JP2000093422A - 円錐状放射線ビ―ムを使用するコンピュ―タ断層撮影方法 - Google Patents
円錐状放射線ビ―ムを使用するコンピュ―タ断層撮影方法Info
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Abstract
を含むコンピュータ断層撮影方法に対しても使用されう
るようは吸収分布が再構成されるゾーンを拡大すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明は検査ゾーンが円錐状放射線ビー
ムによって走査されるコンピュータ断層撮影方法に関す
る。再構成体積は、第1のサブボリュームの中のボクセ
ルの吸収を第1の再構成アルゴリズムによって再構成
し、第2のサブボリュームの中のボクセルの吸収を第2
の再構成アルゴリズムによって再構成することによって
拡大されえ、サブボリュームへのボクセルの割り当て
は、これらのサブボリュームのために使用される再構成
アルゴリズムの副次条件が満たされるよう実行される。
Description
の中にある対象を横切る円錐状放射線ビームを発生する
段階と、上記放射線ビームと上記検査ゾーン又はその中
にある対象との間の回転軸の回りの回転を含む相対運動
を発生する段階と、上記相対運動に亘って、検査ゾーン
の他の側の放射線ビームの中の強度に依存する測定デー
タを捕捉する段階と、検出器ユニットによって捕捉され
た測定データから検査ゾーンの中の吸収の空間分布を再
構成する段階とを含むコンピュータ断層撮影方法に関す
る。
ュータ断層撮影装置に関する。
な方向に有限の寸法を有し、検査ゾーンの中で減衰され
たビームの強度のこれらの2つの方向での空間的に分解
された測定に適した検出器ユニットによって検出される
ビームであると理解される。この種類の方法は、198
4年Journal of Optical Soc. Am. A,第1巻第6号第6
12乃至619頁のL.A.Feldkamp(フェルドカンプ)外
による刊行物「Practical Cone Beam Algorithms」より
既知である。
ュータ断層撮影)方法の基本的な欠点は、検査ゾーンの
中の幾つかのボクセル(体積素子)は放射線源と検査ゾ
ーンとの間の相対運動の間、時間的にのみ放射線に曝さ
れ、これらのボクセルの中の吸収は検出器ユニットによ
って捕捉される測定データから再構成されえないことで
ある。従って、検査ゾーンのうち空間的な吸収分布が再
構成される部分は放射線に曝される部分よりも常に小さ
い。
全体に亘って放射線に曝され、円盤状の形状である回転
対称なゾーンの中の吸収を再構成するための再構成アル
ゴリズムを使用し、再構成は実際上はこのゾーンの中の
平面スライスに制限される。既知の方法は円形の相対運
動に基づく。
運動を含むものもある。かかる方法の場合、吸収は相対
運動の開始又は終了において放射線ビームの中に存在す
るボクセルの中では再構成されない。
成されるゾーンを拡大することを目的とする。この目的
は、本発明によれば、吸収の空間分布の再構成のため
に、(a)上記放射線ビームによって横切られる全体の
体積の中で少なくとも1つの第1のサブボリューム及び
少なくとも1つの第2のサブボリュームを画成する段階
と、(b)第1の再構成アルゴリズムによって第1のサ
ブボリュームの中の吸収の空間分布を再構成する段階
と、(c)第1の再構成アルゴリズムから逸脱する第2
の再構成アルゴリズムによって第2のサブボリュームの
中の吸収の空間分布を再構成する段階とを含む方法によ
って達成される。
つの再構成アルゴリズムのみを常に使用するという考察
に基づく。各ボクセルについて、吸収は同じ種類の同じ
数の計算ステップによって再構成される。各再構成アル
ゴリズムは、全体の体積の一部(第1のサブボリュー
ム)の中でのみ満たされる所与の副次条件(例えば、再
構成されるべき体積の中の全てのボクセルが相対運動全
体の間に放射線に曝されているという条件)を条件とす
る。これらの副次条件は再構成のために十分であるが、
必要ではない。即ち、この副次条件を満たさないが、信
号対雑音比があまり良くなくなったとしても異なる再構
成アルゴリズムを用いて、再構成のためにやはり適切な
あまり厳しくない副次条件を満たす追加的なボクセルが
ある。これらのボクセルは全体の体積の他の部分(第2
のサブボリューム)の中に配置される。
ブボリュームの中の第1の再構成アルゴリズム及び(第
1のサブボリュームではない)第2のサブボリュームの
中の第2の再構成アルゴリズムを含む混成再構成方法を
用いて拡大されうる。第2の再構成アルゴリズムは第1
のアルゴリズムと同じ種類の計算ステップを含みうる
が、それらの数は異なる。「異なる再構成アルゴリズ
ム」という用語はこの意味で広義に理解されるべきであ
る。
射線源及び検出器ユニットと他方の側の検査ゾーンとの
間の相対運動が円形である軌道)の場合に使用される変
形例を示す。2つのサブボリュームの割当ての規準は、
照射角度範囲(放射線源から回転軸に垂直な、又は放射
線源の回転面の中の放射線源からボクセルへのベクトル
の成分によって網羅される平面上のボクセルへの光線の
(平行な)投影によって当該の平面によって網羅される
角度範囲)によって与えられる。360°の照射角度範
囲を有するボクセル(相対運動全体に亘って放射線に曝
されるボクセル)は第1のサブボリュームに割り当てら
れ、少なくとも180°(しかし360°以下)の照射
角度範囲を有するボクセルは両側で第1のサブボリュー
ムを境界とし、回転軸に垂直に延びる側面を有する第2
のサブボリュームに割り当てられる。
収の再構成は、360°の再構成角度範囲(再構成角度
範囲は、放射線源から回転軸に垂直な平面上のボクセル
までの、再構成のために使用される光線の(平行な)投
影によって網羅される角度範囲を意味すると理解される
べきである)を使用する第1の再構成アルゴリズムによ
って実行される。例えば、再構成アルゴリズムとして、
上述の文献に記載されるアルゴリズムが使用されうる。
第2のサブボリュームのために、180°の再構成角度
範囲で充分な再構成アルゴリズムが使用されうる。既知
であるように、平面状の扇形放射線ビームを含むCT方
法も180°だけの再構成角度範囲で操作する再構成ア
ルゴリズムを使用する。
の吸収の再構成のための2つの代替案を記載する。請求
項3によれば、測定データは正確に180°の照射角度
範囲からのみ考慮に入れられる。請求項4によれば、当
該のボクセルを通る光線について決定された全ての測定
データが考慮されるが、180°ずれた方向からのボク
セルを通過する投影の光線による寄与は全体の重みが単
一の光線(即ちその反対方向に光線が生じない一方向の
光線)の重みと等しいよう重み付けされる。この場合、
再構成は、180°の再構成角度範囲の再構成と同等で
あるが、より良い信号対雑音比が獲得される。
ーンの部分が充分でないとき、検査ゾーンは2つの隣接
して配置される円形走査路に沿って走査されうる。請求
項5はかかる場合に適した本発明による方法の変形を記
載する。第3のサブボリュームを構成する(円盤状の)
中間ゾーンは、相対運動がそれらに沿って行われる2つ
の円に対して対称に存在する。第1及び第2のサブボリ
ュームの中のボクセルの吸収が請求項2に記載されるよ
うに再構成されるのに対して、第3のサブボリュームは
例えばART(ART=代数再構成技術)方法によって
再構成されうる。
ユニットとの間の螺旋状の相対運動のための変形例に関
する。ドイツ国特許出願19825296.4号は、検
査ゾーンの中の(一部の)ボクセルについて正確に(2
n+1)π、但しnは整数、の照射角度範囲が得られる
この種類の方法を開示する。これらのボクセルの中の吸
収は既知の方法によって再構成されうる。螺旋状相対運
動の開始又は終端において放射線ビームの中に配置され
るボクセルの吸収は、これらのボクセルについての照射
角度範囲が(2n+1)πよりも小さいため、引用文献
の中に開示される再構成方法によって再構成されえな
い。従って、引用文献の中に開示される再構成方法のた
めの副次条件は満たされない。しかしながら、π以上の
照射角度範囲の中にボクセルがある。これらのボクセル
は第2のサブボリュームに割り当てられ、毎回正確に1
80°の照射角度範囲に対する測定データのみが考慮さ
れるとすると、それらの吸収はPCT/SE98/00
0029によって既知の方法によって再構成されうる。
ンピュータ断層撮影装置を記載する。
する。図1に示されるコンピュータ断層撮影装置は、図
1に示される座標系の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、モ
ータ2はガントリーを望ましくは一定の、しかし調整可
能な角速度で駆動する。放射線源S、例えばX線管は、
ガントリー上に接続される。源は、放射線源によって生
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(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。
患者(両方とも図示せず)が中に配置されうる検査ゾー
ン13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13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上に接続された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1
6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からの光線についての測定値を与え
る。検出器ユニット16は回転軸14の回りの円の円弧
上に配置されうるが、放射線源Sの回りの円弧の上に配
置されてもよく、しかしながら平面でもありうる。
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配置される。検査ゾーン1
3、又は対象又は患者台は、モータ5によって回転軸1
4、即ちz軸、の方向に平行に変位されうる。かかるz
方向の輸送速度は一定であり、望ましくは調整可能であ
る。
ータは画像処理コンピュータ10へ与えられ、画像処理
コンピュータ10は、この測定データから検査ゾーン1
3の一部の中の吸収分布を再構成し、これを例えばモニ
タ11上に表示させる。2つのモータ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
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。
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の変
位速度のガントリーの角速度に対する比率が一定である
よう、モータ2及び5を同時に作動させうる。図2の
(A)は、回転軸14に対して第1の位置にある、点に
よって示される放射線源S、線によって示される検出器
ユニット16、及び放射線ビーム4と、それに対して1
80°ずれた位置にある、放射線源S’,検出器ユニッ
ト16’及び放射線ビーム4’を示す。明瞭性のため、
回転軸に平行な方向の寸法は垂直な方向の寸法よりも拡
大して示される。
の放射線源位置で発せられる放射線ビームによって網羅
される検査ゾーン13の略円盤状のサブボリュームV1
の中に配置される全てのボクセルの中の吸収は、上述の
フェルドカンプ再構成アルゴリズム又は円形軌道のため
の他の再構成アルゴリズムによって再構成されうる。し
かしながら、このサブボリュームの普通でない形状のた
め、再構成は図2の(A)では参照番号V0 で示される
点で示される平面ゾーンに制限される。ゾーンV0 は放
射線によって横切られる検査ゾーンの部分と比較して小
さいことがわかる。
サブボリュームV1 のピークと交差する2つの側面を示
す。側面のうちの1つの上にあると共に検査ゾーン13
の縁にあるボクセルは参照番号P2 によって示される。
図2の(B)は(図2の(A)に対して90°回転され
ており)回転軸14の回りに放射線源が回転する円形路
及び側面上のボクセルP2 を示す図である。円形路はよ
り細く示される部分及びより太く示される部分を含む。
円形路の細い部分は、放射線ビームの開口が回転軸の方
向に充分に大きくないためよりからボクセルP2 がその
部分から放射線を受けない部分を示す。円形路の太い部
分はボクセルP2 がその部分から放射線を受ける部分を
示す。2つの円弧の間の遷移は放射線源位置S1 及びS
2 によって示される。太い円弧は放射線源からボクセル
P 2 への光線が回転軸14をちょうど通過する角度位置
φS に対して対称に延びることが分かる。
(放射線源からx−y平面上のボクセルP2 への光線の
平行な投影によって網羅される角度範囲)が丁度180
°に対応するとしても、放射線源が位置S1 から位置S
2 まで180°よりも大きい角度Δβに亘って回転せね
ばならないことを示す。このΔβとΔφとの間の差は、
回転軸14により近く配置されるボクセルではより小さ
い。検査ゾーンの外側縁に配置されていない側面上の
(V1 の外側の)全ての他のボクセルは、180°より
も大きいが360°よりも小さい照射角度範囲Δφを有
することが示されうる。
との間にあるボクセルでは、やはり180°よりも大き
く360°よりも小さい。少なくとも180°の照射角
度範囲のボクセルの吸収が再構成されうるため(平坦な
扇形放射線ビームを含むCT方法の場合、180°のみ
の再構成角度範囲で動作する再構成アルゴリズムを使用
することも可能である)、検査ゾーンのこの部分(サイ
ドを含む)は第2のサブボリュームV2 として画成され
る。
に対して90°回転されており、放射線源位置S1 及び
S2 を示す図である。この図は放射線源位置S1 及びS
2 からの2つの光線と、これらのボクセルの間の接続線
とを示す図である。円錐状放射線ビームの開口角に対応
する角度は2つの接続線とボクセルとの間に存在する。
2つの光線がx,y平面上に投影されて示される図2の
(B)では、これはそれらが丁度180°ずれているか
のような効果を有する。
きな部分において再構成されうる再構成方法の実施を示
す図である。ブロック101における初期化の後、ガン
トリーは一定の角速度で回転する。ステップ102にお
いて、X線はスイッチオンされ、そして検出器ユニット
16によって捕捉された測定データは画像処理コンピュ
ータのメモリの中に記憶される。
によって成される角度の余弦に比例する係数によって重
み付け(乗算)され、それにより当該の測定値は中央光
線に対して関連づけられる(中央光線は放射線源Sから
発せられ、回転軸14に直角に交差し、検出器ユニット
16の中央に入射する光線である)。ステップ104に
おいて、検出器の行(x,y平面上に配置される)によ
って供給されステップ103に従って重み付けされた測
定値は、高域通過フィルタリング演算を受ける。検出器
ユニット16が平面ユニットである場合、係るフィルタ
リングは傾斜状であり、即ち空間周波数の関数として線
形に増加する伝達係数を有する。検出器ユニットが、放
射線源Sの回りに又は回転軸14の回りに曲げられるよ
う形成されるとき、係るフィルタリングは変更されねば
ならないことが知られている。
04に従ってこのように処理された後、選択可能ゾーン
(視野又はFOV)の中のボクセルPx,Py,Pzが
選択される(ステップ105)。フローチャートはステ
ップ106において、このボクセルに対する照射角度範
囲Δφが360°よりも小さいか否かに依存して分岐す
る。コンピュータ断層撮影装置の所定の幾何形状に対し
て、ルックアップテーブルは、ガントリーに接続される
座標系の中の各ボクセルに対して、条件Δφ=360°
が満たされるか否かを判定しうる。
が回転に亘って放射線ビームの中に存在していれば、フ
ィルタリングされたデータはステップ107において逆
投影され、すると測定データの捕捉中に当該のボクセル
を通過した全ての光線がこのボクセルに関して考慮され
る。各測定値は次に、このボクセルと測定値が捕捉され
た当該の放射線源位置との間の距離に依存するいわゆる
「倍率係数」によって乗算される。
ボクセルの中を正確に通過しなければ、複数の光線の測
定値の補間によってこの放射線源位置のための光線(又
はフィルタリングされた測定値)が見出されうる。当該
のボクセルに対する寄与がこのように全ての放射線源位
置について累積された後、ステップ108において再構
成されるべき領域FOVの中の全てのボクセルが横切ら
れたかどうかについて検査される。そうでなければ、フ
ローチャートはステップ105へ進む。
ルドカンプによって示される再構成アルゴリズムに対応
する。しかしながら、このアルゴリズムは、全ての放射
線源位置の放射線に曝された、又は回転軸14に対して
回転対称に配置される円盤状ゾーンV1 の中にあるボク
セルのための吸収を再構成するためだけに適している。
本発明による混成再構成方法は、より大きなゾーンの中
の吸収分布の再構成を可能とする。
ムV1 の中に存在しないこと、即ち全ての放射線源位置
で放射線に当たっていないことが確かであるとき、ステ
ップ109において、少なくとも180°の照射角度範
囲Δφが選択されたボクセルに対して存在するかどうか
(これはルックアップテーブルの中に含まれうる)が検
査される。そうでない場合、当該のボクセルの中の吸収
は正確に再構成されえず、プログラムは検査ステップ1
08へ進む。しかしながら、照射範囲Δφが少なくとも
180°になれば、このボクセルの中の吸収は以下詳述
される再構成アルゴリズムによっても再構成される。
囲Δφが画成され、この範囲はボクセルの中の吸収の再
構成のために使用される。選択されたボクセルPx,P
y,Pzは、例えばボクセルP2 のように、サブボリュ
ームV2 の外側の側面上であると共に検査ゾーン13の
縁に配置される。この場合、条件Δφ=180°を正確
に満たすため、再構成のために照射源位置S1 の間の照
射角度範囲Δφ全体を考慮せねばならない。
通る照射角度範囲Δφの中の全ての光線の測定値は重み
係数w0 によって重み付けされる。この重み係数wの照
射角度φに対する依存度を図示する図5の(A)に従え
ば、w0 はφから独立である。φ1 及びφ2 は(x,y
平面上の投影の中で)照射源位置S1 及びS2 に対応す
る照射角度である。重み係数w0 は値1/Nに比例し、
NはS1 とS2 との間の円弧上の放射線源位置の数(従
って当該のボクセルを通過する光線の数)である。結果
として、更なるステップは、値N又はS1 からS2 まで
の円弧上で放射線源によって完成された角度Δβとは独
立に実行される。上述されたように角度Δβ及び数Nは
当該のボクセルと回転軸14との間の距離に依存する。
る。180°の照射角度範囲に亘って分布された光線の
測定値は次にこの光線に関連する放射線源位置とボクセ
ルとの間の距離に依存する倍率係数によって乗算され
る。照射角度φから独立の重み付け及び照射角度φに依
存する倍率係数による乗算は、単一のステップでも実行
されうる。
の(A)のボクセルP’2 のように、サブボリュームV
2 の中(しかしサブボリュームV1 の外側)に配置され
るとき、ボクセルが(例えばP2 のように)側面上と共
に検査ゾーン13の縁に配置される場合と比較してわず
かに状況が異なる。これは、ボクセルP’2 (図2の
(A)参照)に対する状況を図2の(B)と同様に示す
図4に基づいて示される。図4はまた、角度位置φS を
示し、S1 及びS2 は角度位置φS に対して対称に配置
され、ボクセルP’2 への光線が(より正確にはx,y
平面上のそれらの投影が)丁度180°ずれた放射線源
位置である。図4はこれらの放射線源位置の両側に、実
線の領域にボクセルP’2 がそこから照射される更なる
位置があることを示す。この場合、ステップ110及び
111に対して以下の可能性がある。
の可能な照射角度範囲φi −φ0 、例えば対称位置φS
に対して対称であり放射線源位置S1 及びS2 又は(図
5の(A)参照)φ1 及びφ2 によって特徴付けられる
範囲、から切截される。しかしながら切截される範囲
は、φS に対称である必要はない。全ての測定値を同じ
ように重みづける重み係数w00は、やはり1/Nに比例
する。
囲の外側の照射角度の光線も考慮に入れ、これらの光線
とφ1 及びφ2 の間に配置される放射線方向の対応する
部分とを、x,y平面上に反対の方向に延びる投影を有
するP’2 を通る光線が例えば(180°ずらされた)
相手方が存在しない照射角度φS によって特徴付けられ
る単一の光線と共に同じ重みが割り当てられるよう、重
み付けすることである。外側の光線はこのように、中央
における光線に割り当てられる重みよりも小さな重みで
考慮に入れられるため、この再構成は180°(図5の
(A))の再構成角度範囲による再構成と同等である。
中、及びサブボリュームV1 及びV2の中に配置される
全てのボクセルに対して吸収が決定された後に終了す
る。フェルドカンプアルゴリズムを使用する代わりに、
サブボリュームV1 の中のボクセルの吸収の再構成のた
めに異なる再構成アルゴリズムが使用されうる。同様
に、サブボリュームV2 の中の吸収分布は、360°よ
りも小さい照射角度範囲からの再構成を可能とする他の
再構成アルゴリズムによって再構成されうる。
ュームV1 +V2 によって画成され、再構成分布が再構
成されうるスライスは、吸収分布がフェルドカンプアル
ゴリズムのみを使用して再構成されうるスライスV0 よ
りもかなり幅広い。検査ゾーン13よりも小さな直径の
FOVが選択されると、スライスV1 +V2 は更に厚く
なりうる。これは、照射角度範囲Δφ=180°の検査
ゾーンの中の全ての点が回転軸14に対して回転対称な
凸面F上に配置されることが示されうるためである。図
2の(A)に点線で示されるかかる面Fは、円錐の頂点
に接する。面の中の各スライスだけでなく、面Fによっ
て囲まれる体積もまた、完全に再構成されうる。面Fと
サブボリュームV1 によって画成される円錐との間のボ
クセルはサブボリュームV2 に割り当てられ、円錐の内
側のボクセルはサブボリュームV 1 に割り当てられる。
画成される全体の体積が多くの適用に適していないこと
が生じうる。その場合、検査ゾーンは回転軸の方向に互
いにずれた2つの円に沿って走査されうる。これは図6
に示され、参照番号Sa 及びS’a は1つの円の上の2
つの180°ずれた放射線源位置であり、参照番号S b
及びS’b は他の円上の2つの180°ずれた放射線源
位置である。明瞭性のため、検出器ユニットは図示しな
いが、結果としてのサブボリュームV1 及びV 2 は図示
される。サブボリュームV1 及びV2 のための再構成は
再び図3を参照して説明されたように行われる。
よって境界付けられた平坦なスライス状のサブボリュー
ムV3 (図2の(A))が配置される。少なくともサブ
ボリュームの中の検査ゾーンの外側縁に配置されるボク
セルは180°以下の照射角度範囲を有する。サブボリ
ュームV2 又はV1 の割り当ては再び照射角度範囲Δφ
に依存して行われる。しかしながら、サブボリュームV
3 への割り当ては位置、即ちボクセルのz座標に依存し
て行われる。
成はART方法によって効果的に行われる。ART方法
は、再構成されるべきボクセルにまず適当な吸収値が割
り当てられ、その後、同じ光線上に配置されるボクセル
の吸収値が累積され、当該の光線のために捕捉された測
定値と比較される反復方法である。差は、この光線上に
配置されるボクセル間に適当に分布される。吸収分布が
再構成されるべき体積の全てのボクセルの中で補正され
ると、捕捉された測定データとの上述の比較が繰り返さ
れる。ART方法は、照射角度範囲Δφ<180°を有
するボクセルの中でも吸収の近似法的な再構成を可能と
する。
法だけでなく、z方向の変位によって検査ゾーンと放射
線源又は検出器との間に螺旋状の相対運動が生ずるCT
方法のためにも使用されうる。螺旋状走査運動の場合、
原理的には、回転及び変位運動が放射線源S及び検出器
ユニット16によって行われるか、検査ゾーン(又はそ
の中に存在する対象)によって行われるかは重要ではな
く、相対運動のみが重要である。従って、図7では、放
射線源S(及びガントリー1を通じて放射線源Sに接続
され図7に図示されない検出器ユニット16)は、螺旋
路17に沿って上方に移動し、一方検査ゾーン13及び
その中に存在する対象(図7に図示せず)は静止してい
ると仮定される。
96.4号に記載される種類の方法によれば、検出器ユ
ニットの寸法、放射線源4によって発せられる放射線ビ
ーム、輸送速度及び回転速度は、検出器ユニットが螺旋
17のターンH0 及びH3 と一致する光線を正確に検出
するよう相互に適用される。2つの螺旋ターンH1 及び
H2 もまたその間に存在するため、これらは2つの隣接
する螺旋ターンの間の距離の3倍(一般的に(2N+
1)倍)だけ相互に離間して配置される。
放射線ビームに入り、走査演算の終了の前にこのビーム
を出る全てのボクセルは、正確に3π(概して(2N+
1)π)の角度で放射線源によって照射されており、従
って非常に高い画質で簡単な再構成を可能とすることを
示す。上述のことは、走査運動の開始において放射線ビ
ーム4の中に既に存在するボクセル、及び、まだその中
にあり走査運動の終了を待つボクセルに対して成り立た
ない。照射角度範囲は、これらのボクセルに対して小さ
いため、これらのボクセルは引用文献に記載される方法
では再構成されえない。
相対運動の開始及び終端において放射線ビームの外側に
配置されていた全てのボクセルを、引用された文献に開
示される再構成アルゴリズムに従って再構成された吸収
分布を有する第1のサブボリュームに割り当てることに
よって再び実行されうる。照射の開始においてビーム路
の中に配置されるボクセルの一部、即ちターンH1 とH
3 との間に放射線源によって投影されるボクセルは、1
80°よりも大きい角度範囲から照射される。すると再
構成は、この部分の中のボクセルを第2のサブボリュー
ムに割り当てること、及びその中の吸収分布をPCT/
SE98/000029号に記載される方法によって再
構成することによって再構成されえ、このとき正確に1
80°の角度範囲のための光線のみが再構成に使用され
うる。
H1 の間のゾーン上に投影されるボクセルは、2πより
も大きい(しかし3πより小さい)の範囲から照射され
る。これらのボクセルは、その中の各ボクセルに対して
360°の走査角度範囲からの光線が使用されることで
再構成される吸収分布を有する第3のサブボリュームに
対して割り当てられ得る。
置を示す図である。
サブボリュームのサイドの個々のボクセルを示す図であ
る。
である。
的状態を示す図である。
様々な放射線方向に割り当てられた重み係数を示す図で
ある。
ーンの走査の場合の幾何学状態を示す図である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 検査ゾーン又はその中にある対象を横切
る円錐状放射線ビームを発生する段階と、 該放射線ビームと該検査ゾーン又はその中にある対象と
の間の回転軸の回りの回転を含む相対運動を発生する段
階と、 該相対運動に亘って、検査ゾーンの他の側の放射線ビー
ムの中の強度に依存する測定データを捕捉する段階と、 検出器ユニットによって捕捉された測定データから検査
ゾーンの中の吸収の空間分布を再構成する段階とを含む
コンピュータ断層撮影方法であって、 吸収の空間分布の再構成のために、 (a)該放射線ビームによって横切られる全体の体積の
中で少なくとも1つの第1のサブボリューム及び少なく
とも1つの第2のサブボリュームを画成する段階と、 (b)第1の再構成アルゴリズムによって第1のサブボ
リュームの中の吸収の空間分布を再構成する段階と、 (c)第1の再構成アルゴリズムから逸脱する第2の再
構成アルゴリズムによって第2のサブボリュームの中の
吸収の空間分布を再構成する段階とを含むことを特徴と
するコンピュータ断層撮影方法。 - 【請求項2】 上記相対運動は回転軸の回りに円形を形
成し、 (a)360°の照射角度範囲のボクセルを第1のサブ
ボリュームに割り当てる段階と、 (b)少なくとも180°であるが360°よりも少な
い照射角度範囲のボクセルを第2のサブボリュームに割
り当てる段階と、 (c)第1のサブボリュームの中のボクセルの吸収を3
60°の再構成角度で再構成する段階と、 (d)第2のサブボリュームの中のボクセルの吸収を1
80°の再構成角度範囲に従って再構成する段階とを含
むことを特徴とする、請求項1記載のコンピュータ断層
撮影方法。 - 【請求項3】 (a)第2のサブボリュームの中の各ボ
クセルに対して再構成角度範囲の180°ずれた縁の光
線を画成する段階と、 (b)このように画成された再構成角度範囲の外側の当
該のボクセルを通って延びる光線による寄与を無視する
段階とを含むことを特徴とする、請求項2記載のコンピ
ュータ断層撮影方法。 - 【請求項4】 (a)全体の重みが単一の光線の重みに
等しいよう180°ずれた方向で第2のサブボリューム
の中のボクセルを通って延びる光線対による寄与を重み
付けする段階と、 (b)当該のボクセルを通って延びる光線による全ての
できれば重み付けされた寄与を加算する段階と、 (c)第2のサブボリュームの中の全てのボクセルのた
めに上記段階(a)及び(b)を繰り返すことを特徴と
する、請求項2記載のコンピュータ断層撮影方法。 - 【請求項5】 上記検査ゾーンは回転軸の方向にずらさ
れた2つの円に沿って走査され、 (a)回転軸に対して直角に交差する平坦な中間ゾーン
の外側に配置され360°の照射角度範囲を有するボク
セルを第1のサブボリュームに割り当てる段階と、 (b)中間ゾーンの外側に配置され少なくとも180°
であるが360°よりも少ない照射角度範囲を有するボ
クセルを第2のサブボリュームに割り当てる段階と、 (c)中間ゾーンの中のボクセルを第3のサブボリュー
ムに割り当てる段階と、 (d)第3のサブボリュームの中のボクセルをART方
法によって再構成する段階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方法。 - 【請求項6】 螺旋の形状の相対運動は、回転軸の回り
の回転と回転軸に平行な方向の変位とを含み、検査ゾー
ンの中のボクセルに対してちょうど(2N+1)πの照
射角度範囲が存在し、 (a)放射線ビームによって網羅され、螺旋相対運動の
開始及び終端において円錐状放射線ビームの外側に配置
されるボクセルを第1のサブボリュームに割り当てる段
階と、 (b)螺旋相対運動の開始及び終端において円錐状放射
線ビームの内側に配置されるボクセルを第2のサブボリ
ュームに割り当てる段階と、 (c)2つのサブボリュームの中の吸収分布を異なる再
構成アルゴリズムによって再構成する段階とを含むこと
を特徴とする、請求項1記載のコンピュータ断層撮影方
法。 - 【請求項7】 検査ゾーン又はその中にある対象を横切
る円錐状放射線ビームを発するための放射線源と、 放射線源に接続され、検査ゾーンの他の側への放射線ビ
ームの中の強度に依存する測定データの捕捉のために使
用される2次元検出器ユニットと、 一方の側の放射線源及び検出器と他方の側の検査ゾーン
又は対象との間の回転軸の回りの回転を含む相対運動を
実現する駆動装置と、 検出器ユニットによって捕捉される測定データからの検
査ゾーンの中の吸収の空間分布の再構成のための再構成
ユニットとを含む、請求項1記載の方法を実施するため
のコンピュータ断層撮影装置であって、 吸収の空間分布の再構成のために、 (a)該放射線ビームによって横切られる全体の体積の
中で少なくとも1つの第1のサブボリューム及び少なく
とも1つの第2のサブボリュームを画成する段階と、 (b)第1の再構成アルゴリズムによって第1のサブボ
リュームの中の吸収の空間分布を再構成する段階と、 (c)第1の再構成アルゴリズムから逸脱する第2の再
構成アルゴリズムによって第2のサブボリュームの中の
吸収の空間分布を再構成する段階とを実行することを特
徴とするコンピュータ断層撮影装置。
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