JP2000506765A - 円及び線の走査経路によるctコーン・ビーム画像再構成 - Google Patents

円及び線の走査経路によるctコーン・ビーム画像再構成

Info

Publication number
JP2000506765A
JP2000506765A JP10503429A JP50342998A JP2000506765A JP 2000506765 A JP2000506765 A JP 2000506765A JP 10503429 A JP10503429 A JP 10503429A JP 50342998 A JP50342998 A JP 50342998A JP 2000506765 A JP2000506765 A JP 2000506765A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
circular
linear
cone beam
subset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10503429A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3881698B2 (ja
Inventor
フー,フイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2000506765A publication Critical patent/JP2000506765A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3881698B2 publication Critical patent/JP3881698B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/02Investigating 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 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating 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 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046Investigating 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 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40Imaging
    • G01N2223/419Imaging computed tomograph
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2211/00Image generation
    • G06T2211/40Computed tomography
    • G06T2211/421Filtered back projection [FBP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S378/00X-ray or gamma ray systems or devices
    • Y10S378/901Computer tomography program or processor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 コーン・ビーム放射の線源(12)及び検出器配列(16)が物体(10)に関して移動するように装着されて、再構成された物体(10)の画像を形成するCTコーン・ビーム・イメージング・システムが提供される。コーン・ビーム線源(12)と物体(10)との間には、円形成分(26)と線形成分(34)とを含んでいる走査経路に沿って相対的な移動が確立されている。線源(12)は、このような移動の間に物体(10)を照射するように動作して、検出器(16)にコーン・ビーム・データを投影する。投影されたデータは、走査経路の線形成分及び円形成分にそれぞれ対応している線形データ・セット及び円形データ・セットを含んでいる。処理に対する要件を大幅に最小化するために、線形データ・セットからデータ要素のサブセットが選択される。選択されたデータ要素の各々は、ラドン空間内の仮想的な球(18)の内部に含まれているが円形経路の寸法及びコーン・ビームの寸法によって画定されるラドン・シェル(32)によって交差されていないような空間領域(18a)を画定している空間パラメータの特定のセットに関連している。画像再構成データの第1のセット及び第2のセットが、線形データのサブセット及び円形データからそれぞれ発生され、これら第1のセットと第2のセットとを組み合わせて、物体の画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 円及び線の走査経路による CTコーン・ビーム画像再構成 発明の背景 ここに開示されると共に請求される発明は一般的には、計算機式断層写真法( CT)のコーン・ビーム画像再構成において精度及び効率を大幅に向上させる方 法及び装置に関する。より具体的には、本発明は、データを収集するためにコー ン・ビームが円及び線の軌跡に沿って走査するような上述の方法及び装置に関す る。 コーン・ビーム・イメージングは、物体のCT画像、特に3次元CT画像を構 成する際の重要な手法として発展してきた。このような手法によれば、コーン・ ビームX線源は、所定の軌道又は軌跡を通過横断(traverse)しながら物体を照 射して、コーン・ビームX線データの形態で検出器素子の配列に物体の画像を投 影する。検出器素子は、投影されたコーン・ビーム・データを収集し又は受信し 、次いでこのデータが処理されて画像が形成される。 コーン・ビーム・イメージングにおいて、走査経路の形状は、考慮すべき本質 的な事項である。単純化及び対称性の見地から、単一の平面内に位置している円 軌道を含んでいる軌跡に沿って走査することが望ましい。しかしながら、このよ うな軌道は、正確な画像再構成を行うのに不十分な コーン・ビーム・データを形成するらしいことが周知である。このことは例えば 、IEEE Trans.Med.Image誌、第MI−4巻、第14頁〜第28頁(1985年 )のSmithによる「コーン・ビーム投影からの画像再構成:必要十分条件及び再 構成方法」(Image Reconstruction from Cone-Beam Projections:Necessary and Sufficient Conditions and Reconstruction Methods)と題された論文に記載 されている。この論文は又、コーン・ビーム・データ充足規準についても記載し ている。 Smithの充足規準が満たされることを保証する様々な走査形状が開発されてき た。このような形状の1つでは、走査経路は、円軌道と、円軌道の平面に直交し ている線形経路とを組み合わせて含んでいる。このような組み合わせによる走査 経路は、従来のCTガントリ構成によって容易に実現することができるので、実 用上多大な関心を呼ぶ。組み合わせられた円及び線の経路に沿って走査すること により収集されたコーン・ビーム・データを処理すると共にそのデータから画像 を構成する際に用いられる様々なアルゴリズムが現状で入手可能である。しかし ながら、このようなアルゴリズムの1つは、シフト・バリアント型の(shift−v ariant)フィルタ処理逆投影の形態を有しており、実用上、実現が比較的困難で ある。上述のようなアルゴリズムのその他のものは、アーティファクトを含むこ とが判明しており、十分に正確又は厳密であるとは言えない。更に他のアルゴリ ズムは、過度のデータ処理工程を要求するので、画 像の再構成が非効率的になる。 発明の要約 コーン・ビーム放射の線源が平面検出器配列と共に、物体に関して選択的に移動 するように装着されているCTイメージング・システム又は他の構成において、 収集された投影データから物体の画像を再構成する方法が提供される。この方法 は、円軌道及び線形経路を含んでいる走査経路に沿って、物体に対して相対的に コーン・ビーム線源を移動させる工程を含んでいる。このような移動の間に、コ ーン・ビーム線源は物体を照射して、検出器平面にコーン・ビーム・データを投 影する。投影されたデータは、線形データ・セットと、円形データ・セットとを 含んでおり、これらのデータ・セットは、走査経路の線形成分及び円形成分にそ れぞれ対応している。この方法は更に、線形のデータ・セットからデータ要素の サブセットを選択する工程を含んでいる。選択されたデータ要素の各々は、空間 パラメータの特定のセットに関連している。選択されたサブセット内の各々のデ ータ要素に対してラドン変換を適用して、画像再構成データの第1のセットを形 成する。画像再構成データの第2のセットが円形データ・セットから発生され、 画像再構成データの第1のセットと第2のセットとを組み合わせて、物体の画像 を形成する。 好ましい実施例では、上述の特定の空間パラメータは、物体を包囲する仮想的 な球の内部に含まれており且つ円形経路の寸法及びコーン・ビームの寸法によっ て画定される どのラドン・シェルによっても交差されていないような空間領域を画定している 。好ましくは又、画像再構成データの第1のセット及び第2のセットは、コーン ・ビーム・データをフィルタ処理すると共に逆投影する工程を含んでいる処理に よって発生される。 発明の目的 本発明の目的は、コーン・ビーム線源によって物体を照射することによりイメ ージング・データが収集される場合に、物体の画像を形成する際の精度及び効率 を向上させることにある。 もう1つの目的は、円及び線の走査経路の線形部分のときに収集され、ラドン 変換又は他の処理をなされなければならないようなデータの量を選択的に減少さ せることにより、コーン・ビーム画像再構成における効率を向上させる方法及び 装置を提供することにある。 本発明のこれらの目的及びその他の目的は、以下の記載及び図面からより容易 に明らかになろう。 図面の簡単な説明 図1は、CTコーン・ビーム・イメージング・システムの主要な要素、並びに関 連する円及び線の走査経路を示す概略図である。 図2は、ラドン空間の図であり、イメージングされるべき物体を包囲している 球空間の内部の空間領域であって、図1に示す走査経路の円形部分及び線形部分 にわたってそれぞれ収集されたコーン・ビーム投影データによって支持 されている空間領域を示す図である。 図3は、本発明の実施例を実現するのに用いられる従来のCTイメージング・ システムをより詳細に示す遠近図である。 図4は、コーン・ビーム・イメージングの構成を、関連する座標系及びこの座 標系に与えられた空間パラメータと共に示す図であり、本発明の実施例をより詳 細に説明するために用いられる図である。 図5は、本発明の実施例を実現するのに用いられるプロセッサを示すブロック 図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図1を参照すると、同図には、半径Rの仮想的な球空間18の内部に含まれて いる物体10の画像を再構成すると共に表示するコーン・ビーム・イメージング ・システムの主要な構成要素が示されている。コーン・ビームX線源12が物体 10を照射するように配置されており、これにより、独立した検出器素子のマト リクス配列(詳細には図示されていない)を含んでいる付設された平面検出器配 列16に、物体10の画像14を表すコーン・ビーム・データを投影している。 コーン・ビーム投影データは、物体に入射すると共に検出器配列16のそれぞれ の検出器素子によって検知されるX線光子の形態を有している。このようにして 、平面検出器16は、アナログ形態のコーン・ビーム投影データを形成する。こ のようなデータは、データ収集システム(DAS)20に結合され、DAS20 は、それ ぞれの検出器素子からアナログ・データをサンプリングすると共に、このデータ を後続処理のためにディジタル形態に変換する。ディジタル化された投影データ は、画像再構成プロセッサ・システム22に結合され、画像再構成プロセッサ・ システム22は、後述するが、本発明に従って投影データを演算処理して、物体 10の画像を再構成する。再構成された画像は、例えば画像表示装置24によっ て目視可能な形態で表示することができる。 図1は更に、物体10を巡るコーン・ビーム線源12の円形の移動の軌道26 を示している。このような軌道は、中央平面28、即ち、球18の中心を通る平 面内に位置している。典型的な構成では、検出器配列16は、線源12と共に移 動するように制約されているので、物体10は、線源12と検出器配列16との 間に配置された状態を維持する。コーン・ビーム投影データは、線源12が円軌 道26を通過横断するのに伴って、線源12の連続的な位置又はビュー角度につ いて検出器配列16によって収集される。Z軸30が、中央平面28と直交する 関係で物体14を通過していると共に、球空間18の中心である点0において中 央平面と交差している。点0、ラドン空間の座標系及び物体空間の座標系の両者 に関する原点として選択されると有用である。 図1は更に、線源12が円軌道26に沿った位置Sに配置されているときのラ ドン・シェル32を示している。当業者には周知のように、ラドン・シェルは、 原点0と線源 の位置Sとの間の距離に等しい直径dを有している球形の殻(シェル)である。 線源12が円軌道26を通過横断するのに伴って、すべてのビュー位置について のラドン・シェル32を集合して、トロイド形状の空間又は体積を画定する又は 記述する。 図2を参照すると、このようなトロイド空間は、球空間18によって包囲され ている空間のうち空間領域18aとは交差しているが、同じ空間のうち空間領域 18bとは交差していないことがわかる。図2は、180度離隔している2つの 異なるビュー位置s1及びs2についてのラドン・シェル32をそれぞれ示すラド ン・シェル32a及び32bの断面を示している。単純化のために、線源12及 び物体10は図2には示していない。 当業界では更によく知られているように、物体10の成分が、ラドン空間内の 球状空間18のうち空間領域18aに関連しているならば、この空間領域18a を、線源12が円軌道26を巡って移動するのに伴って収集されたコーン・ビー ム投影データから正確に再構成することができる。この投影データを以下では円 形投影データと呼ぶ。しかしながら、このような円形投影データは、ラドン空間 内の球空間18のうち空間領域18bに関連している物体10の成分の再構成を 発生することができない。従って、図1に示すような線形軌道経路34に沿って 線源12を更に移動させることにより、追加のコーン・ビーム投影データが収集 される。この投影データを以下では線形投影データと呼 ぶ。線形経路34は、点Tにおいて円軌道26に接しており、円軌道26の平面 及び中央平面28と直交する関係で配向している。更に、線形軌道34は、長さ 2aを有していると共に中央平面28によって2等分されており、ここで、その 半分の長さaは、量2dR/(d2−R21/2よりも大きくなる又はこれと等し くなるように選択されている。線形経路34にこのような長さを与えることによ り、充足条件が満足される。即ち、線形経路34にわたって線源12で走査する ことにより収集される線形投影データを用いて、ラドン空間内の球18のうち空 間領域18bに関連している物体10の成分を再構成することができる。このよ うに、円軌道26と線形経路34とを併せて含んでいる走査経路は、完全且つ十 分な走査経路である。 前述した通り、このような走査経路は、従来のCTシステムによって容易に実 現され得る。図3を参照すると、同図には、ガントリ38と、テーブル40とを 実質的に含んでいる従来のCTシステムが示されている。ガントリ38にはボア (中孔)42が設けられており、テーブル40は、イメージングのために患者4 4を支持している。テーブル40は、基台46と、患者支持部材48とを含んで おり、患者支持部材48は、患者をZ軸に沿って線形的に移動させるように基台 46の上を摺動することが可能である。このように、テーブル40は、ボア42 内に患者を挿入して、ボアの内部に患者の選択された部分50を配置するように 動作することができるので、選択された部分50を貫通す る画像を採取することができる。物体14は、従って、患者の部分50を含むこ とができる。 図3を更に見ると、同図には、ボア42の相対する側に、回転可能なガントリ 38に装着された線源12及び検出器配列16が示されている。従って、円軌道 26は、前述のように、ガントリ38の選択的な回転によって確立され得る。線 形経路34は、線源12及び配列16が静止している状態での患者支持部材48 の線形の移動によって確立され得る。代替的には、線形経路は、Z軸に沿って少 しずつ移動するようにガントリを装着することにより確立することもできる。 本出願と共通の譲受人に譲渡され、1995年3月21日に本発明の発明者で あるHui Huに対して付与された米国特許第5,400,255号は、円軌道のみ にわたって収集されたコーン・ビーム投影データから画像を再構成する手法を開 示している。この特許の教示によれば、画像関数 されていないもう1つの項との和として表現することができた。従って、支持さ れていない方の項は、推定値を含んでいた。しかしながら、ここに開示されてい る本発明によ することができる。このような画像は、イメージングされ た物体の一部が収集されたデータによって支持されていなかったような従来の手 法に従って形成される画像よりも、大幅により正確で且つ厳密なものとなる。 図4を参照すると、同図には、検出器配列16に類似している又はこれと同一 である検出器配列52が示されている。但し、単純化のため、検出器52は、原 点O及びZ軸が検出器52の検出器平面内に位置するように配置されている。検 出器52と関連して図4に表現されている諸関係は、原点O及びZ軸から離隔し ている平面検出器配列16等のような検出器と共に用いる際には、マッピング処 理によって容易に変換され得る。図4は更に、Z軸に対して且つ互いに対して直 交しているx座標軸及びY座標軸を示している。コーン・ビーム線源12も又、 その円及び線の経路に沿った位置S’に配置されているものとして図示されてい る。線形走査については、X線源の位置は、Z軸に沿ったz0によって分類され る。円形走査については、X線源の位置は回転角Φによって同定される。コーン ・ビーム線源12が線形経路34に沿って中央平面28よりも上方又は下方に配 置されているときにのみz0がノン・ゼロの値を有することが容易に明らかとな ろう。 コーン・ビーム線源12は、回転及び並進の両方を行う平面内に位置しており、この平面内の任意の位置は、この平面に関する座標(Y ,Z)によって同定される。このようにして、線源12が線形経路34上の位置 z0から物体10を照射するときには、検出器平面上の位置(Y,Z) を検知する又は測定する。 図4を更に参照すると、同図には、物体10上に配置されている点Pが示され ており(図4には物体10はそれ以外では示されていない)、点Pの位置は、球 座標(ρ,φ,θ)で表されている。ρは、原点OからのPの距離であり、φ及 びθは、それぞれX軸及びZ軸から、線S’Pに垂直 線源12が位置S’から物体10にX線放射を投影するときに、点Pと線源位置 S’とを含んでいる平面Qは、線Lに沿って検出器52の平面と交差する。線L を座標(l,Θ)によって定義すると有用であり、ここで、lは、線Lに垂直で 原点Oと交差する線を含んでいる線Nの長さである。Θは、NとZ軸との間の角 度である。線Lに沿って各 を加算することにより、線積分を決定することができる。これに、以下の関係式 に従って2次元のラドン変換を適用することができる。 ・δ(YsinΘ+ZcosΘ−1)dYdZ] 式1 上述したように、画像の再構成の際に、精度ばかりでなく効率を大幅に向上さ せることが望ましい。このことは、式1のラドン変換を適用しなければならない ような投影データの量を最小化することにより達成される。これにより、計算負 荷及び処理負荷が大幅に軽減され得る。従って、選択関数w(z0,Θ,l)が 以下のように展開される。 2lz0cosΘ+z0 2cos2Θ−d2sin2Θ >0のときに、 w(z0,Θ,l)=1 2lz0cosΘ+z0 2cos2Θ−d2sin2Θ ≦0のときに、 w(z0,Θ,l)=0 式2 選択関数w(z0,Θ,l)は、空間座標位置(z0,Θ,l)が図2に示す領 域18bに位置している場合のみノン・ゼロである。これらの位置のみが、線形 投影データが必要とされる領域である。従って、式2の空間選択関数によって、 データの冗長的な処理が不要になる。このような選択関数を用いて、以下のよう にして、必要とされる座標位置(z0,Θ,l)のみの関数を形成する。 H(z0,Θ,l) =cosΘw(z0,Θ,l) ・[{(d2+l2)/d} ・{∂2Σz0(l,Θ)/∂2l} +(2l/d2){∂Σz0(l,Θ)/∂l}] 式3 ようにしてz0及びΘにわたって積分することにより決定される。 式4は、フィルタ処理逆投影法を定義している。このような処理は、CT画像 再構成の分野の当業者にとっては従来技術に属し、周知である。 線源12がある角度Φによって同定される円軌道26上の位置から物体を照射 するときに、検出器平面上の位置(Y,Z)の所の検出器素子は、投影された円 形データ要 許第5,400,255号及びIEEE MIC誌、第1261号、第1265頁(19 94年)のH.Huによる「円軌道についての新しいコーン・ビーム再構成アルゴ リズム」(A New Cone Beam Reconstruction Algorithm for the Circular Orbi t)と題された論文に開示された手法のような従来の ることができる。 このような手法に従って、関数fc(r)は画像再構成 σΦ(Z)=∫PΦ(Y,Z)dY 式6 plΦ(Z) =(1/2π)(∂∫σΦ(z)/∂z) =∫dZ’h1(Z−Z’)σΦ(Z’) 式7 ここで、 h1(Z)=∫dωjω・exp(j2πωY) 式9 工程で算出することができる。 (Y,Z)に加重ファクタを乗算して、加重された投影PΦ(Y,Z)を得る。 2.式6に示すように、(2次元の)加重された投影PΦ(Y,Z)を列(Y )方向に沿って加算して、(1次元の)列和σΦ(Z)を得る。 3.式7及び式9に示すように、1次元フィルタjωz によって列和σΦ(Z)をフィルタ処理して、フィルタ処理された列和p1Φ( Z)を得る。この工程は又、式7に示すように、列和σΦ(Z)を直接的に微分 することによっても達成され得る。 4.式8に示すように、各々の投影からのフィルタ処理された列和p1Φ(Z )は、位置に依存するファクタによっ 成する。 pt.Soc.Am.誌、第612頁〜第619頁(1984年)のFeldkamp等による「 実用コーン・ビーム・アルゴリズム」(Practical Cone-Beam Algorithms)と題 された論文にも記載されている。 p0Φ(Y,Z) =∫dY’h(Y−Y’)PΦ(Y’,Z) 式12 ここで、 h(Y)=∫dω|ω|・exp(j2πωY) 式14 図5を参照すると、同図には、上の各式に従って画像処理システム22におい て実行されるいくつかの動作が示さ の選択ブロック54に結合される。ブロック54は、式2に従って、選択関数w (Z0,Θ,l)がノン・ゼロであるような空間位置(Z0,Θ,l)に対応して いるデータ要素のみを選択する。選択されたデータ要素は、式1に記述されてい るラドン変換演算を実行する処理ブロック56に入力される。ラドン変換ブロッ ク56の出力は、式4に 影処理ブロック58に入力される。 は、加重処理ブロック60に結合されて、加重されたデー する円形データ処理ブロック62に入力される。関数f1 22によって実行されるいくつかの従来の関数は、本発明を理解するのに必要な わけではないので、図示されていないことを理解されたい。 明らかに、以上の教示に照らすと、本発明の他の多くの改変及び変形が可能で ある。従って、開示された概念の範囲内で、本発明を具体的に記載されたものと 異なる方式で実行してもよいことを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 トに関連している。画像再構成データの第1のセット及 び第2のセットが、線形データのサブセット及び円形デ ータからそれぞれ発生され、これら第1のセットと第2 のセットとを組み合わせて、物体の画像を形成する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. コーン・ビーム放射の線源(12)及び検出器配列(16)が物体(10 )に関して移動するように装着されているイメージング・システムにおいて、前 記物体の画像を再構成する方法であって、 前記コーン・ビーム線源(12)と前記物体(10)との間に、円形(26) 成分と線形(34)成分とを含んでいる走査経路に沿って相対的な移動を確立す る工程と、 このような移動の間に前記物体(10)を照射するように前記コーン・ビーム 線源(12)を動作させて、前記検出器配列(16)にコーン・ビーム・データ を投影する工程であって、投影された該データは、前記走査経路の前記線形(3 4)成分及び円形(26)成分にそれぞれ対応している線形データ・セット及び 円形データ・セットを含んでいる、コーン・ビーム・データを投影する工程と、 前記線形データ・セットからデータ要素のサブセットを選択する工程であって 、選択された該データ要素の各々は、空間パラメータの特定のセットに関連して いる、データ要素のサブセットを選択する工程と、 選択された前記サブセット内の前記データ要素の各々に対してラドン変換を適 用して、画像再構成データの第1のセットを形成する工程と、 画像再構成データの前記第1及び第2のセットを組み合わせて、前記物体の画 像を形成する工程とを備えた物体の画像を再構成する方法。 2. 前記特定の空間パラメータは、ラドン空間内の仮想的な球(18)の内部 に含まれており且つ前記円形経路の寸法及び前記コーン・ビームの寸法により画 定されるラドン・シェル(32)により交差されていないような空間領域(18 a)を画定している請求項1に記載の方法。 3. 画像再構成データの前記第1及び第2のセットは、前記コーン・ビーム・ データをフィルタ処理すると共に逆投影することを含んでいる処理により発生さ れる請求項2に記載の方法。 4. 前記サブセットを選択する工程は、前記線形データ・セットのデータに対 して選択関数を適用することを含んでいる請求項2に記載の方法。 5. 前記線形走査経路成分(34)は、前記円形成分(26)に接しており、 該円形成分の平面に直交していると共に、原点Oにおいて該平面と交差している Z軸に平行であり、 前記検出器配列(16)は、選択された平面を画定しており、前記サブセット 内の前記選択されたデータ要素のうち、前記線形走査経路に沿った位置z0に関 連している所与の1つのデータ要素は、前記検出器平面と、前記所与のデータ要 素に関連している平面との交差により画定される線に沿って位置しており、 前記所与のデータ要素は、空間パラメータz0、l及びΘにより同定され、こ こで、lは、前記交差により画定されている前記線に対する垂線の長さであり、 該垂線は、前 記原点を通過しており、Θは、前記垂線と前記Z軸との間の角度であり、 前記所与の選択されたデータ要素の前記空間パラメータは、関係式2lz0c osΘ+z0 2cos2Θ−d2sin2Θ>0を満足している請求項2に記載の方 法。 6. コーン・ビーム放射の線源(12)と、検出器(16)とを含んでいるイ メージング・システムであって、前記線源と物体との間に、それぞれの線形(3 4)成分と円形(26)成分とを含んでいる走査経路に沿って相対的な移動が確 立されて、前記検出器にコーン・ビーム・データを選択的に投影しており、投影 された該データは、前記線形走査経路成分及び円形走査経路成分にそれぞれ対応 している線形データ・セット及び円形データ・セットを含んでいるイメージング ・システムにおける線形データの選択の方法であって、 前記線形データ要素の各々に対して空間パラメータのセットを割り当てる工程 と、当該所与のデータ要素の空間パラメータが、ラドン空間内の仮想的な球(1 8)の内部に含まれており且つ前記円形経路の寸法及び前記コーン・ビームの寸 法により画定されるラドン・シエル(32)により交差されていないような空間 領域(18a)を画定している場合に、サブセットとして、前記線形データ要素 のうち所与の1つのデータ要素を選択する工程と備えた線形データの選択の方法 。 7. 前記サブセットのそれぞれのデータ要素に対してラ ドン変換を適用して、画像再構成データの第1のセットを発生する請求項6に記 載の方法。 8. 画像再構成データの第2のセットが、前記円形データ要素から形成される と共に、前記第1のセットと組み合わせられて、前記物体の画像を形成する請求 項7に記載の方法。 9. 前記線形走査経路成分は、前記円形成分に接していると共に該円形成分の 平面に直交している請求項8に記載の方法。 10. 物体(10)に関して移動するコーン・ビームX線放射の線源(12) 及び該線源と離隔した関係で装着されている検出器(16)と、 前記線源(12)が前記物体(10)を照射して前記検出器(16)にコーン ・ビーム・データを投影するように、前記コーン・ビーム線源と前記物体との間 に、円形(26)成分と線形(34)成分とを含んでいる走査経路に沿って相対 的な移動を確立する手段(36)であって、投影された前記データは、前記走査 経路の前記線形成分及び円形成分にそれぞれ対応している線形データ・セット及 び円形データ・セットを含んでいる、相対的な移動を確立する手段と、 前記線形データ・セットからデータ要素のサブセットを選択する手段(54) であって、選択された該データ要素の各々は、空間パラメータの特定のセットに 関連している、データ要素のサブセットを選択する手段と、 前記円形データ・セットから画像再構成データの第2の4セットを形成すると 共に、画像再構成データの前記第1及び第2のセットを組み合わせて、前記物体 の画像を形成する手段(60、62、64)とを備えたCTイメージング・シス テム。 11. 前記システムは、選択された前記サブセット内の前記データ要素の各々 に対してラドン変換を適用して、画像再構成データの前記第1のセットを形成す る手段(56)を含んでいる請求項10に記載のシステム。 12. 前記選択する手段は、ラドン空間内の仮想的な球の内部に含まれており 且つ前記円形経路の寸法及び前記コーン・ビームの寸法により画定されるラドン ・シェル(32)により交差されていないような空間領域を画定している空間パ ラメータに関連するデータ要素を連結する手段を含んでいる。
JP50342998A 1996-06-25 1997-06-23 円及び線の走査経路によるctコーン・ビーム画像再構成 Expired - Fee Related JP3881698B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/673,453 US5784481A (en) 1996-06-25 1996-06-25 CT cone beam image reconstruction with circle and line scan path
US08/673,453 1996-06-25
PCT/US1997/010849 WO1997050054A1 (en) 1996-06-25 1997-06-23 Ct cone beam image reconstruction with circle and line scan path

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000506765A true JP2000506765A (ja) 2000-06-06
JP3881698B2 JP3881698B2 (ja) 2007-02-14

Family

ID=24702724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50342998A Expired - Fee Related JP3881698B2 (ja) 1996-06-25 1997-06-23 円及び線の走査経路によるctコーン・ビーム画像再構成

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5784481A (ja)
JP (1) JP3881698B2 (ja)
DE (1) DE19780532T1 (ja)
IL (1) IL123253A (ja)
WO (1) WO1997050054A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139620A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Uni-Hite System Corp 広角コーンビームct装置、画像再構成法及びプログラム
JP2008289936A (ja) * 2001-01-30 2008-12-04 Toshiba Corp X線ct装置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014419A (en) * 1997-11-07 2000-01-11 Hu; Hui CT cone beam scanner with fast and complete data acquistion and accurate and efficient regional reconstruction
US6876779B2 (en) * 2000-01-24 2005-04-05 Sony Côrporation Method and apparatus of reconstructing audio/video/image data from higher moment data
US6898583B1 (en) 2000-01-24 2005-05-24 Sony Corporation Method and apparatus of creating application-specific, non-uniform wavelet transforms
US6976012B1 (en) * 2000-01-24 2005-12-13 Sony Corporation Method and apparatus of using a neural network to train a neural network
US6771733B2 (en) * 2001-08-16 2004-08-03 University Of Central Florida Method of reconstructing images for spiral and non-spiral computer tomography
US7305061B2 (en) * 2001-08-16 2007-12-04 Research Foundation Of The University Of Central Florida Efficient image reconstruction algorithm for the circle and arc cone beam computer tomography
US6574299B1 (en) 2001-08-16 2003-06-03 University Of Central Florida Exact filtered back projection (FBP) algorithm for spiral computer tomography
US7280632B2 (en) * 2001-08-16 2007-10-09 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Exact filtered back projection (FBP) algorithm for spiral computer tomography with variable pitch
JP4282302B2 (ja) * 2001-10-25 2009-06-17 株式会社東芝 X線ct装置
DE10245116A1 (de) * 2002-09-27 2004-04-08 Siemens Ag Verfahren zur Erzeugung eines Bildes mittels eines tomographiefähigen Röntgengeräts mit mehrzeiligem Röntgendetektorarray
US7889835B2 (en) * 2003-08-07 2011-02-15 Morpho Detection, Inc. System and method for detecting an object by dynamically adjusting computational load
US7492855B2 (en) 2003-08-07 2009-02-17 General Electric Company System and method for detecting an object
FR2861283B1 (fr) * 2003-10-22 2006-01-21 Diagnostic Medical Systems Dms Procede pour la determination d'au moins une caracteristique geometrique d'une partie reperable sous rayonnement x, situee dans une zone d'examen d'un patient
US7609807B2 (en) * 2004-02-17 2009-10-27 General Electric Company CT-Guided system and method for analyzing regions of interest for contraband detection
US7031430B2 (en) * 2004-04-06 2006-04-18 General Electric Company System and method for detecting objects with differential operators
US7356174B2 (en) * 2004-05-07 2008-04-08 General Electric Company Contraband detection system and method using variance data
EP1988826A4 (en) * 2006-02-27 2010-05-19 Univ Rochester METHOD AND DEVICE FOR COMPUTERIZED TOMOGRAPHY DYNAMIC IMAGING WITH CONICAL BEAM
JP4322894B2 (ja) * 2006-06-20 2009-09-02 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X線ct装置
JP5161888B2 (ja) * 2006-11-24 2013-03-13 株式会社東芝 円状及び直線状軌道を用いた医用撮像における断層撮影法の再構成のための方法及びシステム
JP2008237886A (ja) * 2007-02-28 2008-10-09 Toshiba Corp X線ct装置及びその制御方法
EP2170932A4 (en) * 2007-06-20 2012-10-10 Phylogica Ltd COMPOSITIONS AND APPLICATIONS THEREOF IN THE TREATMENT OF ACUTE ATOMIC SYNDROME (ARDS) AND ASSOCIATED CLINICAL ILLNESSES
US7848479B1 (en) 2007-06-29 2010-12-07 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Image reconstruction for a general circle-plus trajectory
US8023767B1 (en) 2008-03-10 2011-09-20 University Of Rochester Method and apparatus for 3D metal and high-density artifact correction for cone-beam and fan-beam CT imaging
JP4665019B2 (ja) * 2008-08-18 2011-04-06 株式会社東芝 X線コンピュータ断層撮影装置
JP5340748B2 (ja) * 2009-01-05 2013-11-13 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X線ct装置
US9364191B2 (en) 2013-02-11 2016-06-14 University Of Rochester Method and apparatus of spectral differential phase-contrast cone-beam CT and hybrid cone-beam CT
CN117838169B (zh) * 2024-03-08 2024-05-24 江苏一影医疗设备有限公司 一种基于站立位cbct的成像方法、系统和设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404293A (en) * 1991-06-11 1995-04-04 The University Of Utah Cone beam reconstruction using helical data collection paths
US5170439A (en) * 1991-06-11 1992-12-08 Picker International, Inc. Cone beam reconstruction using combined circle and line orbits
US5400255A (en) * 1994-02-14 1995-03-21 General Electric Company Reconstruction of images from cone beam data

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008289936A (ja) * 2001-01-30 2008-12-04 Toshiba Corp X線ct装置
JP2011172967A (ja) * 2001-01-30 2011-09-08 Toshiba Corp X線ct装置
JP2012254358A (ja) * 2001-01-30 2012-12-27 Toshiba Corp X線ct装置
JP2007139620A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Uni-Hite System Corp 広角コーンビームct装置、画像再構成法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
IL123253A0 (en) 1998-09-24
JP3881698B2 (ja) 2007-02-14
DE19780532T1 (de) 1999-01-28
IL123253A (en) 2001-12-23
WO1997050054A1 (en) 1997-12-31
US5784481A (en) 1998-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000506765A (ja) 円及び線の走査経路によるctコーン・ビーム画像再構成
US6014419A (en) CT cone beam scanner with fast and complete data acquistion and accurate and efficient regional reconstruction
JP4550426B2 (ja) 高速発散ビーム断層撮影のための方法及び装置
JP4714316B2 (ja) イメージ再構成
JP3547455B2 (ja) 転頭運動をするスライスのct画像の再構成
US6256365B1 (en) Apparatus and method for reconstruction of images in a computed tomography system using oblique slices
US6256366B1 (en) Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a computed tomography system using sementation of slices
US6990167B2 (en) Image reconstruction method for divergent beam scanner
Taguchi Temporal resolution and the evaluation of candidate algorithms for four‐dimensional CT
US5073910A (en) Square wave cone beam scanning trajectory for data completeness in three-dimensional computerized tomography
US20040179643A1 (en) Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a divergent scanning computed tomography system
EP0525954A2 (en) Imaging methods and apparatus
US6201849B1 (en) Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a helical scanning cone-beam computed tomography system
US6269141B1 (en) Computer tomography apparatus with a conical radiation beam and a helical scanning trajectory
US5396528A (en) Tomographic image reconstruction using cross-plane rays
JP2001510384A (ja) ヘリカルスキャンctを使用した立体画像の再構成
JPH0910202A (ja) 診断撮像方法と装置およびヘリカル部分コーンビームデータからの画像再構成
WO1995022115A1 (en) Reconstruction of images from cone beam data
JP4212118B2 (ja) 円及び線のコーン・ビーム断層写真法システムを用いた縦方向に無限界の物体の正確な領域再構成
JP3585835B2 (ja) コンピュータ・トモグラフィの走査ターゲットの検出
EP0265334A2 (en) Process and system for constructing three-dimensional images
EP0991021A2 (en) Image reconstruction for cone beam data
JP3887448B2 (ja) スパイラル動作におけるマルチライン検出器コンピュータ断層撮影装置に対する画像再構成方法
JP2001212130A (ja) マルチ・スライスの単一回フィルタ処理及び螺旋加重方法と、該方法を用いた装置
JP3980696B2 (ja) 画像再構成処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060516

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101117

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131117

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees