JPH08263638A - 物体の断層写真像を作成するシステム及び方法 - Google Patents
物体の断層写真像を作成するシステム及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 像を再生するのに必要な合計時間を短縮しつ
つ、アーティファクトを最小レベルにして高品質の像を
得ることのできる物体の断層写真像を作成するシステム
及び方法を提供する。 【解決手段】 本発明の一形式では、二重ビーム螺旋走
査によって得られたデータを用いて、像の再生を実施す
る。本発明に従って像を再生するときに、各々の扇形ビ
ームの測定値によって得られた投影データに加重係数を
かけて、再生スライスを求める。選択されるデータ配列
及び適用される加重係数は、テーブル速度と、ガントリ
の回転軸線の所で測定した検出器の間隔、即ち検出器ｚ
軸間隔とに応じて変化する。
つ、アーティファクトを最小レベルにして高品質の像を
得ることのできる物体の断層写真像を作成するシステム
及び方法を提供する。 【解決手段】 本発明の一形式では、二重ビーム螺旋走
査によって得られたデータを用いて、像の再生を実施す
る。本発明に従って像を再生するときに、各々の扇形ビ
ームの測定値によって得られた投影データに加重係数を
かけて、再生スライスを求める。選択されるデータ配列
及び適用される加重係数は、テーブル速度と、ガントリ
の回転軸線の所で測定した検出器の間隔、即ち検出器ｚ
軸間隔とに応じて変化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には計算機式断
層写真（ＣＴ）作像に関し、更に具体的に言えば、二重
扇形ビームを用いた螺旋走査から取得されたデータから
像を再生することに関する。
層写真（ＣＴ）作像に関し、更に具体的に言えば、二重
扇形ビームを用いた螺旋走査から取得されたデータから
像を再生することに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＴシステムでは、Ｘ線源が扇形ビーム
を投射し、このビームは「作像平面」と呼ばれる直角座
標系のｘ−ｙ平面内にあるようにコリメートされる。Ｘ
線ビームは患者のような作像される物体を通過し、放射
線検出器の線形配列に入射する。透過した放射線の強度
は、物体によるＸ線ビームの減衰に関係する。線形配列
の各々の検出器は、ビーム減衰量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衰測定値
を別個に取得して、透過輪郭を形成する。
を投射し、このビームは「作像平面」と呼ばれる直角座
標系のｘ−ｙ平面内にあるようにコリメートされる。Ｘ
線ビームは患者のような作像される物体を通過し、放射
線検出器の線形配列に入射する。透過した放射線の強度
は、物体によるＸ線ビームの減衰に関係する。線形配列
の各々の検出器は、ビーム減衰量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衰測定値
を別個に取得して、透過輪郭を形成する。
【０００３】ＣＴシステムのＸ線源及び線形検出器配列
は、作像平面内で物体の周りをガントリと共に回転させ
られ、Ｘ線ビームが物体と交わる角度が絶えず変化する
ようにする。１つのガントリ角度で検出器配列から得ら
れた一群のＸ線減衰測定値が、「図（ビュー）」と呼ば
れる。物体の「走査」は、Ｘ線源及び検出器の１回転の
間に相異なるガントリ角度で得られた一組の図で構成さ
れている。軸方向走査では、データは、物体を通るよう
に切断された２次元スライスに対応する像を構成するよ
うに処理される。一組のデータから像を再生する１つの
方法が、この分野では、フィルタ式逆投影方式と呼ばれ
ている。この方法は、走査からの減衰測定値を「ＣＴ
数」又は「ハウンズフィールド単位」と呼ばれる整数に
変換し、これらの整数を用いて、陰極線管表示装置上の
対応する画素の輝度を制御する。
は、作像平面内で物体の周りをガントリと共に回転させ
られ、Ｘ線ビームが物体と交わる角度が絶えず変化する
ようにする。１つのガントリ角度で検出器配列から得ら
れた一群のＸ線減衰測定値が、「図（ビュー）」と呼ば
れる。物体の「走査」は、Ｘ線源及び検出器の１回転の
間に相異なるガントリ角度で得られた一組の図で構成さ
れている。軸方向走査では、データは、物体を通るよう
に切断された２次元スライスに対応する像を構成するよ
うに処理される。一組のデータから像を再生する１つの
方法が、この分野では、フィルタ式逆投影方式と呼ばれ
ている。この方法は、走査からの減衰測定値を「ＣＴ
数」又は「ハウンズフィールド単位」と呼ばれる整数に
変換し、これらの整数を用いて、陰極線管表示装置上の
対応する画素の輝度を制御する。
【０００４】多数のスライスに必要な合計走査時間を短
縮するために、「螺旋」走査を実施することができる。
「螺旋」走査を実施するためには、所定数のスライスに
対するデータを取得する間に患者を移動させる。二重ビ
ーム螺旋走査を利用して、合計走査時間を更に短縮する
ことができる。このような走査は、ガントリの回転軸線
に沿って配置された２列の検出器が相異なる軸方向位置
で同時に投影測定値を取得するようなＣＴシステムを利
用することによって行われる。検出器のこのような２列
が２つの扇形ビームを限定している。螺旋走査では、こ
のようなシステムは、普通の扇形ビーム螺旋走査での単
一螺旋とは対照的に、互いに織り込まれた二重螺旋を発
生する。２つの扇形ビームによって描き出された、互い
に織り込まれた二重螺旋によって生ずる投影データか
ら、患者の並進による像の劣化を減少させて、各々の所
定のスライス内にある像を再生することができる。
縮するために、「螺旋」走査を実施することができる。
「螺旋」走査を実施するためには、所定数のスライスに
対するデータを取得する間に患者を移動させる。二重ビ
ーム螺旋走査を利用して、合計走査時間を更に短縮する
ことができる。このような走査は、ガントリの回転軸線
に沿って配置された２列の検出器が相異なる軸方向位置
で同時に投影測定値を取得するようなＣＴシステムを利
用することによって行われる。検出器のこのような２列
が２つの扇形ビームを限定している。螺旋走査では、こ
のようなシステムは、普通の扇形ビーム螺旋走査での単
一螺旋とは対照的に、互いに織り込まれた二重螺旋を発
生する。２つの扇形ビームによって描き出された、互い
に織り込まれた二重螺旋によって生ずる投影データか
ら、患者の並進による像の劣化を減少させて、各々の所
定のスライス内にある像を再生することができる。
【０００５】勿論、アーティファクト（偽像）を最小レ
ベルにして高品質の像が得られるような形式で、二重ビ
ーム螺旋走査で得られたデータから像を再生することが
望ましい。更に、このような像を再生するのに必要な合
計時間を短縮することも望ましい。
ベルにして高品質の像が得られるような形式で、二重ビ
ーム螺旋走査で得られたデータから像を再生することが
望ましい。更に、このような像を再生するのに必要な合
計時間を短縮することも望ましい。
【０００６】
【発明の要約】本発明の一形式では、二重ビーム螺旋走
査によって得られたデータを用いて像の再生を実施する
装置を提供する。更に具体的に言うと、本発明の一形式
によれば、各々の扇形ビームによって取得された投影デ
ータから、投影空間データ配列が選択される。その後、
各々の配列内のデータに、患者の並進運動を補正するた
めに、及びデータの冗長度の影響を打ち消すために加重
する。その後、加重データを用いて像を再生する。
査によって得られたデータを用いて像の再生を実施する
装置を提供する。更に具体的に言うと、本発明の一形式
によれば、各々の扇形ビームによって取得された投影デ
ータから、投影空間データ配列が選択される。その後、
各々の配列内のデータに、患者の並進運動を補正するた
めに、及びデータの冗長度の影響を打ち消すために加重
する。その後、加重データを用いて像を再生する。
【０００７】更に具体的に言うと、後で更に詳しく説明
するように、本発明の一形式では、像を再生するとき
に、作像しようとするスライスに関連するデータ平面に
対応する投影データ配列を発生するアルゴリズムを提供
する。その後、データ配列に加重係数を適用して、各々
の特定のデータ素子に重みを割り当てる。選択されるデ
ータ配列及び適用される加重係数は、テーブル速度、及
びガントリの回転軸線における検出器の間隔、即ち検出
器のｚ軸間隔に応じて変化する。本発明は、品質の高い
像スライスを再生すると共に、この像の再生に要する合
計時間を短縮する。
するように、本発明の一形式では、像を再生するとき
に、作像しようとするスライスに関連するデータ平面に
対応する投影データ配列を発生するアルゴリズムを提供
する。その後、データ配列に加重係数を適用して、各々
の特定のデータ素子に重みを割り当てる。選択されるデ
ータ配列及び適用される加重係数は、テーブル速度、及
びガントリの回転軸線における検出器の間隔、即ち検出
器のｚ軸間隔に応じて変化する。本発明は、品質の高い
像スライスを再生すると共に、この像の再生に要する合
計時間を短縮する。
【０００８】
【実施例】図１及び図２について説明すると、計算機式
断層写真（ＣＴ）作像システム１０が、「第三世代」Ｃ
Ｔスキャナの代表であるガントリ１２を含んでいる。ガ
ントリ１２はＸ線源１３を有しており、このＸ線源は、
Ｘ線ビーム１４をガントリ１２の反対側にある検出器配
列１６に向かって投射する。検出器配列１６は２列の検
出器素子１８によって形成されており、これらの検出器
素子は合わせて、医療の患者１５を通過するときの投射
されたＸ線を感知する。各々の検出器素子１８は、入射
するＸ線ビームの強度、従って患者１５を通過したとき
のビームの減衰量を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影
データを取得する走査の間に、ガントリ１２及びその上
に装着されている部品が回転中心１９の周りを回転す
る。
断層写真（ＣＴ）作像システム１０が、「第三世代」Ｃ
Ｔスキャナの代表であるガントリ１２を含んでいる。ガ
ントリ１２はＸ線源１３を有しており、このＸ線源は、
Ｘ線ビーム１４をガントリ１２の反対側にある検出器配
列１６に向かって投射する。検出器配列１６は２列の検
出器素子１８によって形成されており、これらの検出器
素子は合わせて、医療の患者１５を通過するときの投射
されたＸ線を感知する。各々の検出器素子１８は、入射
するＸ線ビームの強度、従って患者１５を通過したとき
のビームの減衰量を表す電気信号を発生する。Ｘ線投影
データを取得する走査の間に、ガントリ１２及びその上
に装着されている部品が回転中心１９の周りを回転す
る。
【０００９】ガントリ１２の回転及びＸ線源１３の動作
は、ＣＴシステム１０の制御機構に２０によって制御さ
れる。制御機構２０は、Ｘ線源１３に電力及びタイミン
グ信号を供給するＸ線制御器２２と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御器２３
とを含んでいる。制御機構２０に設けられたデータ取得
システム（ＤＡＳ）２４が、検出器素子１８からのアナ
ログ・データをサンプリングして、後の処理のために、
このデータをディジタル信号に変換する。像再生装置２
５が、ＤＡＳ２４からのサンプリングされてディジタル
化されたＸ線データを受け取って、高速の像再生を実施
する。再生された像はコンピュータ２６に対する入力と
して印加され、コンピュータ２６は、像を大容量記憶装
置２９に記憶する。
は、ＣＴシステム１０の制御機構に２０によって制御さ
れる。制御機構２０は、Ｘ線源１３に電力及びタイミン
グ信号を供給するＸ線制御器２２と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御器２３
とを含んでいる。制御機構２０に設けられたデータ取得
システム（ＤＡＳ）２４が、検出器素子１８からのアナ
ログ・データをサンプリングして、後の処理のために、
このデータをディジタル信号に変換する。像再生装置２
５が、ＤＡＳ２４からのサンプリングされてディジタル
化されたＸ線データを受け取って、高速の像再生を実施
する。再生された像はコンピュータ２６に対する入力と
して印加され、コンピュータ２６は、像を大容量記憶装
置２９に記憶する。
【００１０】コンピュータ２６は又、キーボードを有し
ているコンソール３０を介して、オペレータからの指令
及び走査パラメータを受け取る。関連する陰極線管表示
装置３２が、オペレータが再生像及びコンピュータ２６
からのその他のデータを観察することができるようにす
る。オペレータから供給された指令及びパラメータをコ
ンピュータ２６で用いて、ＤＡＳ２４、Ｘ線制御器２２
及びガントリ・モータ制御器２３に対する制御信号及び
情報を供給する。更に、コンピュータ２６は、ガントリ
１２内で患者１５を位置決めするモータ式テーブル３６
を制御するテーブル・モータ制御器３４を作動させる。
ているコンソール３０を介して、オペレータからの指令
及び走査パラメータを受け取る。関連する陰極線管表示
装置３２が、オペレータが再生像及びコンピュータ２６
からのその他のデータを観察することができるようにす
る。オペレータから供給された指令及びパラメータをコ
ンピュータ２６で用いて、ＤＡＳ２４、Ｘ線制御器２２
及びガントリ・モータ制御器２３に対する制御信号及び
情報を供給する。更に、コンピュータ２６は、ガントリ
１２内で患者１５を位置決めするモータ式テーブル３６
を制御するテーブル・モータ制御器３４を作動させる。
【００１１】図３に示すように、２列の検出器が二重扇
形ビーム・システムとなるように用いられている。Ｘ線
扇形ビームは事実上、回転のｚ軸に沿って変位した２つ
の扇形ビームに分割される。２つの扇形ビームを前側ビ
ーム及び後側ビームと呼ぶことにすると、これら２つの
ビームの中心の間の距離は、ガントリの回転軸線で測定
したときに、Ｄである。
形ビーム・システムとなるように用いられている。Ｘ線
扇形ビームは事実上、回転のｚ軸に沿って変位した２つ
の扇形ビームに分割される。２つの扇形ビームを前側ビ
ーム及び後側ビームと呼ぶことにすると、これら２つの
ビームの中心の間の距離は、ガントリの回転軸線で測定
したときに、Ｄである。
【００１２】像再生装置２５は図４に更に詳しく示され
ている。第１の扇形ビームに対するＤＡＳ２４からのデ
ータの各々の図を予備処理部５１で受け取り、データの
各々の図は、そこでビーム硬化、検出器及びチャンネル
利得のオフセット及び変動のような周知の種々の誤差を
補正するように予備処理される。更に、負の対数をとっ
て、投影データとし、この投影データは、投影データ配
列５２に記憶される。同じ予備処理が予備処理部５３で
第２の扇形ビームの走査データにも適用され、そのデー
タは投影データ配列５４に記憶される。配列５２及び５
４に記憶された投影データは、後で説明するように組み
合わされてスライス像を発生する。
ている。第１の扇形ビームに対するＤＡＳ２４からのデ
ータの各々の図を予備処理部５１で受け取り、データの
各々の図は、そこでビーム硬化、検出器及びチャンネル
利得のオフセット及び変動のような周知の種々の誤差を
補正するように予備処理される。更に、負の対数をとっ
て、投影データとし、この投影データは、投影データ配
列５２に記憶される。同じ予備処理が予備処理部５３で
第２の扇形ビームの走査データにも適用され、そのデー
タは投影データ配列５４に記憶される。配列５２及び５
４に記憶された投影データは、後で説明するように組み
合わされてスライス像を発生する。
【００１３】ビーム１の配列５２の投影データが読み出
されて、対応する加重関数５５が適用される。加重投影
データは配列５６内の対応する位置に書き込まれ、この
加重投影データは参照番号５７の所でフィルタ作用及び
逆投影にかけられて、ビーム１の像データ配列５８を発
生する。同様に、ビーム２の対応するデータの組が配列
５４から読み出されて、対応する加重関数５９が適用さ
れる。その結果得られた加重投影データ配列６０は、参
照番号６１の所でフィルタ作用及び逆投影にかけられ
て、第２のビームの像データ配列６２を発生する。
されて、対応する加重関数５５が適用される。加重投影
データは配列５６内の対応する位置に書き込まれ、この
加重投影データは参照番号５７の所でフィルタ作用及び
逆投影にかけられて、ビーム１の像データ配列５８を発
生する。同様に、ビーム２の対応するデータの組が配列
５４から読み出されて、対応する加重関数５９が適用さ
れる。その結果得られた加重投影データ配列６０は、参
照番号６１の所でフィルタ作用及び逆投影にかけられ
て、第２のビームの像データ配列６２を発生する。
【００１４】２つの像配列５８及び６２を組み合わせる
ことにより、スライス像データ配列６３が発生される。
これは合算器６５によって行われる。合算器６５は、ビ
ーム１の配列５８にある各々の画素の大きさを、ビーム
２の配列６２にある対応する画素の大きさと加算する。
その結果得られたスライス像配列６３は、後で用いるた
めに記憶してもよいし、又はオペレータに対して表示す
ることができる。後で説明するが、像データ配列５８及
び６２を発生した後にデータを加算する代わりに、同じ
ガントリ（図）角度であるが、異なる検出器の列からの
投影を、そのデータのフィルタ作用及び逆投影の前に組
み合わせることができる。このような組み合わせは、処
理の負担を軽減する。
ことにより、スライス像データ配列６３が発生される。
これは合算器６５によって行われる。合算器６５は、ビ
ーム１の配列５８にある各々の画素の大きさを、ビーム
２の配列６２にある対応する画素の大きさと加算する。
その結果得られたスライス像配列６３は、後で用いるた
めに記憶してもよいし、又はオペレータに対して表示す
ることができる。後で説明するが、像データ配列５８及
び６２を発生した後にデータを加算する代わりに、同じ
ガントリ（図）角度であるが、異なる検出器の列からの
投影を、そのデータのフィルタ作用及び逆投影の前に組
み合わせることができる。このような組み合わせは、処
理の負担を軽減する。
【００１５】本発明は、その一形式では、特に、ある所
定の条件の下で二重ビーム走査が実施されたときに、加
重投影データ配列５６及び６０を発生することに関連す
る。本発明の種々の形式を詳しく説明する以下の説明で
は、ｄはガントリの回転軸線の所で測定した検出器の列
の（ｚ軸）間隔を表し、ｓはテーブル送り速度（１回転
当たり）を表し、ｐはｄとｓとの比を表す、即ち、 ｐ＝ｄ／ｓ （１） 図５（Ａ）に示すように、データ平面Ｐ1 及びＰ2 が、
再生しようとするスライスＰと線Ｌ1 Ｍ1 及び線Ｌ2 Ｍ
2 で交わっている。これらの線関数は、次のように表す
ことができる。
定の条件の下で二重ビーム走査が実施されたときに、加
重投影データ配列５６及び６０を発生することに関連す
る。本発明の種々の形式を詳しく説明する以下の説明で
は、ｄはガントリの回転軸線の所で測定した検出器の列
の（ｚ軸）間隔を表し、ｓはテーブル送り速度（１回転
当たり）を表し、ｐはｄとｓとの比を表す、即ち、 ｐ＝ｄ／ｓ （１） 図５（Ａ）に示すように、データ平面Ｐ1 及びＰ2 が、
再生しようとするスライスＰと線Ｌ1 Ｍ1 及び線Ｌ2 Ｍ
2 で交わっている。これらの線関数は、次のように表す
ことができる。
【００１６】 線Ｌ1 Ｍ1 β１＝−ｐπ 線Ｌ2 Ｍ2 β２＝ｐπ （２） ここで、βはガントリ角度に等しい。線Ｌ1 Ｍ1 及び線
Ｌ2 Ｍ2 は、＋及び−の組とする下記のような２組の
「鏡像」線を有している。
Ｌ2 Ｍ2 は、＋及び−の組とする下記のような２組の
「鏡像」線を有している。
【数３】 ここで、γは検出器角度に等しい。
【００１７】更に、ガントリ角度βが周期２πを有する
周期関数である場合には、次の関係がある。
周期関数である場合には、次の関係がある。
【００１８】
【数４】 本発明によれば、テーブル送り速度ｓ及び検出器のｚ軸
間隔ｄが、γm を扇形の角度の半分と定義して（図５
（Ｂ）を参照）、ｄ＜ｓ＜（２π／（π＋２γm））ｄ
という関係を満たすときに、Ｗ１（β，γ）及びＷ２
（β，γ）で表す各々のデータの組に適用される螺旋加
重係数は、次の通りにする。
間隔ｄが、γm を扇形の角度の半分と定義して（図５
（Ｂ）を参照）、ｄ＜ｓ＜（２π／（π＋２γm））ｄ
という関係を満たすときに、Ｗ１（β，γ）及びＷ２
（β，γ）で表す各々のデータの組に適用される螺旋加
重係数は、次の通りにする。
【００１９】
【数５】 データ平面内で加重関数によって限定された領域が図６
及び図７に示されている。図７の陰影を施した区域は、
本発明に従って像スライスを再生するために用いられる
各々のデータ平面からのデータを表す。扇形角度２γm
＝π／４の場合、この像再生アルゴリズムの作用し得る
範囲は、ｄ＜ｓ＜８／５ｄである。
及び図７に示されている。図７の陰影を施した区域は、
本発明に従って像スライスを再生するために用いられる
各々のデータ平面からのデータを表す。扇形角度２γm
＝π／４の場合、この像再生アルゴリズムの作用し得る
範囲は、ｄ＜ｓ＜８／５ｄである。
【００２０】式（５）に示す加重関数は連続である。し
かしながら、その１次微分は境界線で不連続である。必
要であれば、境界にわたっていくつかのチャンネル（〜
１０チャンネル）にフェザリングを施すことにより、こ
の不連続性を除去することができる。更に、本発明によ
れば、テーブル送り速度ｓ及び検出器のｚ軸間隔ｄが、
ｓ＞（（２π／（π−２γm ））ｄという関係を満たす
ときに、Ｗ１（β，γ）及びＷ２（β，γ）で表す各々
のデータの組に対する螺旋加重係数は、次のようにす
る。
かしながら、その１次微分は境界線で不連続である。必
要であれば、境界にわたっていくつかのチャンネル（〜
１０チャンネル）にフェザリングを施すことにより、こ
の不連続性を除去することができる。更に、本発明によ
れば、テーブル送り速度ｓ及び検出器のｚ軸間隔ｄが、
ｓ＞（（２π／（π−２γm ））ｄという関係を満たす
ときに、Ｗ１（β，γ）及びＷ２（β，γ）で表す各々
のデータの組に対する螺旋加重係数は、次のようにす
る。
【００２１】 β≦β２- のとき、 Ｗ１（β，γ）＝０ β２- ＜β≦β１のとき、 Ｗ１（β，γ） ＝（β−β２）／（β１−β２- ） β１＜β＜β２のとき、 Ｗ１（β，γ） ＝（β−β２）／（β１−β２） β≧β２のとき、 Ｗ１（β，γ）＝０ （６） β≦β１のとき、 Ｗ２（β，γ）＝０ β１＜β＜β２のとき、 Ｗ２（β，γ） ＝（β−β１）／（β２−β１） β２≦β＜β１+ のとき、 Ｗ２（β，γ） ＝（β−β１+ ）／（β２−β１+ ） β≧β１+ のとき、 Ｗ２（β，γ）＝０ （６） 加重関数によって限定されるデータ平面内の領域が図８
及び図９に示されている。図９に示す陰影を施した区域
は、本発明に従って像スライスを構成するために用いら
れる各データ平面からのデータを表す。式（６）に示す
加重関数は連続であり、その１次微分は、境界線で不連
続である。必要であれば、境界にわたっていくつかのチ
ャンネル（〜１０チャンネル）にフェザリングを施すこ
とにより、この不連続性を除去することができる。扇形
角度２γm ＝π／４では、この像再生アルゴリズムの作
用し得る範囲は、ｓ＞（８／３）ｄである。
及び図９に示されている。図９に示す陰影を施した区域
は、本発明に従って像スライスを構成するために用いら
れる各データ平面からのデータを表す。式（６）に示す
加重関数は連続であり、その１次微分は、境界線で不連
続である。必要であれば、境界にわたっていくつかのチ
ャンネル（〜１０チャンネル）にフェザリングを施すこ
とにより、この不連続性を除去することができる。扇形
角度２γm ＝π／４では、この像再生アルゴリズムの作
用し得る範囲は、ｓ＞（８／３）ｄである。
【００２２】加重投影データ配列５６及び６０を発生す
るように一旦加重されたとき、処理時間を短縮するため
に、同じガントリ（図）角度であるが、異なる検出器の
列からの投影を、フィルタ作用及び逆投影の前に組み合
わせることができる。データ列１に存在しているある投
影図は、データ列２に存在している対応する投影図から
３６０°離れている。これらの図の対は、処理負担の不
要な増加をなくすために、フィルタ作用の前に更に組み
合わせることができる。
るように一旦加重されたとき、処理時間を短縮するため
に、同じガントリ（図）角度であるが、異なる検出器の
列からの投影を、フィルタ作用及び逆投影の前に組み合
わせることができる。データ列１に存在しているある投
影図は、データ列２に存在している対応する投影図から
３６０°離れている。これらの図の対は、処理負担の不
要な増加をなくすために、フィルタ作用の前に更に組み
合わせることができる。
【００２３】上に述べた両方のアルゴリズムについて言
うと、１つのスライスを再生するためには、２（π＋２
γm ）に相当する分の投影データを予備処理する必要が
ある。従来の走査（軸方向及び螺旋の両方）で像を再生
するのに必要なデータ量に比べると、この二重ビーム螺
旋走査では、予備処理の負担が１．２５倍に増加する。
うと、１つのスライスを再生するためには、２（π＋２
γm ）に相当する分の投影データを予備処理する必要が
ある。従来の走査（軸方向及び螺旋の両方）で像を再生
するのに必要なデータ量に比べると、この二重ビーム螺
旋走査では、予備処理の負担が１．２５倍に増加する。
【００２４】隣接したスライスを再生するために必要な
投影データは、図の角度βの原点を垂直方向に移動させ
て、再生しようとする新しいスライスと整合させること
によって確認することができる。大抵の場合、各々のデ
ータの組の中で、１つのスライスに対するデータと、隣
接したスライスに対するデータとの間にかなりの重なり
がある。加重する前には、予備処理はスライスの位置に
関係しない。このため、（螺旋加重をしない）予備処理
の結果をバッファに記憶しておいて、将来再び用いるこ
とができる。これは、大抵の場合に予備処理の負担を大
幅に少なくするが、遡及的な再生では特に、予備処理の
負担を大幅に少なくする。
投影データは、図の角度βの原点を垂直方向に移動させ
て、再生しようとする新しいスライスと整合させること
によって確認することができる。大抵の場合、各々のデ
ータの組の中で、１つのスライスに対するデータと、隣
接したスライスに対するデータとの間にかなりの重なり
がある。加重する前には、予備処理はスライスの位置に
関係しない。このため、（螺旋加重をしない）予備処理
の結果をバッファに記憶しておいて、将来再び用いるこ
とができる。これは、大抵の場合に予備処理の負担を大
幅に少なくするが、遡及的な再生では特に、予備処理の
負担を大幅に少なくする。
【００２５】所望のスライス輪郭が、データ及び上に述
べた再生アルゴリズムによって支援される輪郭よりも厚
手である場合には、所望のスライス輪郭内にある多数の
薄いスライスを加算することにより、一層厚手のスライ
スを導き出すことができる。多数の薄いスライス自体に
何の関心もない場合には、投影領域で早期に対応する加
算を実施することにより、多数の薄いスライスを再生す
る中間工程を側路（バイパス）することができる。この
ことは計算負担及び像の記憶負担を少なくする。この結
果生ずる加重関数は、データ平面の対応する移動をした
ものを加算することによって導き出すことができる。
べた再生アルゴリズムによって支援される輪郭よりも厚
手である場合には、所望のスライス輪郭内にある多数の
薄いスライスを加算することにより、一層厚手のスライ
スを導き出すことができる。多数の薄いスライス自体に
何の関心もない場合には、投影領域で早期に対応する加
算を実施することにより、多数の薄いスライスを再生す
る中間工程を側路（バイパス）することができる。この
ことは計算負担及び像の記憶負担を少なくする。この結
果生ずる加重関数は、データ平面の対応する移動をした
ものを加算することによって導き出すことができる。
【００２６】本発明の種々の実施例について上に述べた
ところから、本発明の目的が達成されたことは明らかで
ある。本発明を詳しく記載して図面に示したが、これは
例示のためであって、例に過ぎず、本発明を制約するも
のと解してはならないことを明確に承知されたい。例え
ば、ここに記載したＣＴシステムは、Ｘ線源及び検出器
の両方がガントリと共に回転する「第三世代」システム
である。しかしながら、本発明は、検出器が完全リング
形の不動の検出器であって、Ｘ線源のみがガントリと共
に回転する「第四世代」システムを含んでいる他の多く
のＣＴシステムに用いることができる。従って、本発明
の要旨の範囲は、特許請求の範囲の記載のみによって限
定される。
ところから、本発明の目的が達成されたことは明らかで
ある。本発明を詳しく記載して図面に示したが、これは
例示のためであって、例に過ぎず、本発明を制約するも
のと解してはならないことを明確に承知されたい。例え
ば、ここに記載したＣＴシステムは、Ｘ線源及び検出器
の両方がガントリと共に回転する「第三世代」システム
である。しかしながら、本発明は、検出器が完全リング
形の不動の検出器であって、Ｘ線源のみがガントリと共
に回転する「第四世代」システムを含んでいる他の多く
のＣＴシステムに用いることができる。従って、本発明
の要旨の範囲は、特許請求の範囲の記載のみによって限
定される。
【図１】本発明を用いることのできるＣＴ作像システム
の見取図である。
の見取図である。
【図２】図１に示すＣＴ作像システムの概略ブロック図
である。
である。
【図３】二重Ｘ線扇形ビームをｘ軸に沿った断面で示す
概略図である。
概略図である。
【図４】図２のＣＴ作像システムの一部を形成している
像再生装置のブロック図である。
像再生装置のブロック図である。
【図５】図５（Ａ）は２つのデータ平面と像スライスと
の交差を示す図であり、図５（Ｂ）はガントリ角度と扇
形ビームの角度との間の関係を示す図である。
の交差を示す図であり、図５（Ｂ）はガントリ角度と扇
形ビームの角度との間の関係を示す図である。
【図６】データ平面と、第１の組の条件に対する種々の
データ領域とを示す図である。
データ領域とを示す図である。
【図７】２つのデータ平面と、第１の組の条件に対する
像スライスを構成するために利用される選択されたデー
タ領域とを示す図である。
像スライスを構成するために利用される選択されたデー
タ領域とを示す図である。
【図８】データ平面と、第２の組の条件に対する種々の
データ領域とを示す図である。
データ領域とを示す図である。
【図９】２つのデータ平面と、第２の組の条件に対する
像スライスを構成するために利用される選択されたデー
タ領域とを示す図である。
像スライスを構成するために利用される選択されたデー
タ領域とを示す図である。
２４ データ取得システム ５２、５４ 投影データ配列 ５５、５９ 加重関数 ５６、６０ 加重投影データ配列 ５８、６２ 像データ配列 Ｐ1、Ｐ2 データ平面
Claims (18)
- 【請求項１】 螺旋走査で取得された投影データから物
体の断層写真像を作成するシステムであって、該システ
ムは、ｚ軸に沿って配置されている一対のＸ線扇形ビー
ムからデータを発生しており、該システムは、データ取
得システムを備えており、該データ取得システムは、 （ａ） 前記Ｘ線扇形ビームの各々から得られたデータ
に対応する投影データ配列を発生し、 （ｂ） それぞれの加重投影データ配列を発生するため
に、工程（ａ）で発生された前記投影データ配列の各々
に加重関数を適用し、 （ｃ） 工程（ｂ）で発生された前記投影データ配列か
ら、スライス像を構成するために用いられる像データ配
列を発生するように構成されており、 適用される前記加重関数は、 （ｉ） テーブル送り速度ｓ及び検出器のｚ軸間隔ｄが
ｄ＜ｓ＜（２π／（π＋２γm ））ｄという関係を満た
す場合に、各々のデータの組に適用される螺旋加重係数
Ｗ１（β，γ）及びＷ２（β，γ）が、 【数１】 であり、 （ii） テーブル送り速度ｓ及び検出器のｚ軸間隔ｄが
ｓ＞（（２π／（π−２γm ））ｄという関係を満たす
場合に、各々のデータの組に適用される螺旋加重係数Ｗ
１（β，γ）及びＷ２（β，γ）が、 β≦β２- のとき、 Ｗ１（β，γ）＝０ β２- ＜β≦β１のとき、 Ｗ１（β，γ） ＝（β−β２）／（β１−β２- ） β１＜β＜β２のとき、 Ｗ１（β，γ） ＝（β−β２）／（β１−β２） β≧β２のとき、 Ｗ１（β，γ）＝０ β≦β１のとき、 Ｗ２（β，γ）＝０ β１＜β＜β２のとき、 Ｗ２（β，γ） ＝（β−β１）／（β２−β１） β２≦β＜β１+ のとき、 Ｗ２（β，γ） ＝（β−β１+ ）／（β２−β１+ ） β≧β１+ のとき、 Ｗ２（β，γ）＝０ である物体の断層写真像を作成するシステム。 - 【請求項２】 像データ配列を発生することは、各々の
加重投影データ配列にフィルタ作用及び逆投影を行う工
程を含んでいる請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】 フィルタ作用及び逆投影を行う前に、同
じガントリ角度であるが、異なる検出器の列からのデー
タ配列が組み合わされている請求項２に記載のシステ
ム。 - 【請求項４】 第１のデータ列にある投影図が第２のデ
ータ列にある投影図から３６０°離れているときに、フ
ィルタ作用及び逆投影の前にこれらの図を組み合わせて
いる請求項３に記載のシステム。 - 【請求項５】 前記投影データ配列の各々に加重関数を
適用する前に、相次ぐスライスを再生するためにシステ
ム・メモリにデータを記憶している請求項１に記載のシ
ステム。 - 【請求項６】 前記データ取得システムは更に、所望の
スライス輪郭がデータ配列により支援される輪郭よりも
一層厚手である場合に、所望のスライス輪郭内にある多
数の薄いスライスを加算するように構成されている請求
項１に記載のシステム。 - 【請求項７】 ｚ軸に沿って配置されている一対のＸ線
扇形ビームからデータを発生し、テーブル送り速度ｓ及
び検出器のｚ軸間隔ｄがｄ＜ｓ＜（２π／（π＋２
γm ））ｄという関係を満たすときに、螺旋走査で取得
された投影データから物体の断層写真像を作成する方法
であって、 （ａ） 前記Ｘ線扇形ビームの各々から得られたデータ
に対応する投影データ配列を発生する工程と、 （ｂ） それぞれの加重投影データ配列を発生するため
に、工程（ａ）で発生された前記投影データ配列の各々
に加重関数を適用する工程であって、各々のデータの組
に適用される加重係数Ｗ１（β，γ）及びＷ２（β，
γ）は、 【数２】 である、前記投影データ配列の各々に加重関数を適用す
る工程と、 （ｃ） 工程（ｂ）で発生された前記投影データ配列か
ら、スライス像を構成するために用いられる像データ配
列を発生する工程とを備えた物体の断層写真像を作成す
る方法。 - 【請求項８】 前記像データ配列を発生する工程は、各
々の加重投影データ配列にフィルタ作用及び逆投影を行
う工程を含んでいる請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 フィルタ作用及び逆投影を行う前に、同
じガントリ角度であるが、異なる検出器の列からのデー
タ配列が組み合わされる請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 第１のデータ列にある投影図が第２の
データ列にある投影図から３６０°離れているときに、
フィルタ作用及び逆投影を行う前にこれらの図を組み合
わせる請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記投影データ配列の各々に加重関数
を適用する前に、相次ぐスライスを再生するためにシス
テム・メモリにデータを記憶する請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１２】 データ取得システムが更に、所望のス
ライス輪郭がデータ配列により支援される輪郭よりも一
層厚手である場合に、所望のスライス輪郭内にある多数
の薄いスライスを加算するように構成されている請求項
８に記載の方法。 - 【請求項１３】 ｚ軸に沿って配置されている一対のＸ
線扇形ビームからデータを発生し、テーブル送り速度ｓ
及び検出器のｚ軸間隔ｄがｓ＞（（２π／（π−２
γm ））ｄという関係を満たすときに、螺旋走査で取得
された投影データから物体の断層写真像を作成する方法
であって、 （ａ） 前記Ｘ線扇形ビームの各々から得られたデータ
に対応する投影データ配列を発生する工程と、 （ｂ） それぞれの加重投影データ配列を発生するため
に、工程（ａ）で発生された前記投影データ配列の各々
に加重関数を適用する工程であって、各々のデータの組
に適用される加重係数Ｗ１（β，γ）及びＷ２（β，
γ）は、 β≦β２- のとき、 Ｗ１（β，γ）＝０ β２- ＜β≦β１のとき、 Ｗ１（β，γ） ＝（β−β２）／（β１−β２- ） β１＜β＜β２のとき、 Ｗ１（β，γ） ＝（β−β２）／（β１−β２） β≧β２のとき、 Ｗ１（β，γ）＝０ β≦β１のとき、 Ｗ２（β，γ）＝０ β１＜β＜β２のとき、 Ｗ２（β，γ） ＝（β−β１）／（β２−β１） β２≦β＜β１+ のとき、 Ｗ２（β，γ） ＝（β−β１+ ）／（β２−β１+ ） β≧β１+ のとき、 Ｗ２（β，γ）＝０ である、前記投影データ配列の各々に加重関数を適用す
る工程と、 （ｃ） 工程（ｂ）で発生された前記投影データ配列か
ら、スライス像を構成するために用いられる像データ配
列を発生する工程とを備えた物体の断層写真像を作成す
る方法。 - 【請求項１４】 前記像データ配列を発生する工程は、
各々の加重投影データ配列にフィルタ作用及び逆投影を
行う工程を含んでいる請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 フィルタ作用及び逆投影を行う前に、
同じガントリ角度であるが、異なる検出器の列からのデ
ータ配列が組み合わされる請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 第１のデータ列にある投影図が第２の
データ列にある投影図から３６０°離れているときに、
フィルタ作用及び逆投影の前にこれらの図を組み合わせ
る請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記投影データ配列の各々に加重関数
を適用する前に、相次ぐスライスを再生するためにシス
テム・メモリにデータを記憶する請求項１３に記載の方
法。 - 【請求項１８】 データ取得システムが更に、所望のス
ライス輪郭がデータ配列により支援される輪郭よりも一
層厚手である場合に、所望のスライス輪郭内にある多数
の薄いスライスを加算するように構成されている請求項
１３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/376829 | 1995-01-23 | ||
| US08/376,829 US5513236A (en) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | Image reconstruction for a CT system implementing a dual fan beam helical scan |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08263638A true JPH08263638A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=23486690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8004423A Pending JPH08263638A (ja) | 1995-01-23 | 1996-01-16 | 物体の断層写真像を作成するシステム及び方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5513236A (ja) |
| JP (1) | JPH08263638A (ja) |
| DE (1) | DE19547277A1 (ja) |
| IL (1) | IL116572A (ja) |
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- 1995-12-26 IL IL116572A patent/IL116572A/en not_active IP Right Cessation
-
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- 1996-01-16 JP JP8004423A patent/JPH08263638A/ja active Pending
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