JP2000051198A - 円錐状放射線ビ―ム及び螺旋状走査軌道を用いるコンピュ―タ断層撮影装置 - Google Patents
円錐状放射線ビ―ム及び螺旋状走査軌道を用いるコンピュ―タ断層撮影装置Info
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/40—Imaging
- G01N2223/419—Imaging computed tomograph
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検査ゾーンの中に存在する対象が円錐状放射
線ビームによって覆われる検査ゾーンの部分よりも長い
場合でも、検査ゾーン中の吸収分布の正確な再構成を可
能とするようコンピュータ断層撮影を改善することを目
的とする。 【解決手段】 本発明は走査軌道が螺旋の形状とされ円
錐状放射線ビームが検査ゾーンを横切るコンピュータ断
層撮影装置に関する。本発明によれば、検出器窓（又は
再構成に使用される検出器窓の一部）は螺旋の隣接する
ターンの間の距離よりも３，５，７．．．倍大きい。こ
の幾何学形状を使用し、検査ゾーン中の各ボクセルは円
錐状ビームを横切るとき角度範囲３π，５π，７
π，．．．から正確に照射される。かかるデータ捕捉は
改善された画像品質を生成する。
線ビームによって覆われる検査ゾーンの部分よりも長い
場合でも、検査ゾーン中の吸収分布の正確な再構成を可
能とするようコンピュータ断層撮影を改善することを目
的とする。 【解決手段】 本発明は走査軌道が螺旋の形状とされ円
錐状放射線ビームが検査ゾーンを横切るコンピュータ断
層撮影装置に関する。本発明によれば、検出器窓（又は
再構成に使用される検出器窓の一部）は螺旋の隣接する
ターンの間の距離よりも３，５，７．．．倍大きい。こ
の幾何学形状を使用し、検査ゾーン中の各ボクセルは円
錐状ビームを横切るとき角度範囲３π，５π，７
π，．．．から正確に照射される。かかるデータ捕捉は
改善された画像品質を生成する。
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
ムを発する放射線源と、上記円錐状放射線ビームが検査
ゾーン又はその中に存在する対象を通過した後に上記円
錐状放射線ビームを検出するために上記放射線源に接続
される検出器ユニットとを含む走査ユニットと、走査ユ
ニットと検査ゾーン又は対象との間に、回転軸回りの回
転及び回転軸に平行な方向の前進からなる螺旋の形状で
相対運動を生成する駆動装置と、上記螺旋によって画成
される検出器窓の中の検出器ユニットによって捕捉され
る測定データから検査ゾーンの中の吸収の空間的分布を
再構成するための再構成ユニットとを含むコンピュータ
断層撮影装置に関する。
ムを発する放射線源と、上記円錐状放射線ビームが検査
ゾーン又はその中に存在する対象を通過した後に上記円
錐状放射線ビームを検出するために上記放射線源に接続
される検出器ユニットとを含む走査ユニットと、走査ユ
ニットと検査ゾーン又は対象との間に、回転軸回りの回
転及び回転軸に平行な方向の前進からなる螺旋の形状で
相対運動を生成する駆動装置と、上記螺旋によって画成
される検出器窓の中の検出器ユニットによって捕捉され
る測定データから検査ゾーンの中の吸収の空間的分布を
再構成するための再構成ユニットとを含むコンピュータ
断層撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種類のコンピュータ断層撮影装置
（以下ＣＴ装置とも称される）は１９９８年１月１４日
付のＰＣＴ出願ＳＥ９８／０００２９号より既知であ
る。吸収分配の再構成のために、既知のコンピュータ断
層撮影装置は、螺旋の２つの連続するターンの投影によ
ってｚ軸方向に画成される検出器窓の中に存在する測定
データのみを考慮する（本願では以下、検出器窓は再構
成のために必要とされるデータのみを捕捉する検出器ユ
ニットの測定面の一部を意味すると理解されるべきであ
る）。検出器窓がこのように構成される場合、放射線源
は、放射線ビームへ入るとき及び出発するときに検査ゾ
ーン中の各ボクセルを（夫々のボクセルに対して）正確
に１８０°ずれた位置から検出器窓上に投影することが
示されうる。このようにして捕捉された測定データは、
検査ゾーンの中に存在する対象が円錐状放射線ビームに
よって覆われる検査ゾーンの部分よりも長い場合でも、
検査ゾーン中の吸収分布の正確な再構成を可能とする。
（以下ＣＴ装置とも称される）は１９９８年１月１４日
付のＰＣＴ出願ＳＥ９８／０００２９号より既知であ
る。吸収分配の再構成のために、既知のコンピュータ断
層撮影装置は、螺旋の２つの連続するターンの投影によ
ってｚ軸方向に画成される検出器窓の中に存在する測定
データのみを考慮する（本願では以下、検出器窓は再構
成のために必要とされるデータのみを捕捉する検出器ユ
ニットの測定面の一部を意味すると理解されるべきであ
る）。検出器窓がこのように構成される場合、放射線源
は、放射線ビームへ入るとき及び出発するときに検査ゾ
ーン中の各ボクセルを（夫々のボクセルに対して）正確
に１８０°ずれた位置から検出器窓上に投影することが
示されうる。このようにして捕捉された測定データは、
検査ゾーンの中に存在する対象が円錐状放射線ビームに
よって覆われる検査ゾーンの部分よりも長い場合でも、
検査ゾーン中の吸収分布の正確な再構成を可能とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の種類の
コンピュータ断層撮影を改善することを目的とする。
コンピュータ断層撮影を改善することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、本発明に
よって、ｎを１以上の整数とし、ｐを螺旋の２つの隣接
するターンの間の軸方向のずれであるとすると、放射線
源から回転軸の方向に相互にずれた検出器窓の２つの縁
への接続線は、回転軸の方向に距離（２ｎ＋１）ｐだけ
ずれている螺旋の２つの部分と交差することを特徴とす
る、コンピュータ断層撮影装置によって達成される。
よって、ｎを１以上の整数とし、ｐを螺旋の２つの隣接
するターンの間の軸方向のずれであるとすると、放射線
源から回転軸の方向に相互にずれた検出器窓の２つの縁
への接続線は、回転軸の方向に距離（２ｎ＋１）ｐだけ
ずれている螺旋の２つの部分と交差することを特徴とす
る、コンピュータ断層撮影装置によって達成される。
【０００５】これに対して既知のコンピュータ断層撮影
装置では、検出器窓の２つの縁は互いに検出器ユニット
の２つの隣接する検出器ターンの投影に対応する距離だ
け離れて配置され、本発明によればこの距離はその奇数
倍となる。結果として、検査ゾーン中の点の投影が窓の
一方の縁から他方の縁へ移動したとき、放射線源はこの
点の回りに正確に（２ｎ＋１）πの角度に亘って回転し
ている。この場合、余分な測定データもまた獲得されな
い。検出器窓の中で捕捉される全ての測定データは再構
成のために使用されうる。
装置では、検出器窓の２つの縁は互いに検出器ユニット
の２つの隣接する検出器ターンの投影に対応する距離だ
け離れて配置され、本発明によればこの距離はその奇数
倍となる。結果として、検査ゾーン中の点の投影が窓の
一方の縁から他方の縁へ移動したとき、放射線源はこの
点の回りに正確に（２ｎ＋１）πの角度に亘って回転し
ている。この場合、余分な測定データもまた獲得されな
い。検出器窓の中で捕捉される全ての測定データは再構
成のために使用されうる。
【０００６】放射線源は検査ゾーンの個々の点の回りを
奇数倍に亘って回転するため、（走査中に検査されるべ
き対象の動きから生ずる）データ不一致に対する方法の
敏感さは、既知の方法よりも低い。これは（放射線源の
前進速度及び強度が両方の場合に同じであるとすると）
検査ゾーン全体に亘って平均された信号対雑音比が原理
的には既知のコンピュータ断層撮影装置による測定デー
タの捕捉中よりも悪くなくても当てはまる。
奇数倍に亘って回転するため、（走査中に検査されるべ
き対象の動きから生ずる）データ不一致に対する方法の
敏感さは、既知の方法よりも低い。これは（放射線源の
前進速度及び強度が両方の場合に同じであるとすると）
検査ゾーン全体に亘って平均された信号対雑音比が原理
的には既知のコンピュータ断層撮影装置による測定デー
タの捕捉中よりも悪くなくても当てはまる。
【０００７】しかしながら、点が検出器窓上に投射され
る時間期間の位置依存揺動はあまりひどくないため、既
知のコンピュータ断層撮影装置と比較すると、個々の点
における信号対雑音比は検査ゾーン中により均一に分布
されている。既知のコンピュータ断層撮影装置では、対
象が円錐状放射線ビームによって完全に覆われうる対象
円柱の半径が回転軸の回りの放射線源の軌道の半径の半
分である場合、投影持続時間の２：１の変動が生ずる。
本発明による装置における同じジオメトリについて、こ
の変動はわずかに（ｎ＝１のとき）１．２５：１又は
（ｎ＝２のとき）１．１４でありうる。この変動に伴う
アーティファクトは本発明によってかなり減少される。
る時間期間の位置依存揺動はあまりひどくないため、既
知のコンピュータ断層撮影装置と比較すると、個々の点
における信号対雑音比は検査ゾーン中により均一に分布
されている。既知のコンピュータ断層撮影装置では、対
象が円錐状放射線ビームによって完全に覆われうる対象
円柱の半径が回転軸の回りの放射線源の軌道の半径の半
分である場合、投影持続時間の２：１の変動が生ずる。
本発明による装置における同じジオメトリについて、こ
の変動はわずかに（ｎ＝１のとき）１．２５：１又は
（ｎ＝２のとき）１．１４でありうる。この変動に伴う
アーティファクトは本発明によってかなり減少される。
【０００８】本発明による検出器窓は、検出器ユニット
及び／又はコリメータによって形成される円錐状放射線
ビームを適宜成形することによって実現されうる。検出
器ユニットが回転軸の周りに円弧を描くとき検出器窓の
展開は平行四辺形の形状を有するべきであり、検出器ユ
ニットが（回転軸に垂直な面上に）放射線源の回りに円
弧を画成しようとするとき歪んだ平行四辺形が必要とさ
れる。かかる形状の展開を有する検出器ユニットを実現
することは複雑である。
及び／又はコリメータによって形成される円錐状放射線
ビームを適宜成形することによって実現されうる。検出
器ユニットが回転軸の周りに円弧を描くとき検出器窓の
展開は平行四辺形の形状を有するべきであり、検出器ユ
ニットが（回転軸に垂直な面上に）放射線源の回りに円
弧を画成しようとするとき歪んだ平行四辺形が必要とさ
れる。かかる形状の展開を有する検出器ユニットを実現
することは複雑である。
【０００９】しかしながら、検出器窓の展開を含むほど
回転軸の方向にかなり大きい矩形として構成されれば、
矩形の展開を有する検出器ユニットを使用することがで
きる。従ってかかる矩形検出器は、所望の検出器窓より
も大きくなくてはならない。本発明によれば実際の検出
器表面に対する所望の検出器表面の比率は、既知のＣＴ
装置の検出器窓のものよりも都合がよい。
回転軸の方向にかなり大きい矩形として構成されれば、
矩形の展開を有する検出器ユニットを使用することがで
きる。従ってかかる矩形検出器は、所望の検出器窓より
も大きくなくてはならない。本発明によれば実際の検出
器表面に対する所望の検出器表面の比率は、既知のＣＴ
装置の検出器窓のものよりも都合がよい。
【００１０】望ましい実施例は請求項２に開示される。
その場合、検出器窓の縁の間の距離は螺旋の２つのター
ンの間の距離の３倍となる。請求項３は望ましい実施例
を記載する。これにより達成される利点は従来のコンピ
ュータ断層撮影装置、即ち、単一の検出器行のみが含ま
れ検出器要素の中心及び回転軸と交差する線上の点が相
互に検出器幅の４分の１だけずれている装置で生ずるも
のと同様であり、走査ユニットの半分の回転の後、検出
器ユニットは線方向に検出器幅の半分だけ変位されてい
る。従って、同じデータは２回測定されないが中間の位
置で測定され、測定データは従ってより良く分布され画
像品質は高められる。かかるずれは既知のコンピュータ
断層撮影装置では可能ではない。
その場合、検出器窓の縁の間の距離は螺旋の２つのター
ンの間の距離の３倍となる。請求項３は望ましい実施例
を記載する。これにより達成される利点は従来のコンピ
ュータ断層撮影装置、即ち、単一の検出器行のみが含ま
れ検出器要素の中心及び回転軸と交差する線上の点が相
互に検出器幅の４分の１だけずれている装置で生ずるも
のと同様であり、走査ユニットの半分の回転の後、検出
器ユニットは線方向に検出器幅の半分だけ変位されてい
る。従って、同じデータは２回測定されないが中間の位
置で測定され、測定データは従ってより良く分布され画
像品質は高められる。かかるずれは既知のコンピュータ
断層撮影装置では可能ではない。
【００１１】同様の効果は、請求項４に記載される実施
例において回転軸の方向に得られる。請求項５に定義さ
れる本発明の実施例は、放射線源が放射線円錐を通過す
るときに各検査点の回りに角度πに亘って回転する（第
１の）動作モードと、この回転が（２ｎ＋１）πである
（第２の）動作モードとの間の選択を可能とする。両方
の動作モードに対して同じ回転速度が使用される場合、
同じ検出器寸法の場合、第１の動作モードでの走査速度
は、第２の動作モードよりも２ｎ＋１倍だけ高いが、第
２の動作モードでは信号対雑音比又は画像品質はより良
い。ユーザはこのように当該の検査の最も適した動作モ
ードを選択しうる。
例において回転軸の方向に得られる。請求項５に定義さ
れる本発明の実施例は、放射線源が放射線円錐を通過す
るときに各検査点の回りに角度πに亘って回転する（第
１の）動作モードと、この回転が（２ｎ＋１）πである
（第２の）動作モードとの間の選択を可能とする。両方
の動作モードに対して同じ回転速度が使用される場合、
同じ検出器寸法の場合、第１の動作モードでの走査速度
は、第２の動作モードよりも２ｎ＋１倍だけ高いが、第
２の動作モードでは信号対雑音比又は画像品質はより良
い。ユーザはこのように当該の検査の最も適した動作モ
ードを選択しうる。
【００１２】請求項６は、検出器窓の中で捕捉された測
定データから検査ゾーンの中の吸収分布を再構成する望
ましい実施例である。吸収分布はまた異なる方法で測定
データから再構成されうるが、記載される手段は特に簡
単な再構成段階、及び特に高い品質の再構成又は特に高
い画像品質を可能とする。
定データから検査ゾーンの中の吸収分布を再構成する望
ましい実施例である。吸収分布はまた異なる方法で測定
データから再構成されうるが、記載される手段は特に簡
単な再構成段階、及び特に高い品質の再構成又は特に高
い画像品質を可能とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を詳述
する。図１に示されるコンピュータ断層撮影装置は、ｚ
方向に平行に延びる回転軸１４の回りに回転可能なガン
トリー１を含む。このため、ガントリーはモータ２によ
って望ましくは一定の、しかし調整可能な角速度で駆動
される。放射線源Ｓ、例えばＸ線管は、ガントリー上に
取り付けられる。Ｘ線源は、放射線源Ｓによって生成さ
れる放射線から円錐状放射線ビーム４、即ちｚ方向及び
それに垂直な方向（図１に示される座標系ではｘ−ｙ平
面上）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を設けられている。
する。図１に示されるコンピュータ断層撮影装置は、ｚ
方向に平行に延びる回転軸１４の回りに回転可能なガン
トリー１を含む。このため、ガントリーはモータ２によ
って望ましくは一定の、しかし調整可能な角速度で駆動
される。放射線源Ｓ、例えばＸ線管は、ガントリー上に
取り付けられる。Ｘ線源は、放射線源Ｓによって生成さ
れる放射線から円錐状放射線ビーム４、即ちｚ方向及び
それに垂直な方向（図１に示される座標系ではｘ−ｙ平
面上）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を設けられている。
【００１４】放射線ビーム４は検査ゾーン１３の中に存
在する対象（図示せず）を横切る。検査ゾーン１３は円
柱の形状とされ、以下対象円柱と称される。Ｘ線ビーム
４は対象円柱１３を横切った後にガントリー１上に取り
付けられた２次元検出器ユニット１６上に入射し、この
検出器ユニット１６は各検出器の行が複数の検出器要素
を含む多数の検出器の行を含む。各検出器要素は、各放
射線源位置において放射線ビーム４からの光線を検出す
る。検出器ユニット１６は回転軸１４の回りの円の円周
上に配置されうるが、他の検出器ジオメトリーもまた可
能であり、例えば検出器ユニットは放射線源Ｓ回りの円
弧の上に配置されうる。
在する対象（図示せず）を横切る。検査ゾーン１３は円
柱の形状とされ、以下対象円柱と称される。Ｘ線ビーム
４は対象円柱１３を横切った後にガントリー１上に取り
付けられた２次元検出器ユニット１６上に入射し、この
検出器ユニット１６は各検出器の行が複数の検出器要素
を含む多数の検出器の行を含む。各検出器要素は、各放
射線源位置において放射線ビーム４からの光線を検出す
る。検出器ユニット１６は回転軸１４の回りの円の円周
上に配置されうるが、他の検出器ジオメトリーもまた可
能であり、例えば検出器ユニットは放射線源Ｓ回りの円
弧の上に配置されうる。
【００１５】このとき放射線ビーム４の開口角α
max （開口角は、ビーム４のｘ−ｙ平面上の縁に配置さ
れる光線が放射線源Ｓと回転軸１４とによって画成され
る平面に対して成す角度として定義される）は、対象円
柱１３の直径を決定し、測定値の捕捉中、検査されるべ
き対象はその対象円柱の中に存在せねばならない。検査
ゾーン１３、又はその中に存在する対象、例えば患者台
上の患者は、モータ５によって回転軸１４、即ちｚ軸、
の方向に平行に変位されうる。かかるｚ方向の変位の速
度は一定であり、望ましくは調整可能である。
max （開口角は、ビーム４のｘ−ｙ平面上の縁に配置さ
れる光線が放射線源Ｓと回転軸１４とによって画成され
る平面に対して成す角度として定義される）は、対象円
柱１３の直径を決定し、測定値の捕捉中、検査されるべ
き対象はその対象円柱の中に存在せねばならない。検査
ゾーン１３、又はその中に存在する対象、例えば患者台
上の患者は、モータ５によって回転軸１４、即ちｚ軸、
の方向に平行に変位されうる。かかるｚ方向の変位の速
度は一定であり、望ましくは調整可能である。
【００１６】検出器ユニット１６によって捕捉される測
定データは、放射線円錐４によって照射される検査ゾー
ン１３の一部の中の吸収分布を測定データから再構成
し、これを例えばモニタ１１上に表示するための画像処
理コンピュータ１０へ印加される。モータ２及び５、画
像処理コンピュータ１０、放射線源Ｓ、及び検出器ユニ
ット１６から画像処理コンピュータ１０への測定データ
の転送は、適当な制御ユニット７によって制御される。
定データは、放射線円錐４によって照射される検査ゾー
ン１３の一部の中の吸収分布を測定データから再構成
し、これを例えばモニタ１１上に表示するための画像処
理コンピュータ１０へ印加される。モータ２及び５、画
像処理コンピュータ１０、放射線源Ｓ、及び検出器ユニ
ット１６から画像処理コンピュータ１０への測定データ
の転送は、適当な制御ユニット７によって制御される。
【００１７】モータ５が静止しており、モータ２がガン
トリーを回転させるとき、放射線源Ｓ及び検出器ユニッ
トの円形の走査運動が生ずる。しかしながら制御ユニッ
ト７はまた、検査ゾーン１３の前進速度ｖのガントリー
の角速度ωに対する比率が一定であるよう、モータ２及
び５を制御しうる。この場合、放射線源Ｓ及び検査ゾー
ンは螺旋軌道に沿って相互に相対的に移動する。以下、
この螺旋状の走査運動のみが考慮される。螺旋状走査運
動の場合、原理的には走査ユニットＳ、１６又は検査ゾ
ーン１３が回転運動を行うか前進運動を行うかは重要で
なく、相対運動のみが重要である。
トリーを回転させるとき、放射線源Ｓ及び検出器ユニッ
トの円形の走査運動が生ずる。しかしながら制御ユニッ
ト７はまた、検査ゾーン１３の前進速度ｖのガントリー
の角速度ωに対する比率が一定であるよう、モータ２及
び５を制御しうる。この場合、放射線源Ｓ及び検査ゾー
ンは螺旋軌道に沿って相互に相対的に移動する。以下、
この螺旋状の走査運動のみが考慮される。螺旋状走査運
動の場合、原理的には走査ユニットＳ、１６又は検査ゾ
ーン１３が回転運動を行うか前進運動を行うかは重要で
なく、相対運動のみが重要である。
【００１８】従って、図２中、放射線源Ｓ（及びガント
リーを通じてそれに接続され、図２中に図示されていな
い検出器ユニット１６）は螺旋状軌跡１７に沿って移動
し、一方検査ゾーン１３（その中に配置される対象と同
様に図２中に図示せず）は静止していることが仮定され
る。放射線源Ｓによって放出される円錐状の放射線ビー
ム４は、検査ゾーンの他の側に配置されており、放射線
源Ｓによって放出され回転軸１４に対して垂直に交差す
る中央光線と一致する中心を有する検出器ユニット１６
上に入射する。放射線源４から発せられる放射線ビーム
は、回転軸１４に平行に延び放射線源Ｓの中で交差する
平面上に配置される複数の扇状ビームによって構成され
ると考えられ得る。この放射線ビームが他の面上に扇状
にまとめられた光線もまた含むとしても、扇状ビーム４
００のように回転軸１４に平行な面上に配置された光線
の組合せのみを扇状ビームと称するものとする。個々の
扇状ビームのそれぞれの測定データは、回転軸１４に平
行に延びる検出器ユニットの検出器要素の列によって捕
捉されうる。
リーを通じてそれに接続され、図２中に図示されていな
い検出器ユニット１６）は螺旋状軌跡１７に沿って移動
し、一方検査ゾーン１３（その中に配置される対象と同
様に図２中に図示せず）は静止していることが仮定され
る。放射線源Ｓによって放出される円錐状の放射線ビー
ム４は、検査ゾーンの他の側に配置されており、放射線
源Ｓによって放出され回転軸１４に対して垂直に交差す
る中央光線と一致する中心を有する検出器ユニット１６
上に入射する。放射線源４から発せられる放射線ビーム
は、回転軸１４に平行に延び放射線源Ｓの中で交差する
平面上に配置される複数の扇状ビームによって構成され
ると考えられ得る。この放射線ビームが他の面上に扇状
にまとめられた光線もまた含むとしても、扇状ビーム４
００のように回転軸１４に平行な面上に配置された光線
の組合せのみを扇状ビームと称するものとする。個々の
扇状ビームのそれぞれの測定データは、回転軸１４に平
行に延びる検出器ユニットの検出器要素の列によって捕
捉されうる。
【００１９】（放射線源Ｓを含み回転軸１４に対して垂
直に延びる面上の）放射線ビーム４の開口角αmax は、
その外側扇状ビームが正確に対象円柱１３の正接である
よう比例される。αmax ＝３０°であれば、対象円柱の
半径は、螺旋状軌跡１７の半径Ｒの正確に半分となる。
コリメータ装置３の開口は、放射線源に対向し相互に距
離３ｐだけずれている螺旋１７の２つのターンが（ｐは
放射線源Ｓの１つの完全な回転中のｚ方向の前進に対応
する）、放射線ビーム４の（図２の描写では）上縁及び
下縁における光線と一致するよう形成される。
直に延びる面上の）放射線ビーム４の開口角αmax は、
その外側扇状ビームが正確に対象円柱１３の正接である
よう比例される。αmax ＝３０°であれば、対象円柱の
半径は、螺旋状軌跡１７の半径Ｒの正確に半分となる。
コリメータ装置３の開口は、放射線源に対向し相互に距
離３ｐだけずれている螺旋１７の２つのターンが（ｐは
放射線源Ｓの１つの完全な回転中のｚ方向の前進に対応
する）、放射線ビーム４の（図２の描写では）上縁及び
下縁における光線と一致するよう形成される。
【００２０】本発明による検出器窓の上縁及び下縁は検
出器の螺旋のターン（又は放射線源に対応するセグメン
ト）の投影と一致し、即ち放射線源から上記縁への接続
線は上記ターンと交差する。これはまた、検出器窓が回
転軸の回りに、螺旋によって画成される縁の円弧上では
なく、例えば、特に有利であるように、放射線源Ｓの回
りの円弧上に配置される場合でも成り立つ。その場合、
検出器窓はもはや図３に示される正平行四辺形の形状を
有さず、上辺及び下辺が湾曲した歪んだ平行四辺形を構
成する。
出器の螺旋のターン（又は放射線源に対応するセグメン
ト）の投影と一致し、即ち放射線源から上記縁への接続
線は上記ターンと交差する。これはまた、検出器窓が回
転軸の回りに、螺旋によって画成される縁の円弧上では
なく、例えば、特に有利であるように、放射線源Ｓの回
りの円弧上に配置される場合でも成り立つ。その場合、
検出器窓はもはや図３に示される正平行四辺形の形状を
有さず、上辺及び下辺が湾曲した歪んだ平行四辺形を構
成する。
【００２１】図３は、螺旋１７によって画成される円柱
から図の平面への検出器窓１６０の展開を示す図であ
る。展開は、ｚ方向に平行に伸びる辺１６１，１６２を
有する平行四辺形の形状を有する（放射線ビームの開口
角αmax が大きいほど辺の間の距離は大きくなる）。こ
れらの辺の長さ、即ち検出器窓の高さｈについては、ｈ
＝３ｐが成り立つ。検出器窓の上縁１６３と下縁１６４
とは、回転軸１４に対する垂線に対して角度εをなし、
Ｒを放射線源と回転軸との間の距離とすると、この角度
は式、ｔａｎε＝ｐ／２πＲに従って計算されうる。こ
れに関して、前進速度及び回転速度は一定であると仮定
される。図３はまた検出器窓の中心１６５を示し、破線
１６６及び１６７は、上縁１６３及び下縁１６４と一致
する螺旋のターンの間に配置される２つのターンの投影
を表わす。
から図の平面への検出器窓１６０の展開を示す図であ
る。展開は、ｚ方向に平行に伸びる辺１６１，１６２を
有する平行四辺形の形状を有する（放射線ビームの開口
角αmax が大きいほど辺の間の距離は大きくなる）。こ
れらの辺の長さ、即ち検出器窓の高さｈについては、ｈ
＝３ｐが成り立つ。検出器窓の上縁１６３と下縁１６４
とは、回転軸１４に対する垂線に対して角度εをなし、
Ｒを放射線源と回転軸との間の距離とすると、この角度
は式、ｔａｎε＝ｐ／２πＲに従って計算されうる。こ
れに関して、前進速度及び回転速度は一定であると仮定
される。図３はまた検出器窓の中心１６５を示し、破線
１６６及び１６７は、上縁１６３及び下縁１６４と一致
する螺旋のターンの間に配置される２つのターンの投影
を表わす。
【００２２】検査ゾーン中の各点は、円錐状の放射線ビ
ーム４に入るときに下縁１６４に、放射線ビームを離れ
るときに上縁１６３上に投影される。放射線源は当該の
点の回りに正確に３πの回転を行ない、一方、その投影
は検出器窓の下縁１６４から上縁１６３へ前進すること
が示されうる。しかしながら回転軸に関して、放射線源
によって行われる回転運動は３πよりも大きいか、又は
小さいものでありうる。
ーム４に入るときに下縁１６４に、放射線ビームを離れ
るときに上縁１６３上に投影される。放射線源は当該の
点の回りに正確に３πの回転を行ない、一方、その投影
は検出器窓の下縁１６４から上縁１６３へ前進すること
が示されうる。しかしながら回転軸に関して、放射線源
によって行われる回転運動は３πよりも大きいか、又は
小さいものでありうる。
【００２３】これは、ｚ軸即ち回転軸１４に平行に見た
ときの幾何学的な比率を示す図４に示されている。する
と螺旋１７は円形となり、回転軸１４は円の中心である
点となり、放射線源は矢印ｓの方向に軌道１７に沿って
移動し、図は、放射線円錐に入る瞬間において点Ｐ1 を
照射する光線４１１を示す。放射線源がその位置Ｓβか
ら完全な回転を完了し、更に角度π＋２αに亘って（従
って全体として角度３π＋α）回転された後、これは上
点Ｐ1 の投影が検出器窓の上縁１６３を丁度通過し、点
Ｐ1 に関して正確に（放射線源の初期位置に対して）３
πに亘って回転された位置Ｓβに配置される。
ときの幾何学的な比率を示す図４に示されている。する
と螺旋１７は円形となり、回転軸１４は円の中心である
点となり、放射線源は矢印ｓの方向に軌道１７に沿って
移動し、図は、放射線円錐に入る瞬間において点Ｐ1 を
照射する光線４１１を示す。放射線源がその位置Ｓβか
ら完全な回転を完了し、更に角度π＋２αに亘って（従
って全体として角度３π＋α）回転された後、これは上
点Ｐ1 の投影が検出器窓の上縁１６３を丁度通過し、点
Ｐ1 に関して正確に（放射線源の初期位置に対して）３
πに亘って回転された位置Ｓβに配置される。
【００２４】また、放射線ビームの中へ入るときに放射
線原がやはり位置Ｓβに配置されるが、その出発時には
位置Ｓβ”を占める点Ｐ2 が示されている。放射線源は
やはり点Ｐ2 の回りに正確に３πに亘って回転している
が、回転軸の回りには角度３π−２αに亘ってのみ回転
している。従って、回転角度（３π＋２α）に比例して
（回転角度３π−２αを有する）点Ｐ2 がその中に存在
する時間期間よりも長い期間に亘って円錐状の放射線ビ
ームの中に存在する。当該の点に対する信号対雑音比に
相関するこれらの放射線期間の比率は、最悪の場合で
（α＝αmax ＝３０°について）１．２５：１である。
しかしながら、（上述の既知のコンピュータ断層撮影装
置のように）放射線源が点Ｐ1 及びＰ2 の回りを角度π
に亘ってのみ回転されたとき、この比率は２：１とな
り、信号対雑音比の実質的により大きな位置依存性を意
味する。
線原がやはり位置Ｓβに配置されるが、その出発時には
位置Ｓβ”を占める点Ｐ2 が示されている。放射線源は
やはり点Ｐ2 の回りに正確に３πに亘って回転している
が、回転軸の回りには角度３π−２αに亘ってのみ回転
している。従って、回転角度（３π＋２α）に比例して
（回転角度３π−２αを有する）点Ｐ2 がその中に存在
する時間期間よりも長い期間に亘って円錐状の放射線ビ
ームの中に存在する。当該の点に対する信号対雑音比に
相関するこれらの放射線期間の比率は、最悪の場合で
（α＝αmax ＝３０°について）１．２５：１である。
しかしながら、（上述の既知のコンピュータ断層撮影装
置のように）放射線源が点Ｐ1 及びＰ2 の回りを角度π
に亘ってのみ回転されたとき、この比率は２：１とな
り、信号対雑音比の実質的により大きな位置依存性を意
味する。
【００２５】図３に示される検出器窓１６０の展開は、
従来の矩形から逸脱するという所与の欠点を有する。こ
の逸脱は、検出器ユニットが放射線源Ｓを通って延びる
円柱軸を有する円柱上に配置されたときに更に大きくな
り、平坦な検出器ユニットが使用されたときは更に大き
くなる。従って図５は、矩形に対応する展開を有し、ｘ
方向の寸法が少なくとも検出器窓１６０を囲むよう選択
される検出器ユニットを示す。その場合、図５中の斜線
によって示される領域１６８，１６９は、上方検出器縁
及び下方検出器縁に残り、これらの領域は左及び右へ向
かって傾斜される。
従来の矩形から逸脱するという所与の欠点を有する。こ
の逸脱は、検出器ユニットが放射線源Ｓを通って延びる
円柱軸を有する円柱上に配置されたときに更に大きくな
り、平坦な検出器ユニットが使用されたときは更に大き
くなる。従って図５は、矩形に対応する展開を有し、ｘ
方向の寸法が少なくとも検出器窓１６０を囲むよう選択
される検出器ユニットを示す。その場合、図５中の斜線
によって示される領域１６８，１６９は、上方検出器縁
及び下方検出器縁に残り、これらの領域は左及び右へ向
かって傾斜される。
【００２６】測定データ（即ち各測定点が正確に３πの
角度で放射線減を「見る」測定データのみ）の所望の捕
捉を達成するには、検出器窓１６０の理想形状から逸脱
する検出器ユニットの形状にかかわらず、以下の２つの
可能性がある。これらの可能性は組み合わせられ得る。 （ａ）コリメータ３（図３）は、Ｘ線が検出器窓１６０
にのみ入射し、縁領域１６８，１６９上に入射しないよ
う構成される。 （ｂ）再構成は、検出器窓１６０の中に配置される検出
器要素からの測定値に基づいてのみ実行される。領域１
６８及び１６９の中に配置される全ての検出器要素から
の測定値は無視される。検出器ユニット１６に対する検
出器窓１６０の位置は検査中に変化しないため、このた
めに必要とされるソフトウエアの量は最小である。
角度で放射線減を「見る」測定データのみ）の所望の捕
捉を達成するには、検出器窓１６０の理想形状から逸脱
する検出器ユニットの形状にかかわらず、以下の２つの
可能性がある。これらの可能性は組み合わせられ得る。 （ａ）コリメータ３（図３）は、Ｘ線が検出器窓１６０
にのみ入射し、縁領域１６８，１６９上に入射しないよ
う構成される。 （ｂ）再構成は、検出器窓１６０の中に配置される検出
器要素からの測定値に基づいてのみ実行される。領域１
６８及び１６９の中に配置される全ての検出器要素から
の測定値は無視される。検出器ユニット１６に対する検
出器窓１６０の位置は検査中に変化しないため、このた
めに必要とされるソフトウエアの量は最小である。
【００２７】図５に示される矩形は、検出器窓１６０を
収容するのに必要とされるよりも大きく、即ちその検出
器要素の一部は使用されない。この不使用領域は、検出
器ユニットを、その対称軸が回転軸１４に平行に延びる
（円形走査運動のための）第１の位置から、その対称軸
が回転軸１４に対して鋭角をなす（螺旋走査運動のため
の）第２の位置へ傾斜することによって減少されうる。
上縁及び下縁１６８，１６９は、すると螺旋のターンと
同様に回転軸に対して傾斜される。
収容するのに必要とされるよりも大きく、即ちその検出
器要素の一部は使用されない。この不使用領域は、検出
器ユニットを、その対称軸が回転軸１４に平行に延びる
（円形走査運動のための）第１の位置から、その対称軸
が回転軸１４に対して鋭角をなす（螺旋走査運動のため
の）第２の位置へ傾斜することによって減少されうる。
上縁及び下縁１６８，１６９は、すると螺旋のターンと
同様に回転軸に対して傾斜される。
【００２８】図６は比較のため、図５に示されるような
同じ矩形の検出器ユニット１６を使用する上述された既
知のＣＴ装置で使用される検出器窓１６０’（又は検出
器ユニット１６）を示す図である。結果としての検出器
窓１６０’の上縁及び下縁の勾配は、図５及び図３中よ
りも約３倍大きいことがわかる。また、矩形のために必
要とされ、その測定値が再構成のためには必要とされな
い検出器要素を含む領域１６８’及び１６９’は、図５
中の領域１６８，１６９よりも広いことがわかる。従っ
て、本発明は検出器表面領域をより有効に利用する。
同じ矩形の検出器ユニット１６を使用する上述された既
知のＣＴ装置で使用される検出器窓１６０’（又は検出
器ユニット１６）を示す図である。結果としての検出器
窓１６０’の上縁及び下縁の勾配は、図５及び図３中よ
りも約３倍大きいことがわかる。また、矩形のために必
要とされ、その測定値が再構成のためには必要とされな
い検出器要素を含む領域１６８’及び１６９’は、図５
中の領域１６８，１６９よりも広いことがわかる。従っ
て、本発明は検出器表面領域をより有効に利用する。
【００２９】それでもなお、所与のＣＴ検査では、かか
る検出器窓を使用することが有用でありうる。このため
回転運動のためのモータ２（図１）の回転速度を３倍減
少することが必要である。上述の実施例では、回転方向
に相互にずれた検出器窓の縁は、ｚ方向に距離３ｐだけ
ずれた螺旋の２つのセグメントのターンによって画成さ
れることが仮定される。このずれは、しかしながら５
ｐ、７ｐ、９ｐ（一般的にはｎ≧１のとき（２ｎ＋１）
ｐ）であってもよい。信号対雑音比はすると更に位置に
は依存せず、活性検出器表面の矩形の展開を有する検出
器の場合、その更に大きな部分が使用される。しかしな
がら、そのとき回転速度は、５／３，７／３，９／３又
は（２ｎ＋１）／３だけ大きくなくてはならない。
る検出器窓を使用することが有用でありうる。このため
回転運動のためのモータ２（図１）の回転速度を３倍減
少することが必要である。上述の実施例では、回転方向
に相互にずれた検出器窓の縁は、ｚ方向に距離３ｐだけ
ずれた螺旋の２つのセグメントのターンによって画成さ
れることが仮定される。このずれは、しかしながら５
ｐ、７ｐ、９ｐ（一般的にはｎ≧１のとき（２ｎ＋１）
ｐ）であってもよい。信号対雑音比はすると更に位置に
は依存せず、活性検出器表面の矩形の展開を有する検出
器の場合、その更に大きな部分が使用される。しかしな
がら、そのとき回転速度は、５／３，７／３，９／３又
は（２ｎ＋１）／３だけ大きくなくてはならない。
【００３０】図７は検出器ユニット１６の有利な実施例
を示す図である。図は、検出器要素の２つの行
Ｄ01．．．Ｄ31及びＤ02．．．Ｄ32を示す。検出器要素
Ｄ01は中央の行及び中央の列に配置される。しかしなが
らその中心１６５’は、放射線源Ｓから発せられ回転軸
１４に垂直に交差する線上の点によって決められる検出
器窓の中心１６５とは一致しない。これらの２つの点の
間には、ｄを検出器要素の幅又は長さに対応するとする
と列方向（又は回転軸１４の方向）及び行方向にｄ／４
となるずれがある。
を示す図である。図は、検出器要素の２つの行
Ｄ01．．．Ｄ31及びＤ02．．．Ｄ32を示す。検出器要素
Ｄ01は中央の行及び中央の列に配置される。しかしなが
らその中心１６５’は、放射線源Ｓから発せられ回転軸
１４に垂直に交差する線上の点によって決められる検出
器窓の中心１６５とは一致しない。これらの２つの点の
間には、ｄを検出器要素の幅又は長さに対応するとする
と列方向（又は回転軸１４の方向）及び行方向にｄ／４
となるずれがある。
【００３１】この行方向のｄ／４のずれの結果として、
走査ユニットＳ、１６の半分の回転後、測定は同じ放射
線路に沿ってではなく、検出器要素の幅の半分だけずれ
た放射線路に沿って行われることが達成される。これは
改善された画像品質を提供する。ｚ方向のｄ／４の検出
器のずれにより、半分の回転の後、列もまたｚ方向に検
出器要素の幅の半分だけ移動されねばならない。これも
また改善された画像品質に寄与する。
走査ユニットＳ、１６の半分の回転後、測定は同じ放射
線路に沿ってではなく、検出器要素の幅の半分だけずれ
た放射線路に沿って行われることが達成される。これは
改善された画像品質を提供する。ｚ方向のｄ／４の検出
器のずれにより、半分の回転の後、列もまたｚ方向に検
出器要素の幅の半分だけ移動されねばならない。これも
また改善された画像品質に寄与する。
【００３２】以下図８に示されるフローチャートに基づ
いて検出器窓１６０の中で捕捉される測定データの処理
について詳述する。検出器ユニットの測定面は図５又は
図６に従う矩形を有し、ユーザは、放射線源が放射線円
錐を通過する間に検査ゾーン中の各点が３π（５π，７
π．．．）の各範囲から放射線源を「見る」という本発
明によるデータ捕捉を使用するか、又は冒頭に記載され
る既知のデータ捕捉を使用するかを選択しうることが仮
定される。
いて検出器窓１６０の中で捕捉される測定データの処理
について詳述する。検出器ユニットの測定面は図５又は
図６に従う矩形を有し、ユーザは、放射線源が放射線円
錐を通過する間に検査ゾーン中の各点が３π（５π，７
π．．．）の各範囲から放射線源を「見る」という本発
明によるデータ捕捉を使用するか、又は冒頭に記載され
る既知のデータ捕捉を使用するかを選択しうることが仮
定される。
【００３３】初期化（ブロック１００）の後、ブロック
１０１において測定データが捕捉される。ユーザは、検
出器窓の高さｈに対応するｚ方向への前進中に放射線源
が角度３π（５π，７π．．．）に亘って、又は角度π
に亘って回転すべきかを特定しうる。上述のように、こ
の選択はデータ捕捉及び再構成の品質に対して顕著な影
響を有するが、実際の再構成方法はわずかに変更される
だけでよい。従って、ＰＣＴ出願ＳＥ９８／０００２９
号に記載される再構成方法の記載が参照される。
１０１において測定データが捕捉される。ユーザは、検
出器窓の高さｈに対応するｚ方向への前進中に放射線源
が角度３π（５π，７π．．．）に亘って、又は角度π
に亘って回転すべきかを特定しうる。上述のように、こ
の選択はデータ捕捉及び再構成の品質に対して顕著な影
響を有するが、実際の再構成方法はわずかに変更される
だけでよい。従って、ＰＣＴ出願ＳＥ９８／０００２９
号に記載される再構成方法の記載が参照される。
【００３４】このように、最初に第１のステップ１０２
において、平行な平面に配置される１組の扇状ビームが
形成されるリビニング（ｒｅｂｉｎｎｉｎｇ）動作が行
われる。図２を参照して上述されたように、円錐状の放
射線ビームは、回転軸１４に平行な平面上に配置される
図２中の扇状ビーム４００といった扇状ビームからなる
と考えられ得る。図４の平面図では、これらの平面又は
扇状ビームは直線となる。相互に平行な（且つ回転軸１
４に平行な）平面上に配置され、異なる放射線源位置か
ら検出された扇状ビームのみが組を形成するよう組み合
わされる（これは単一の放射線源位置に生ずる扇状ビー
ムは相互に平行でないためである）。
において、平行な平面に配置される１組の扇状ビームが
形成されるリビニング（ｒｅｂｉｎｎｉｎｇ）動作が行
われる。図２を参照して上述されたように、円錐状の放
射線ビームは、回転軸１４に平行な平面上に配置される
図２中の扇状ビーム４００といった扇状ビームからなる
と考えられ得る。図４の平面図では、これらの平面又は
扇状ビームは直線となる。相互に平行な（且つ回転軸１
４に平行な）平面上に配置され、異なる放射線源位置か
ら検出された扇状ビームのみが組を形成するよう組み合
わされる（これは単一の放射線源位置に生ずる扇状ビー
ムは相互に平行でないためである）。
【００３５】図９はかかる扇状ビームの単一の組を示す
図であり、図の平面は図４と同様回転軸１４と垂直に交
差する。図９中、放射線源の連続的な位置は参照番号Ｓ
β−２．．．Ｓβ０．．．Ｓβ２によって示される。扇
状ビーム４２０．．．４４０．．．４６０はこれらの放
射線源位置の夫々から発せられ、このビームは検査ゾー
ン１３を横切り、中央検出器位置Ｓβ０及び回転軸１４
によって画成される平面に平行に伸びる平面上に配置さ
れる。同じ組に属する扇状ビームでは、（関連する放射
線源位置及び回転軸１４によって決められる平面に対し
て扇状ビームによってなされる角度である）扇状角度α
と回転軸１４に対して放射線源によってなされる角度と
の合計は一定であることが成り立つ。１つの放射線源位
置においてどの扇状ビームもこの条件を満たさなけれ
ば、この平面上に配置される扇状ビームは所望の向きで
平面の両側に配置される扇状ビームからの補間によって
決定され当該の放射線源位置で発生される。
図であり、図の平面は図４と同様回転軸１４と垂直に交
差する。図９中、放射線源の連続的な位置は参照番号Ｓ
β−２．．．Ｓβ０．．．Ｓβ２によって示される。扇
状ビーム４２０．．．４４０．．．４６０はこれらの放
射線源位置の夫々から発せられ、このビームは検査ゾー
ン１３を横切り、中央検出器位置Ｓβ０及び回転軸１４
によって画成される平面に平行に伸びる平面上に配置さ
れる。同じ組に属する扇状ビームでは、（関連する放射
線源位置及び回転軸１４によって決められる平面に対し
て扇状ビームによってなされる角度である）扇状角度α
と回転軸１４に対して放射線源によってなされる角度と
の合計は一定であることが成り立つ。１つの放射線源位
置においてどの扇状ビームもこの条件を満たさなけれ
ば、この平面上に配置される扇状ビームは所望の向きで
平面の両側に配置される扇状ビームからの補間によって
決定され当該の放射線源位置で発生される。
【００３６】また放射線円錐の縁（従って検査ゾーンに
対する正接である）に毎回配置される例えば４２１，４
４１及び４４２，４６２といった幾つかの扇状ビームが
図示される。しかしながらこれらの扇状ビームは図９に
示される組に属せず、従って組に属する扇状ビームのよ
うに実線で示されるのではなく、破線によって示されて
いる。
対する正接である）に毎回配置される例えば４２１，４
４１及び４４２，４６２といった幾つかの扇状ビームが
図示される。しかしながらこれらの扇状ビームは図９に
示される組に属せず、従って組に属する扇状ビームのよ
うに実線で示されるのではなく、破線によって示されて
いる。
【００３７】図９は、更に、図示される組に関連し、扇
状ビームの平面に垂直に且つ回転軸１４を通って延びる
仮想検出器窓Ｄを示す。仮想検出器窓Ｄは矩形を有し、
その高さはｈ／２又は１．５ｐであり、仮想検出器窓の
中心は中央放射線源位置Ｓβ０から回転軸までの法線に
よって決められる。放射線源位置Ｓβ−２及びＳβ２が
ｚ方向に中央放射線源Ｓβ０に対してずれていても、扇
状ビーム４２０及び４６０の上縁及び下縁の光線は仮想
検出器窓Ｄの上縁及び下縁と正確に一致することが示さ
れうる。これは、中央放射線源位置Ｓβの両側に配置さ
れる扇状ビーム４６０及び４２０は、夫々中央の右側及
び左側に配置され、夫々Ｓβ０から発せられる扇状ビー
ムを検出する列よりも高く又は低く配置される実検出器
窓１６０の列によって検出されることに基づく。従っ
て、各扇状ビームは実検出器窓Ｄの１つの列を覆う。
状ビームの平面に垂直に且つ回転軸１４を通って延びる
仮想検出器窓Ｄを示す。仮想検出器窓Ｄは矩形を有し、
その高さはｈ／２又は１．５ｐであり、仮想検出器窓の
中心は中央放射線源位置Ｓβ０から回転軸までの法線に
よって決められる。放射線源位置Ｓβ−２及びＳβ２が
ｚ方向に中央放射線源Ｓβ０に対してずれていても、扇
状ビーム４２０及び４６０の上縁及び下縁の光線は仮想
検出器窓Ｄの上縁及び下縁と正確に一致することが示さ
れうる。これは、中央放射線源位置Ｓβの両側に配置さ
れる扇状ビーム４６０及び４２０は、夫々中央の右側及
び左側に配置され、夫々Ｓβ０から発せられる扇状ビー
ムを検出する列よりも高く又は低く配置される実検出器
窓１６０の列によって検出されることに基づく。従っ
て、各扇状ビームは実検出器窓Ｄの１つの列を覆う。
【００３８】（回転軸に平行な平面上に存在する）扇状
ビームはステップ１０２において様々な組の夫々に割り
当てられる。螺旋状走査軌道１７の開始及び終端におけ
る放射線源位置を無視すると、組は各放射線源に対して
形成される。各組には、当該の組に属する扇状ビームが
配置される平面に対して垂直に延在する平坦な矩形の面
を有する仮想検出器Ｄが関連づけられる。
ビームはステップ１０２において様々な組の夫々に割り
当てられる。螺旋状走査軌道１７の開始及び終端におけ
る放射線源位置を無視すると、組は各放射線源に対して
形成される。各組には、当該の組に属する扇状ビームが
配置される平面に対して垂直に延在する平坦な矩形の面
を有する仮想検出器Ｄが関連づけられる。
【００３９】このようにして少なくとも１つの組につい
て全ての関連する扇状ビームが検出された後、ステップ
１０３において、リビニング動作の第２の部分、即ち再
補間及び再サンプリングが行われる。図９に示されるよ
うに、組に属する扇状ビームが配置される平行な平面の
間の距離は中央から周囲に向かうにつれ減少する。従っ
て、仮想検出器窓Ｄ上の規則的なデカルト格子につい
て、ステップ１０３において、ステップ１０２において
個々の組に割り当てられた測定データから関連する測定
データが決定され、かかる決定は望ましくは補間によっ
て行われる。これは規則的に分配された格子点を有する
矩形の面上での平行な扇状ビームジオメトリのリビニン
グを完了し、それにより続く処理はかなり容易とされ
る。
て全ての関連する扇状ビームが検出された後、ステップ
１０３において、リビニング動作の第２の部分、即ち再
補間及び再サンプリングが行われる。図９に示されるよ
うに、組に属する扇状ビームが配置される平行な平面の
間の距離は中央から周囲に向かうにつれ減少する。従っ
て、仮想検出器窓Ｄ上の規則的なデカルト格子につい
て、ステップ１０３において、ステップ１０２において
個々の組に割り当てられた測定データから関連する測定
データが決定され、かかる決定は望ましくは補間によっ
て行われる。これは規則的に分配された格子点を有する
矩形の面上での平行な扇状ビームジオメトリのリビニン
グを完了し、それにより続く処理はかなり容易とされ
る。
【００４０】続いて、ステップ１０４において１次元フ
ィルタリング動作が行われる。ステップ１０２及び１０
３においてリビニングが行われた後、このために単一の
一次元の位置独立フィルタのみが必要とされる。このフ
ィルタは行方向、即ち回転軸１４に垂直な方向に仮想検
出器窓Ｄの中の測定データをフィルタする。このフィル
タは周波数の関数として線形に減少する減衰を有する。
フィルタリング動作は原理的に、リビニング動作によっ
て生成された測定データに対して適当な一次元フィルタ
カーネルによる畳込み積分行なうことによって実行され
る。
ィルタリング動作が行われる。ステップ１０２及び１０
３においてリビニングが行われた後、このために単一の
一次元の位置独立フィルタのみが必要とされる。このフ
ィルタは行方向、即ち回転軸１４に垂直な方向に仮想検
出器窓Ｄの中の測定データをフィルタする。このフィル
タは周波数の関数として線形に減少する減衰を有する。
フィルタリング動作は原理的に、リビニング動作によっ
て生成された測定データに対して適当な一次元フィルタ
カーネルによる畳込み積分行なうことによって実行され
る。
【００４１】しかしながら、ステップ１０４におけるフ
ィルタリング動作がまずフーリエ変換を含み、その後こ
のように空間周波領域へ転置されたデータが行方向に傾
斜されるフィルタ動作を受け、その後逆フーリエ変換に
よって再び空間領域へ変換されれば、必要とされる作業
は少なくなる。ステップ１０５において、各仮想検出器
窓の各組のフィルタリングされたデータは検査ゾーンへ
再び逆投影され、即ちフィルタリングされた測定データ
はデータが捕捉されたのと同じ（又はステップ１０３に
よってわずかに変更された）放射線路に沿って組ごとに
検査ゾーンへ逆投影される。検査ゾーンの個々のボクセ
ルに対する吸収値は、当該のボクセルが検出器窓１６０
上に投射される捕捉中に全ての（フィルタリングされ
た）測定データの重ね合わせから生ずる。すると個々の
再構成されたボクセルの寄与は、既知の方法のように角
度範囲πではなく、３π又は（２ｎ＋１）πの角度範囲
から扇状ビーム又は組から受けられる。
ィルタリング動作がまずフーリエ変換を含み、その後こ
のように空間周波領域へ転置されたデータが行方向に傾
斜されるフィルタ動作を受け、その後逆フーリエ変換に
よって再び空間領域へ変換されれば、必要とされる作業
は少なくなる。ステップ１０５において、各仮想検出器
窓の各組のフィルタリングされたデータは検査ゾーンへ
再び逆投影され、即ちフィルタリングされた測定データ
はデータが捕捉されたのと同じ（又はステップ１０３に
よってわずかに変更された）放射線路に沿って組ごとに
検査ゾーンへ逆投影される。検査ゾーンの個々のボクセ
ルに対する吸収値は、当該のボクセルが検出器窓１６０
上に投射される捕捉中に全ての（フィルタリングされ
た）測定データの重ね合わせから生ずる。すると個々の
再構成されたボクセルの寄与は、既知の方法のように角
度範囲πではなく、３π又は（２ｎ＋１）πの角度範囲
から扇状ビーム又は組から受けられる。
【００４２】検査ゾーン中の吸収分布の再構成は、この
ように測定データの捕捉中に既に開始されうる。すると
捕捉及び再構成は、（ランダムに選択されうる瞬間にお
いて）捕捉が中断され、このようにして捕捉された測定
データによって再構成が完了するまで、時間に関して並
行に実行されうる。そして方法は終了する（ブロック１
０６）。
ように測定データの捕捉中に既に開始されうる。すると
捕捉及び再構成は、（ランダムに選択されうる瞬間にお
いて）捕捉が中断され、このようにして捕捉された測定
データによって再構成が完了するまで、時間に関して並
行に実行されうる。そして方法は終了する（ブロック１
０６）。
【００４３】検査ゾーン中の吸収分布はまた、本発明に
よる検出器によって捕捉される測定データとは異なった
方法で再構成されうる。適当な他の再構成方法は、Phy
s. Med. Biol. 43 (1998), pp.1015-1024より既知であ
る。その中で、いわゆるＧｒａｎｇｅａｔ方法によれ
ば、表面積分の一次導関数は、対象と交差する各面に対
するセグメントから計算され、部分的な結果は合計の中
に累積される。このデータは、既知の方法によって対象
空間中で逆にされうるラドン空間の一次放射方向導関数
を構成する。再構成されるべき平面と検査ゾーンが走査
される螺旋との間の交点の数に依存して、本発明による
検出器によって捕捉される測定データの処理について以
下のように分類されうる。 （ａ）交点がない場合。
よる検出器によって捕捉される測定データとは異なった
方法で再構成されうる。適当な他の再構成方法は、Phy
s. Med. Biol. 43 (1998), pp.1015-1024より既知であ
る。その中で、いわゆるＧｒａｎｇｅａｔ方法によれ
ば、表面積分の一次導関数は、対象と交差する各面に対
するセグメントから計算され、部分的な結果は合計の中
に累積される。このデータは、既知の方法によって対象
空間中で逆にされうるラドン空間の一次放射方向導関数
を構成する。再構成されるべき平面と検査ゾーンが走査
される螺旋との間の交点の数に依存して、本発明による
検出器によって捕捉される測定データの処理について以
下のように分類されうる。 （ａ）交点がない場合。
【００４４】この場合、再構成されるべき平面は対象と
交差しないため情報がない。 （ｂ）１つの交点がある場合。 この場合、本発明と同様既知の方法によって同じ測定デ
ータが捕捉される。（ｃ）奇数個の交点がある場合。 この場合、再構成は既知の方法で行われ、（検出器寸法
ｈが検出器ターンの距離の３倍に対応する場合）結果は
３で割り算される。
交差しないため情報がない。 （ｂ）１つの交点がある場合。 この場合、本発明と同様既知の方法によって同じ測定デ
ータが捕捉される。（ｃ）奇数個の交点がある場合。 この場合、再構成は既知の方法で行われ、（検出器寸法
ｈが検出器ターンの距離の３倍に対応する場合）結果は
３で割り算される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンピュータ断層撮影装置を線図
的に示す図である。
的に示す図である。
【図２】走査ユニットによって相互に相対的に示される
螺旋走査軌道及び及び検査ゾーン内に存在する対象を示
す図である。
螺旋走査軌道及び及び検査ゾーン内に存在する対象を示
す図である。
【図３】１つの検出器ユニットの展開を示す図である。
【図４】回転軸の方向に見た幾何学的な比率を示す図で
ある。
ある。
【図５】第１の動作モードにある他の検出器ユニットを
示す図である。
示す図である。
【図６】第２の動作モードにある同じ検出器ユニットを
示す図である。
示す図である。
【図７】検出器ユニット内の個々の検出器要素の配置を
示す図である。
示す図である。
【図８】測定データの処理に関するフローチャートを示
す図である。
す図である。
【図９】図４と同じ図を部分的なリビニングの後につい
て示す図である。
て示す図である。
１ ガントリー ２ モータ ３ コリメータ管 ４ 円錐状放射線ビーム ５ モータ ７ 制御ユニット １０ 画像処理コンピュータ １１ モニタ １３ 検査ゾーン １４ 回転軸 １６ 検査領域 １７ 螺旋状軌道 １６０ 検出器窓 ４００ 扇状ビーム Ｓ 放射線源
───────────────────────────────────────────────────── 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 ヤン ティマー オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン，プロフ・ホルストラーン ６
Claims (6)
- 【請求項１】 円錐状放射線ビームを発する放射線源
と、該円錐状放射線ビームが検査ゾーン又はその中に存
在する対象を通過した後に該円錐状放射線ビームを検出
するために該放射線源に接続される検出器ユニットとを
含む走査ユニットと、 走査ユニットと検査ゾーン又は対象との間に、回転軸回
りの回転及び回転軸に平行な方向の前進からなる螺旋の
形状で相対運動を生成する駆動装置と、 上記螺旋によって画成される検出器窓の中の検出器ユニ
ットによって捕捉される測定データから検査ゾーンの中
の吸収の空間的分布を再構成するための再構成ユニット
とを含むコンピュータ断層撮影装置であって、 ｎを１以上の整数とし、ｐを螺旋の２つの隣接するター
ンの間の軸方向のずれであるとすると、放射線源から回
転軸の方向に相互にずれた検出器窓の２つの縁への接続
線は、回転軸の方向に（２ｎ＋１）ｐの距離だけずれて
いる螺旋の２つの部分と交差することを特徴とする、コ
ンピュータ断層撮影装置。 - 【請求項２】 ｎ＝１であ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装置。 - 【請求項３】 上記検出器ユニットは行及び列として配
置される検出器要素を含み、 行の中央は放射線源及び回転軸を含む平面に対して検出
器要素の幅の１／４だけずれてい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装置。 - 【請求項４】 上記検出器ユニットは行及び列として配
置される検出器要素を含み、 放射線源を含み回転軸に垂直に延びる平面に対して検出
器要素の幅の半分だけずれてい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装置。 - 【請求項５】 駆動装置は２つの動作モードを有し、回
転速度の移送速度に対する比率は一方の動作モードでは
他方の動作モードと比較して２ｎ＋１倍小さく、それに
より一方の動作モードでは検査ゾーン中の各点は放射線
源によって角度範囲πから照射され、他方の動作モード
では検査ゾーン中の各点は放射線源によって角度範囲
（２ｎ＋１）πから照射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装置。 - 【請求項６】 （ａ）夫々が回転軸に平行に延びる複数
の平面を含みその中に夫々の扇形ビームが存在する多数
の組を形成するよう測定データをリビニングする手段
と、 （ｂ）上記リビニングによって形成された各組のデータ
を回転軸に垂直の方向にフィルタリングする手段と、 （ｃ）複数の組のフィルタリングされたデータの逆投影
によって吸収の空間的な分布を再構成することを含むこ
とを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮影装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19835296A DE19835296A1 (de) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | Computertomograph mit kegelförmigen Strahlenbündel und helixförmiger Abtastbahn |
| DE19835296:4 | 1998-08-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000051198A true JP2000051198A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=7876492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11220209A Ceased JP2000051198A (ja) | 1998-08-05 | 1999-08-03 | 円錐状放射線ビ―ム及び螺旋状走査軌道を用いるコンピュ―タ断層撮影装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6269141B1 (ja) |
| EP (1) | EP0981995B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000051198A (ja) |
| DE (2) | DE19835296A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529258A (ja) * | 2004-03-17 | 2007-10-25 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 複数の焦点取得方法及び装置 |
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| DE10026566A1 (de) | 2000-05-30 | 2001-12-13 | Siemens Ag | Computertomograph |
| DE10038328A1 (de) * | 2000-08-05 | 2002-02-14 | Philips Corp Intellectual Pty | Computertomograph mit kegelförmigen Strahlenbündel und helixförmiger Relativbewegung |
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| DE10121441A1 (de) * | 2001-05-02 | 2002-11-07 | Philips Corp Intellectual Pty | Computertomograph |
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| US6459756B1 (en) | 2001-10-30 | 2002-10-01 | Siemens Corporate Research, Inc. | System and method for providing normalization correction for image reconstruction in a reduced pitch spiral scan cone beam computed tomography imaging system |
| DE10162768A1 (de) | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Philips Intellectual Property | Computertomograph |
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- 1999-07-28 EP EP99202483A patent/EP0981995B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-28 DE DE59912486T patent/DE59912486D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-03 JP JP11220209A patent/JP2000051198A/ja not_active Ceased
- 1999-08-05 US US09/368,850 patent/US6269141B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US6269141B1 (en) | 2001-07-31 |
| DE19835296A1 (de) | 2000-02-10 |
| EP0981995B1 (de) | 2005-08-31 |
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