ープ・パラメータを較正する方法の一実施例を示してい
る。この実施例では、コリメータ52を一連のz軸位置
を通じて段階的に移動させながら静止掃引走査からのデ
ータを収集する(工程100)。各々のコリメータ52
の段階位置毎に、ビーム16は検出器アレイ18の照射
面上で0.3ミリメートルずつ増大する。掃引走査デー
タはオフセット補正及びビュー平均を施されて(工程1
02)、各々のコリメータ52の段階位置毎に1組の検
出器サンプルを得る。次いで、焦点位置が決定される
(工程104)。検出器アレイの中心線D0からのコリ
メータ52のz軸位置オフセットが、外側列62及び6
8が検出器素子20において半最大全幅値を有する信号
を受け取る点として決定される(工程104)。次い
で、コリメータ52のz軸オフセット及び公称のシステ
ム10の幾何パラメータから、掃引走査中の焦点50の
位置が決定される(工程104)。
各々の検出器素子20についてビーム16の位置が決定
される(工程106)。ビーム16の位置は、掃引走査
時の焦点50の位置、焦点50の公称距離及び公称のシ
ステム10の幾何形状から決定される。
する検出器素子20について、目標ビーム位置Zt が決
定される(ステップ108)。ビーム16が目標ビーム
位置Zt に向けられると、ビーム16は、撮像アーテ
ィファクトを防止する目的では検出器アレイ18のエッ
ジ92に十分に接近し、しかも、患者の照射線量を最小
化する目的では十分なだけ離隔する。目標ビーム位置Z
t を決定するために、相次ぐコリメータ52の段階位置
についての検出器サンプルの比を用いて、検出器示差誤
差を決定する。次いで、この検出器示差誤差に加重する
ために再構成誤差感度関数w(i)を適用する。再構成
誤差感度関数w(i)は、検出器素子20のアイソセン
タ24からの半径方向距離の関数として、検出器素子2
0の確定的な(positive)寄与百分率に関係付けられる。
関数w(i)は、一実施例では、公称のシステム幾何形
状から算出される。もう1つの実施例では、w(i)は
経験的に決定される。例えば、次の方程式はw(i)の
経験的な決定を記述している。
表わしており、b(i)は2つの検出器素子20の誤差
についてのアーティファクト閾値すなわち示差誤差百分
率を表わしている。次いで、再構成誤差感度関数w
(i)が次の式に従って決定される。
ファクトを生ずると経験的に知られている限度L、例え
ば0.04%を上回っているときのコリメータ52の段
階位置SPが決定される。次いで、アイソセンタ検出器
素子について、適用され得る追跡ループ位置調節誤差を
上回る量だけのSPの直前の距離に目標ビーム位置Z t
が決定される。
に位置する1組の検出器素子について、外側列62の平
均の内側列64の平均に対する比Rについてビーム位置
伝達関数Z(R)が決定される(工程110)。ビーム
16の位置は、各々のコリメータ52の段階位置毎に工
程106において決定されており、このビーム16の位
置は、一連の段階についての最大値と最小値との間にあ
る適当な比の範囲にわたって、各々のコリメータ52の
段階位置についての比に、例えば、次の式による4次多
項式を用いてフィッティングされる。
Zによって決定されたビーム16の位置と実際のビーム
16の位置との間の誤差が所定の限度、例えば0.2ミ
リメートルよりも小さいようなコリメータ52の段階位
置の組の両端限度の間に決定される(工程112)。他
の実施例では、所定の限度は、0.1ミリメートル乃至
0.6ミリメートルの間にある。更に他の実施例では、
所定の限度は、厳密測定が可能なビーム16の位置の範
囲が過度に制限されるような値の直上の下限と、追跡の
利点を許容不能なまでに損なうほど大きな追跡誤差を生
ずると思われる下限の直下の値との間の値に設定され
る。
列との間の信号比を検知して、患者の走査中にX線ビー
ムをイメージング・システムの検出器アレイのエッジの
極く近くに維持するようにシステム・コリメーションを
移動させる。結果として、画質を犠牲にせずに患者への
X線照射線量が20%乃至40%減少する。
の関数を用い、また再構成誤差感度関数w(i)の代わ
りに他の関数を用いることも可能である。
は、コンピュータ36、画像再構成器34又はこの両方
を制御するソフトウェア、ファームウェア又はソフトウ
ェアとファームウェアとの組み合わせによって具現化さ
れる。また、付加的なz検出器列を設けてもよい。この
ような実施例では、z検出器列の信号の様々な組み合わ
せを内側列及び外側列の信号として用いれば、これによ
り、そのようなものとして識別され得るようになり、又
は異なる及び/若しくはより綿密な伝達関数を用いてビ
ーム位置を決定することもできる。
Tイメージング・システムのマルチスライス型検出器上
でX線ビームを位置調節するz軸追跡ループのための改
良された較正を行なうことができる。この方法及び装置
は、X線ビームを維持しておくべき目標ビーム位置、検
出器の比の情報をミリメートル単位(又は変換ファクタ
を介したその他の適当な単位)のビーム位置へ変換する
伝達関数、及びビーム位置伝達関数についての有効な比
の限度を与える。
みに記載されたのであって、本発明は他の形式のイメー
ジング・システムと共に実施し得ることを理解された
い。更に、当業者であれば、ここに記載した較正システ
ムは、物体の位置又は運動の検知等のためにX線ビーム
追跡較正を必要とするその他の応用にも有用であること
が理解されよう。
したが、当業者には、本発明を特許請求の範囲内にある
改変によって実施し得ることが理解されよう。
る。
の概略図であって、本発明のz軸位置調節システムの実
施例を示す図である。
る。
図である。
Claims (26)
- 【請求項1】 段階的に位置調節可能な可動式コリメー
タと、複数の検出器素子列を含んでいる検出器アレイと
を備えた計算機式断層撮影イメージング・システムのX
線ビームを位置調節するための追跡制御パラメータを決
定する方法であって、 前記X線ビームの焦点の位置を決定しながら、複数のコ
リメータ段階位置において検出器サンプルを得る工程
と、 前記決定された焦点位置、公称焦点距離、並びに前記X
線ビーム、コリメータ及び検出器アレイの幾何パラメー
タを利用して各々のコリメータ段階において各々の検出
器素子についてビーム位置を決定する工程と、 相次ぐコリメータ段階位置の比による検出器素子の示差
誤差を決定する工程と、 該決定された素子の示差誤差に従ってアイソセンタ素子
について目標ビーム位置を選択する工程と、を有する方
法。 - 【請求項2】 前記複数の検出器列はz軸検出器列であ
り、前記検出器アレイは前記z軸に垂直な中心線と外側
検出器列と内側検出器列とを有しており、 前記X線ビームの焦点の位置を決定する前記工程は、外
側検出器列の信号が半最大全幅値まで低下する点におけ
る前記検出器アレイの中心線からのコリメータのz軸位
置オフセットを決定する工程と、該決定されたコリメー
タのz軸位置、並びに前記X線ビーム、コリメータ及び
検出器アレイの前記幾何パラメータの関数として焦点位
置を決定する工程とを含んでいる請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 ビーム位置伝達関数を決定する前記工程
及び前記目標ビーム位置の選択のための示差誤差を決定
する前記工程に用いられる各々のコリメータ段階位置に
ついての1組の検出器サンプルを得るように、複数のコ
リメータ段階位置において得られた前記検出器サンプル
をオフセット補正すると共にビュー平均する工程を更に
含んでいる請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記決定された素子の示差誤差に従って
アイソセンタ検出器素子について目標ビーム位置を選択
する前記工程は、 前記検出器素子の示差誤差に再構成誤差感度関数により
加重する工程と、 該加重された検出器素子の示差誤差が所定の限度を上回
る段階位置を決定する工程と、 前記アイソセンタ検出器素子について、所定のアーティ
ファクト限度を上回る段階の前の前記決定された段階位
置から追跡ループ位置調節誤差を超える量だけの距離に
追跡ビーム位置を設定する工程と、を含んでいる請求項
1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記再構成誤差感度関数は検出器素子依
存性である請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記再構成誤差感度は、アイソセンタ素
子からの前記検出器素子の距離に応じて変化する請求項
5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記検出器列はアイソチャネル素子の各
々の側に少なくとも214個の素子を有しており、前記
再構成誤差感度関数は、 w(i)=0.18/b(i) であり、ここで、i=アイソセンタ検出器素子からの検
出器素子位置であり、b(i)=2つの検出器素子の誤
差についてのアーティファクト閾値(示差誤差百分率)
であって、 0≦i≦5のとき、 b(i)=0.018 5≦i≦213のとき、 b(i)=0.035+0.00075×(i-5) 214≦i≦nのとき、 b(i)=0.414+0.00365×(i-213) である請求項4に記載の方法。 - 【請求項8】 段階的に位置調節可能な可動式コリメー
タと、少なくとも内側列と外側列とを含めた複数の検出
器素子列を含んでいる検出器アレイとを備えた計算機式
断層撮影イメージング・システムのX線ファン・ビーム
を位置調節するための追跡制御パラメータを決定する方
法であって、 前記X線ファン・ビームの焦点の位置を決定しながら、
複数のコリメータ段階位置において検出器サンプルを得
る工程と、 前記決定された焦点位置、公称焦点距離、並びに前記X
線ファン・ビーム、コリメータ及び検出器アレイの幾何
パラメータを利用して各々のコリメータ段階において各
々の検出器素子についてビーム位置を決定する工程と、 前記複数のコリメータ段階位置についての最小比と最大
比との間の選択された比の範囲にわたって、選択された
近似法に従って前記X線ファン・ビームの端部に位置す
る1組の検出器素子について、検出器の外側列の信号の
平均の検出器の内側列の信号の平均に対する比について
ビーム位置伝達関数を決定する工程と、を有する方法。 - 【請求項9】 ビーム位置伝達関数を決定する前記工程
は、検出器の外側列の信号の平均の検出器の内側列の信
号の平均に対する前記比の関数として各々の段階におい
て決定された前記ビーム位置を多項式関数にフィッティ
ングさせる工程を含んでいる請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記多項式関数は4次多項式である請
求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 前記伝達関数を用いて算出されたビー
ム位置と実際のビーム位置との間の誤差が所定の限度を
下回る前記複数のコリメータ段階位置の両端限度として
前記伝達関数の有効測定範囲を決定する工程を更に含ん
でいる請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 前記所定の限度は0.1ミリメートル
と0.6ミリメートルとの間にある請求項11に記載の
方法。 - 【請求項13】 前記所定の限度は0.2ミリメートル
である請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 X線源と、複数の検出器素子列を含ん
でいる検出器アレイと、段階的に位置調節可能な可動式
コリメータとを備えており、前記X線源により発生され
るX線ビームをコリメートすると共に前記検出器アレイ
上で位置調節するように構成されている計算機式断層撮
影イメージング・システムであって、前記X線ビームの
焦点の位置を決定しながら、複数のコリメータ段階位置
において検出器サンプルを求め、 前記決定された焦点位置、公称焦点距離、並びに前記X
線ビーム、コリメータ及び検出器アレイの幾何パラメー
タを利用して各々のコリメータ段階において各々の検出
器素子についてビーム位置を決定し、 相次ぐコリメータ段階位置の比による検出器素子の示差
誤差を決定し、 前記決定された素子の示差誤差に従ってアイソセンタ素
子について目標ビーム位置を選択するように構成されて
いる計算機式断層撮影イメージング・システム。 - 【請求項15】 前記複数の検出器列はz軸検出器列で
あり、前記検出器アレイは前記z軸に垂直な中心線と外
側検出器列と内側検出器列とを有しており、前記X線ビ
ームの焦点の位置を決定するために、前記システムは、
外側の検出器列の信号が半最大全幅値まで低下する点に
おける前記検出器アレイの中心線からのコリメータのz
軸位置オフセットを決定し、該決定されたコリメータの
z軸位置、並びに前記X線ビーム、コリメータ及び検出
器アレイの前記幾何パラメータの関数として焦点位置を
決定するように構成されている請求項14に記載の計算
機式断層撮影イメージング・システム。 - 【請求項16】 前記目標ビーム位置伝達関数を決定す
ると共に前記目標ビーム位置の選択のために前記示差誤
差を決定する際に用いられる各々のコリメータ段階位置
についての1組の検出器サンプルを得るように、複数の
コリメータ段階位置において得られた前記検出器サンプ
ルをオフセット補正すると共にビュー平均するように更
に構成されている請求項14に記載の計算機式断層撮影
イメージング・システム。 - 【請求項17】 前記決定された素子の示差誤差に従っ
てアイソセンタ検出器素子について目標ビーム位置を選
択するために、前記システムは、 前記検出器素子の示差誤差に再構成誤差感度関数により
加重し、 該加重された検出器素子の示差誤差が所定の限度を上回
る段階位置を決定し、 前記アイソセンタ検出器素子について、所定のアーティ
ファクト限度を上回る段階の前の前記決定された段階位
置から追跡ループ位置調節誤差を超える量だけの距離に
追跡ビーム位置を設定するように構成されている請求項
14に記載の計算機式断層撮影イメージング・システ
ム。 - 【請求項18】 前記再構成誤差感度関数は検出器素子
依存性である請求項17に記載の計算機式断層撮影イメ
ージング・システム。 - 【請求項19】 前記再構成誤差感度は、アイソセンタ
素子からの前記検出器素子の距離に応じて変化する請求
項18に記載の計算機式断層撮影イメージング・システ
ム。 - 【請求項20】 前記検出器列はアイソチャネル素子の
各々の側に少なくとも214個の素子を有しており、前
記再構成誤差感度関数は、 w(i)=0.18/b(i) であり、ここで、i=アイソセンタ検出器素子からの検
出器素子位置であり、b(i)=2つの検出器素子の誤
差についてのアーティファクト閾値(示差誤差百分率)
であって、 0≦i≦5のとき、 b(i)=0.018 5≦i≦213のとき、 b(i)=0.035+0.00075×(i-5) 214≦i≦nのとき、 b(i)=0.414+0.00365×(i-213) である請求項17に記載の計算機式断層撮影イメージン
グ・システム。 - 【請求項21】 X線源と、複数の検出器素子列を含ん
でいる検出器アレイと、段階的に位置調節可能な可動式
コリメータとを備えており、前記X線源により発生され
るX線ビームをコリメートすると共に前記検出器アレイ
上で位置調節するように構成されている計算機式断層撮
影イメージング・システムであって、前記X線ファン・
ビームの焦点の位置を決定しながら、複数のコリメータ
段階位置において検出器サンプルを得、 前記決定された焦点位置、公称焦点距離、並びに前記X
線ファン・ビーム、コリメータ及び検出器アレイの幾何
パラメータを利用して各々のコリメータ段階において各
々の検出器素子についてビーム位置を決定し、 前記複数のコリメータ段階位置についての最小比と最大
比との間の選択された比の範囲にわたって、選択された
近似法に従って前記X線ファン・ビームの端部に位置す
る1組の検出器素子について、検出器の外側列の信号の
平均の検出器の内側列の信号の平均に対する比について
ビーム位置伝達関数を決定するように構成されている計
算機式断層撮影イメージング・システム。 - 【請求項22】 ビーム位置伝達関数を決定するため、
前記システムは、検出器の外側列の信号の平均の検出器
の内側列の信号の平均に対する前記比の関数として各々
の段階において決定された前記ビーム位置を多項式関数
にフィッティングさせる工程を含んでいる請求項21に
記載の計算機式断層撮影イメージング・システム。 - 【請求項23】 前記多項式関数は4次多項式である請
求項22に記載の計算機式断層撮影イメージング・シス
テム。 - 【請求項24】 前記伝達関数を用いて算出されたビー
ム位置と実際のビーム位置との間の誤差が所定の限度を
下回る前記複数のコリメータ段階位置の両端限度として
前記伝達関数の有効測定範囲を決定するように更に構成
されている請求項21に記載の計算機式断層撮影イメー
ジング・システム。 - 【請求項25】 前記所定の限度は0.1ミリメートル
と0.6ミリメートルとの間にある請求項24に記載の
計算機式断層撮影イメージング・システム。 - 【請求項26】 前記所定の限度は0.2ミリメートル
である請求項24に記載の計算機式断層撮影イメージン
グ・システム。
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