JP2001212133A - 合成断層像発生方法 - Google Patents
合成断層像発生方法Info
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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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）装置を用
いて、層の平面に対して直角に延びているシステム軸線
上に走査中は固定の異なった位置を有する検査対象物の
層の走査により取得された多数の減弱値から、合成断層
像を発生するための方法において、合成断層像の発生
を、計算時間が何倍にもなるという欠点なしに可能にす
る。 【解決手段】 個々の層の走査の際に取得された減弱値
が重畳されて合成減弱値を形成し、この合成減弱値から
合成断層像が再構成される。
いて、層の平面に対して直角に延びているシステム軸線
上に走査中は固定の異なった位置を有する検査対象物の
層の走査により取得された多数の減弱値から、合成断層
像を発生するための方法において、合成断層像の発生
を、計算時間が何倍にもなるという欠点なしに可能にす
る。 【解決手段】 個々の層の走査の際に取得された減弱値
が重畳されて合成減弱値を形成し、この合成減弱値から
合成断層像が再構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータトモ
グラフィ（ＣＴ）装置を用いて、層の平面に対して直角
に延びているシステム軸線上に走査中は固定の異なった
位置を有する検査対象物の層（いわゆるトランスバーサ
ル層）の走査により撮影された多数の断層像から、合成
断層像を発生するための方法に関する。
グラフィ（ＣＴ）装置を用いて、層の平面に対して直角
に延びているシステム軸線上に走査中は固定の異なった
位置を有する検査対象物の層（いわゆるトランスバーサ
ル層）の走査により撮影された多数の断層像から、合成
断層像を発生するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】列（シーケンス）の断層像の取得はコン
ピュータトモグラフィで大きな意義を有する標準技術で
ある。シーケンスの個々の断層像の間に測定ユニットに
対して相対的に検査対象物の送りが行われるので、個々
の断層像は種々のｚ位置に対応付けられており、その際
にｚ座標は断層像のなかに撮像される検査対象物の層
の、層平面と直交するｚ方向に関する相対的な位置を示
す。
ピュータトモグラフィで大きな意義を有する標準技術で
ある。シーケンスの個々の断層像の間に測定ユニットに
対して相対的に検査対象物の送りが行われるので、個々
の断層像は種々のｚ位置に対応付けられており、その際
にｚ座標は断層像のなかに撮像される検査対象物の層
の、層平面と直交するｚ方向に関する相対的な位置を示
す。
【０００３】別の対策なしでは、取得された断層像に対
応付けられているｚ位置と異なるｚ位置に対する断層像
を得ることは可能でない。また、その都度の断層像に属
する有効な層厚み（すなわち断層像に属する層感度プロ
フィルの半値幅）を、絞りにより設定されたコリメート
された層厚み（すなわち断層像の取得のために使用され
たＸ線束のｚ方向の広がり）とは異なるように選ぶこと
も可能でない。
応付けられているｚ位置と異なるｚ位置に対する断層像
を得ることは可能でない。また、その都度の断層像に属
する有効な層厚み（すなわち断層像に属する層感度プロ
フィルの半値幅）を、絞りにより設定されたコリメート
された層厚み（すなわち断層像の取得のために使用され
たＸ線束のｚ方向の広がり）とは異なるように選ぶこと
も可能でない。
【０００４】すなわち、冒頭に記載されている種類の方
法においては、断層像が、有効な層厚みまたは個々の断
層像のｚ位置への影響が考慮に入れられることなしに、
簡単に走査の際に発生された測定データから計算される
ことは明らかである。このことは実際上、下記の理由か
ら不利である。−対象物（たとえば臓器またはそれらの
部分）がその都度の断層像のなかに撮像すべき検査対象
物の層のなかに部分的にしか突き出ていない場合、いわ
ゆる部分ボリュウムアーティファクトが生ずる。それは
その都度の対象物または対象物部分およびその周囲を特
徴付ける測定データの変化に現れ、その際に対象物また
は対象物部分自体の輪郭も変えられる。部分ボリュウム
アーティファクトは、コリメータされた層厚みが大きい
ほど、しばしば生ずる。コリメータされる層厚みの減少
は確かに部分ボリュウムアーティファクトの生起を減ず
るが、同時にノイズ振幅を高める。−相い異なる有効な
層厚みを有する検査対象物の診断上重要な範囲が撮像さ
れなければならないとすると、相い異なる有効な層厚み
を有する多数のシーケンスが取得されなければならず、
このことは検査対象物にとっては望ましくない高い放射
被曝を意味する。−シーケンスの途中で得られた測定デ
ータは、シーケンスの最中に実際に断層像が取得された
ｚ位置に対してのみ断層像の再構成を可能にする。断層
像が異なるｚ位置から有益に持続することが後で判明す
ると、これらの断層像が追加的に取得されなければなら
ず、このことは同じく検査対象物にとっては追加的な放
射被曝を意味する。
法においては、断層像が、有効な層厚みまたは個々の断
層像のｚ位置への影響が考慮に入れられることなしに、
簡単に走査の際に発生された測定データから計算される
ことは明らかである。このことは実際上、下記の理由か
ら不利である。−対象物（たとえば臓器またはそれらの
部分）がその都度の断層像のなかに撮像すべき検査対象
物の層のなかに部分的にしか突き出ていない場合、いわ
ゆる部分ボリュウムアーティファクトが生ずる。それは
その都度の対象物または対象物部分およびその周囲を特
徴付ける測定データの変化に現れ、その際に対象物また
は対象物部分自体の輪郭も変えられる。部分ボリュウム
アーティファクトは、コリメータされた層厚みが大きい
ほど、しばしば生ずる。コリメータされる層厚みの減少
は確かに部分ボリュウムアーティファクトの生起を減ず
るが、同時にノイズ振幅を高める。−相い異なる有効な
層厚みを有する検査対象物の診断上重要な範囲が撮像さ
れなければならないとすると、相い異なる有効な層厚み
を有する多数のシーケンスが取得されなければならず、
このことは検査対象物にとっては望ましくない高い放射
被曝を意味する。−シーケンスの途中で得られた測定デ
ータは、シーケンスの最中に実際に断層像が取得された
ｚ位置に対してのみ断層像の再構成を可能にする。断層
像が異なるｚ位置から有益に持続することが後で判明す
ると、これらの断層像が追加的に取得されなければなら
ず、このことは同じく検査対象物にとっては追加的な放
射被曝を意味する。
【０００５】これらの欠点を少なくともある程度まで除
去するために、たとえばコリメートされた層厚みｄを有
するｎの次々と接する断層像から有効な層厚みｎｄを有
する断層像が計算されることによって、シーケンスの多
数の断層像から平均値形成により合成断層像を得ること
は知られている。しかしながらこのような合成断層像を
計算するためには、ｎ個の個々の断層像に対する再構成
時間が必要とされる。なぜならば、これらが平均値形成
の前に得られていなければならないからである。計算時
間がこのように何倍にもなることは上述の方式にとって
は結局禁止される。
去するために、たとえばコリメートされた層厚みｄを有
するｎの次々と接する断層像から有効な層厚みｎｄを有
する断層像が計算されることによって、シーケンスの多
数の断層像から平均値形成により合成断層像を得ること
は知られている。しかしながらこのような合成断層像を
計算するためには、ｎ個の個々の断層像に対する再構成
時間が必要とされる。なぜならば、これらが平均値形成
の前に得られていなければならないからである。計算時
間がこのように何倍にもなることは上述の方式にとって
は結局禁止される。
【０００６】ドイツ特許出願公開第 196 25 863 号明細
書およびCrawford,C.R.;King,K.F：Computed tomograph
y scanning with simultaneous patient translation、
Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．１７（６）、１９９０年１１／１２
月、第９６７〜９８２頁から、像再構成の途中でらせん
走査の際に、システム軸線上の特定の位置を有する層に
属するデータをいわゆるらせん内挿により求めることは
知られており、その際に個々の投影角度に対して、その
都度の投影角度を有するが、層の位置から異なるシステ
ム軸線上の位置を有するデータの間が内挿されることに
よって、再構成すべき層に属するデータが得られる。
書およびCrawford,C.R.;King,K.F：Computed tomograph
y scanning with simultaneous patient translation、
Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．１７（６）、１９９０年１１／１２
月、第９６７〜９８２頁から、像再構成の途中でらせん
走査の際に、システム軸線上の特定の位置を有する層に
属するデータをいわゆるらせん内挿により求めることは
知られており、その際に個々の投影角度に対して、その
都度の投影角度を有するが、層の位置から異なるシステ
ム軸線上の位置を有するデータの間が内挿されることに
よって、再構成すべき層に属するデータが得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、合成
断層像の発生を、計算時間が何倍にもなるという欠点な
しに、可能にする冒頭に記載されている種類の方法を提
供することである。
断層像の発生を、計算時間が何倍にもなるという欠点な
しに、可能にする冒頭に記載されている種類の方法を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１の特徴を有する方法により解決される。
その際にシステム軸線は層の平面に対して直角に延びて
いることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。
れば、請求項１の特徴を有する方法により解決される。
その際にシステム軸線は層の平面に対して直角に延びて
いることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。
【０００９】本発明にとって重要なことは、断層像の重
畳が行われずに、合成断層像の発生が重畳すべき断層像
に属する減弱値を重畳させて合成減弱値を形成すること
に基づいて行われ、その合成減弱値に基づいて合成断層
像が再構成されることである。
畳が行われずに、合成断層像の発生が重畳すべき断層像
に属する減弱値を重畳させて合成減弱値を形成すること
に基づいて行われ、その合成減弱値に基づいて合成断層
像が再構成されることである。
【００１０】それによって、合成断層像を発生するため
に必要な計算時間が単一の断層像の再構成のために必要
な時間よりも著しく大きくないことは明らかである。な
ぜならば、合成減弱値を求めるために必要な時間は断層
像を再構成するために必要な時間に比較して小さいから
である。
に必要な計算時間が単一の断層像の再構成のために必要
な時間よりも著しく大きくないことは明らかである。な
ぜならば、合成減弱値を求めるために必要な時間は断層
像を再構成するために必要な時間に比較して小さいから
である。
【００１１】本発明による方法では、パラメータＮ
s（重畳に組み入れられる層の数）、ｇ（ｚ）（その都
度の層が重畳の結果に寄与する重み）およびΔｚ（重畳
に組み入れられる２つの相い異なる続く層の間の間隔）
の少なくとも１つの変化により合成断層像のノイズ振幅
にも合成断層像の有効な層厚みにも影響を与えることが
可能である利点が得られる。
s（重畳に組み入れられる層の数）、ｇ（ｚ）（その都
度の層が重畳の結果に寄与する重み）およびΔｚ（重畳
に組み入れられる２つの相い異なる続く層の間の間隔）
の少なくとも１つの変化により合成断層像のノイズ振幅
にも合成断層像の有効な層厚みにも影響を与えることが
可能である利点が得られる。
【００１２】さらに部分ボリュウムアーティファクトの
強さを減ずることも可能である。
強さを減ずることも可能である。
【００１３】ＣＴ装置のなかの患者の放射線被曝および
滞留時間は、シーケンスの取得における従来の方式では
可能でない下記の応用の際に減ぜられる。−回答のため
に相い異なる大きさの有効な層厚みが必要である質問
（たとえば等しいボリュウムのなかの軟部および骨診
断）の際に、骨診断をコリメートされた層厚みに対して
変更されない減弱値に基づいて再構成される断層像によ
り実行することが可能である。これらはわずかなコリメ
ートされた層厚みのゆえに確かにより高いノイズ振幅を
有するが、質問のゆえにノイズ振幅よりも非常に大きい
ウインドー幅によっても考察される。同一のシーケンス
の途中で得られた減弱値から計算された合成減弱値から
本発明による方法によりたとえばＮs＝５およびΔｚ＝
ｄを有する後で説明される式（３）に従って計算される
合成断層像によって、次いで軟部診断が行われ得る。患
者にとってこの進行の仕方は有利である。なぜならば、
患者がより大きいコリメートされた層厚みにおける第２
回目の走査の放射に曝されず、また患者が第２回目の走
査の時間中にＣＴ装置のなかに滞留しなくてよいからで
ある。−同じ利点が、互いに接するボリュウム範囲のな
かに相い異なる大きさの有効な層厚みが必要であるとき
にも達成される。その場合、互いに接するボリュウム範
囲を含んでいるすべてのボリュウムに対する減弱値の取
得が単一の（わずかな）コリメートされた層厚みを有す
る同じシーケンスの進行中に実行され、また他のコリメ
ートされた層厚みを有する第２回目のシーケンスは完全
に省略される。合成像の再構成の際にその都度のボリュ
ウム範囲に対して適した有効な層厚みが選ばれる。
滞留時間は、シーケンスの取得における従来の方式では
可能でない下記の応用の際に減ぜられる。−回答のため
に相い異なる大きさの有効な層厚みが必要である質問
（たとえば等しいボリュウムのなかの軟部および骨診
断）の際に、骨診断をコリメートされた層厚みに対して
変更されない減弱値に基づいて再構成される断層像によ
り実行することが可能である。これらはわずかなコリメ
ートされた層厚みのゆえに確かにより高いノイズ振幅を
有するが、質問のゆえにノイズ振幅よりも非常に大きい
ウインドー幅によっても考察される。同一のシーケンス
の途中で得られた減弱値から計算された合成減弱値から
本発明による方法によりたとえばＮs＝５およびΔｚ＝
ｄを有する後で説明される式（３）に従って計算される
合成断層像によって、次いで軟部診断が行われ得る。患
者にとってこの進行の仕方は有利である。なぜならば、
患者がより大きいコリメートされた層厚みにおける第２
回目の走査の放射に曝されず、また患者が第２回目の走
査の時間中にＣＴ装置のなかに滞留しなくてよいからで
ある。−同じ利点が、互いに接するボリュウム範囲のな
かに相い異なる大きさの有効な層厚みが必要であるとき
にも達成される。その場合、互いに接するボリュウム範
囲を含んでいるすべてのボリュウムに対する減弱値の取
得が単一の（わずかな）コリメートされた層厚みを有す
る同じシーケンスの進行中に実行され、また他のコリメ
ートされた層厚みを有する第２回目のシーケンスは完全
に省略される。合成像の再構成の際にその都度のボリュ
ウム範囲に対して適した有効な層厚みが選ばれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例が添付の図面に示
されている。
されている。
【００１５】図１には、ＣＴ装置のシステム軸線に対し
て平行な長手軸線の方向に両方向矢印ｚの方向に移動し
得る台板２を有し、台座３に高さ調節可能に取付けられ
ている患者寝台１を有するＣＴ装置が示されている。
て平行な長手軸線の方向に両方向矢印ｚの方向に移動し
得る台板２を有し、台座３に高さ調節可能に取付けられ
ている患者寝台１を有するＣＴ装置が示されている。
【００１６】台板２上に横たわっている検査対象物、た
とえば患者１１（図２参照）は台板２の相応の長手方向
移動により測定ユニット５の測定開口４内に位置決めさ
れる。
とえば患者１１（図２参照）は台板２の相応の長手方向
移動により測定ユニット５の測定開口４内に位置決めさ
れる。
【００１７】図２から明らかなように、測定ユニットは
測定開口４を囲む回転リング６を含んでおり、それに互
いに向かい合ってＸ線源７および検出器システム８が配
置され、検出器システムはこの実施例の場合にはたとえ
ば５１２個の検出器要素の円弧状に湾曲された行により
形成され、各検出器要素にチャネル角度βが対応付けら
れている。
測定開口４を囲む回転リング６を含んでおり、それに互
いに向かい合ってＸ線源７および検出器システム８が配
置され、検出器システムはこの実施例の場合にはたとえ
ば５１２個の検出器要素の円弧状に湾曲された行により
形成され、各検出器要素にチャネル角度βが対応付けら
れている。
【００１８】Ｘ線源７は参照符号１０を付されている焦
点を有し、そこから検出器システム９に当たるファン状
のＸ線束８が出発する。
点を有し、そこから検出器システム９に当たるファン状
のＸ線束８が出発する。
【００１９】コンピュータ１３には、断層像を表示する
ために設けられている表示装置１７が接続されている。
さらにコンピュータ１３には入力装置（図示されている
実施例の場合にはマウス１９）が接続されている。これ
はＣＴ装置を表示装置１７上に表示可能なグラフィック
な操作メニューに基づいて操作することを可能にする。
ために設けられている表示装置１７が接続されている。
さらにコンピュータ１３には入力装置（図示されている
実施例の場合にはマウス１９）が接続されている。これ
はＣＴ装置を表示装置１７上に表示可能なグラフィック
な操作メニューに基づいて操作することを可能にする。
【００２０】回転リング６の回転運動と台板２およびＸ
線源７の長手方向運動とを制御するために制御ユニット
１４が設けられており、この制御ユニットが回転リング
と台板２とに付設された駆動部１５、１６ならびに高電
圧発生器１２を駆動する。
線源７の長手方向運動とを制御するために制御ユニット
１４が設けられており、この制御ユニットが回転リング
と台板２とに付設された駆動部１５、１６ならびに高電
圧発生器１２を駆動する。
【００２１】台板２上に横たわっている患者１１を走査
するために、回転リング６が、測定開口４の中心を通っ
て延び図２の紙面と直交しているシステム軸線ｚを中心
にしてα方向に、しかもＸ線源７の焦点１０がシステム
軸線と直交する平面内に位置している円軌道上を運動す
るように、回転される。その際に高電圧発生器１２から
給電されるＸ線源７から出発するファン状のＸ線束８
が、患者１１の、システム軸線２に対して直角に延びて
いる平らな層を透過する。
するために、回転リング６が、測定開口４の中心を通っ
て延び図２の紙面と直交しているシステム軸線ｚを中心
にしてα方向に、しかもＸ線源７の焦点１０がシステム
軸線と直交する平面内に位置している円軌道上を運動す
るように、回転される。その際に高電圧発生器１２から
給電されるＸ線源７から出発するファン状のＸ線束８
が、患者１１の、システム軸線２に対して直角に延びて
いる平らな層を透過する。
【００２２】予め定められた角度位置（いわゆる投影角
度α）において検出器システム９の検出器要素の投影に
対応する出力信号がコンピュータ１３に供給される。こ
れらの出力信号からコンピュータ１３はＸ線束８により
捕捉された患者１１の層の、個々の検出器要素従ってチ
ャネル角度βに属する減弱値を計算する。
度α）において検出器システム９の検出器要素の投影に
対応する出力信号がコンピュータ１３に供給される。こ
れらの出力信号からコンピュータ１３はＸ線束８により
捕捉された患者１１の層の、個々の検出器要素従ってチ
ャネル角度βに属する減弱値を計算する。
【００２３】台板２はシステム軸線ｚの方向に移動可能
なので、図３のように相続く多くの、好ましくは互いに
接する層Ｅ1〜ＥMが走査され（いわゆるシーケンス走
査）、その際に走査された平らな層に相応する減弱値の
セットがコンピュータ１３に供給されることによって、
患者１１のボリュウムが走査される。これらの減弱値か
らコンピュータ１３がそれ自体は公知の再構成アルゴリ
ズムに基づいて断層像を取得することができ、再構成さ
れた断層像の有効な層厚みは検査対象物の走査の際に設
定されたコリメートされた層厚みに相応し、再構成され
た断層像内に撮像される層のｚ位置は検査対象物の走査
の際に存在している台板２のｚ位置に相応する。
なので、図３のように相続く多くの、好ましくは互いに
接する層Ｅ1〜ＥMが走査され（いわゆるシーケンス走
査）、その際に走査された平らな層に相応する減弱値の
セットがコンピュータ１３に供給されることによって、
患者１１のボリュウムが走査される。これらの減弱値か
らコンピュータ１３がそれ自体は公知の再構成アルゴリ
ズムに基づいて断層像を取得することができ、再構成さ
れた断層像の有効な層厚みは検査対象物の走査の際に設
定されたコリメートされた層厚みに相応し、再構成され
た断層像内に撮像される層のｚ位置は検査対象物の走査
の際に存在している台板２のｚ位置に相応する。
【００２４】こうして最後に、走査された層の減弱値Ｓ
（α，β，ｚj）が得られる。但し β その都度の減弱値のファン角度 α その都度の減弱値の投影角度 ｚj その都度の減弱値に属するシステム軸線上の位置
（ｚ位置）。
（α，β，ｚj）が得られる。但し β その都度の減弱値のファン角度 α その都度の減弱値の投影角度 ｚj その都度の減弱値に属するシステム軸線上の位置
（ｚ位置）。
【００２５】しかし、図１、２によるＣＴ装置が本発明
による方向に従って動作するときには、断層像は冒頭に
説明された欠点を伴う上述の方式で直接的に計算されな
い。
による方向に従って動作するときには、断層像は冒頭に
説明された欠点を伴う上述の方式で直接的に計算されな
い。
【００２６】それどころか本発明による方法に基づくＣ
Ｔ装置の作動は、減弱値Ｓ（α，β，ｚj）から合成さ
れる減弱値ハットＳ（α，β，ｚr）が台位置ｚrに対し
て求められることによって、従来の技術の前記欠点を避
けること、または少なくとも減ずることを可能にする追
加的な自由度を提供する。
Ｔ装置の作動は、減弱値Ｓ（α，β，ｚj）から合成さ
れる減弱値ハットＳ（α，β，ｚr）が台位置ｚrに対し
て求められることによって、従来の技術の前記欠点を避
けること、または少なくとも減ずることを可能にする追
加的な自由度を提供する。
【００２７】相い異なる多くのｚ位置の走査の際にで取
得される個々の断層像の減弱値の重畳の際に追加的なパ
ラメータとして、重畳に組み入れられる層の数Ｎs、重
畳に組み入れられる２つの連続する層の間のｚ方向の間
隔ｚj+1−ｚjおよび重畳の結果への、重畳に組み入れら
れる第ｊ番目の層の寄与の強さｇ（ｚr−ｚj）が生ず
る。本発明による方法の一般的な場合は次の式（１）に
より与えられている。
得される個々の断層像の減弱値の重畳の際に追加的なパ
ラメータとして、重畳に組み入れられる層の数Ｎs、重
畳に組み入れられる２つの連続する層の間のｚ方向の間
隔ｚj+1−ｚjおよび重畳の結果への、重畳に組み入れら
れる第ｊ番目の層の寄与の強さｇ（ｚr−ｚj）が生ず
る。本発明による方法の一般的な場合は次の式（１）に
より与えられている。
【数６】 （但し、α＝０，…，２π、またβ＝βN，…，βN） たいていΔｚJ＝ｚJ+1−ｚJは一定である。すなわち隣
接する断層像の間の間隔はそれぞれ等しい。しかしこの
ことは本発明による方法の機能能力に対する必然的な条
件ではない。
接する断層像の間の間隔はそれぞれ等しい。しかしこの
ことは本発明による方法の機能能力に対する必然的な条
件ではない。
【００２８】式（１）の意味は、Ｎs＝３を有する例を
示す図４により追加的に説明される。コリメートされた
層厚みｄを有する個々の層Ｅ1〜Ｅ3の走査は隣接する層
間のΔｚ＝０．７５ｄの間隔により行われた。ｇ（ｚ）
に対する例としては式（２）が選ばれた。
示す図４により追加的に説明される。コリメートされた
層厚みｄを有する個々の層Ｅ1〜Ｅ3の走査は隣接する層
間のΔｚ＝０．７５ｄの間隔により行われた。ｇ（ｚ）
に対する例としては式（２）が選ばれた。
【数７】
【００２９】式（１）により定義される本発明による方
法は従来の技術の技術にくらべて一連の利点を提供す
る：−計算が減弱値に対して行われるので、必要とされ
るだけの数の断層像のみが計算される。このことは断層
像の重畳にくらべて合成断層像の再構成に対する計算時
間を近似的に係数ＮＳ だけ減ずる。−時間に関する別
の利点は、合成断層像が本発明による方法の場合に有す
る有効な層厚みが大きいので、断層像により特定のボリ
ュウムを覆うために、小さいコリメートされた層厚みに
よるシーケンス取得の際の従来方式に比較して、必要と
される断層像の数が明らかに少ない。医師による所見に
要する時間も相応に短縮される。ここで達成可能な利得
は設定されたコリメートされる層厚みと、個々の層の間
のｚ方向の間隔と、選ばれた像再構成インクレメントと
に関係する。−シーケンス取得における従来方式の利点
に追加して本発明による方法では断層像のｚ位置および
断層像の相互間のｚ間隔の他に、断層像の有効な層厚み
も選ばれる。
法は従来の技術の技術にくらべて一連の利点を提供す
る：−計算が減弱値に対して行われるので、必要とされ
るだけの数の断層像のみが計算される。このことは断層
像の重畳にくらべて合成断層像の再構成に対する計算時
間を近似的に係数ＮＳ だけ減ずる。−時間に関する別
の利点は、合成断層像が本発明による方法の場合に有す
る有効な層厚みが大きいので、断層像により特定のボリ
ュウムを覆うために、小さいコリメートされた層厚みに
よるシーケンス取得の際の従来方式に比較して、必要と
される断層像の数が明らかに少ない。医師による所見に
要する時間も相応に短縮される。ここで達成可能な利得
は設定されたコリメートされる層厚みと、個々の層の間
のｚ方向の間隔と、選ばれた像再構成インクレメントと
に関係する。−シーケンス取得における従来方式の利点
に追加して本発明による方法では断層像のｚ位置および
断層像の相互間のｚ間隔の他に、断層像の有効な層厚み
も選ばれる。
【００３０】本発明による方法は特殊な特性を有する種
々の実施形態で実行される。その際に、相い異なる合成
断層像に生ずる特殊な特性はＮs、ｚj+1−ｚjおよびｇ
（ｚ）のそれぞれ応用される組み合わせに関係する。
々の実施形態で実行される。その際に、相い異なる合成
断層像に生ずる特殊な特性はＮs、ｚj+1−ｚjおよびｇ
（ｚ）のそれぞれ応用される組み合わせに関係する。
【００３１】例えば本発明による方法の第１の実施例に
よれば、Δｚ、ｇ（ｚ）およびＮsの適当な選定によ
り、合成断層像のノイズ振幅を、変更されない減弱値か
ら再構成された断層像が有するノイズ振幅に無関係に、
変更することができる。たとえば Δｚ＝ｄ および
よれば、Δｚ、ｇ（ｚ）およびＮsの適当な選定によ
り、合成断層像のノイズ振幅を、変更されない減弱値か
ら再構成された断層像が有するノイズ振幅に無関係に、
変更することができる。たとえば Δｚ＝ｄ および
【数８】 を選ぶならば、式（１）から式（４）が得られる。
【数９】
【００３２】この合成減弱値に基づいて再構成された合
成断層像はおよそ式（５）で示されるノイズ振幅を有す
る。
成断層像はおよそ式（５）で示されるノイズ振幅を有す
る。
【数１０】 但し、σdはシーケンスの途中で取得されたコリメート
された層厚みｄを有する個々の断層像のノイズ振幅であ
る。合成断層像の有効な層厚みは ｄeff＝（Ｎs−１）ｄ （６） である。
された層厚みｄを有する個々の断層像のノイズ振幅であ
る。合成断層像の有効な層厚みは ｄeff＝（Ｎs−１）ｄ （６） である。
【００３３】本発明による方法の第２の実施例によれ
ば、Δｚ、Ｎsおよびｇ（ｚ）の適当な選定により、層
感度プロフィルの半値幅（すなわち合成断層像の有効な
層厚みｄeff）をコリメートされた層厚みに無関係に変
更できる。例えばＮs＝４、Δｚ f＝Δｚ＝ｄ／２および
式（７）を選ぶならば、
ば、Δｚ、Ｎsおよびｇ（ｚ）の適当な選定により、層
感度プロフィルの半値幅（すなわち合成断層像の有効な
層厚みｄeff）をコリメートされた層厚みに無関係に変
更できる。例えばＮs＝４、Δｚ f＝Δｚ＝ｄ／２および
式（７）を選ぶならば、
【数１１】 このことは値ｗ＝０．２５を有するｚ位置ｚk＝ｚl＋
（ｋ＋０．５）Δｚにおける合成断層像の再構成の際に
有効な層厚み ｄeff＝０．５ｄ （８） に、また式（９）のノイズ振幅を生ずる。
（ｋ＋０．５）Δｚにおける合成断層像の再構成の際に
有効な層厚み ｄeff＝０．５ｄ （８） に、また式（９）のノイズ振幅を生ずる。
【数１２】
【００３４】本発明による方法の別の実施例では、合成
断層像の有効な層厚みｄeffを設定するために、Δｚお
よびｇ（ｚ）に対して Δｚ＝ｄ および次の式が成り立ち、
断層像の有効な層厚みｄeffを設定するために、Δｚお
よびｇ（ｚ）に対して Δｚ＝ｄ および次の式が成り立ち、
【数１３】 また合成断層像Ｎsの所望のノイズ振幅σを達成するた
にパラメータＮsが次のにより選ばれる。
にパラメータＮsが次のにより選ばれる。
【数１４】
【００３５】部分ボリュウムアーティファクトの低減も
本発明の変形例により、Δｚ、ｇ（ｚ）およびＮsに対
して Δｚ＝ｄ
本発明の変形例により、Δｚ、ｇ（ｚ）およびＮsに対
して Δｚ＝ｄ
【数１５】 および Ｎs＞４ が成り立つならば可能である。
【００３６】本発明による方法のこの実施例は小さいコ
リメートされた層厚みｄを有する走査のわずかなアーテ
ィファクト振幅を、大きいコリメートされた層厚みｄを
有する走査のわずかなノイズ振幅と結び付け、このこと
は従来の技術にくらべて明らかな改善である。
リメートされた層厚みｄを有する走査のわずかなアーテ
ィファクト振幅を、大きいコリメートされた層厚みｄを
有する走査のわずかなノイズ振幅と結び付け、このこと
は従来の技術にくらべて明らかな改善である。
【００３７】本発明による方法のどの実施例に従って合
成断層像の再構成が行われるかに関係なく、従来の技術
にくらべて計算時間の短縮が達成される。なぜならば、
Ｎsの断層像の代わりに単一の断層像（すなわち合成断
層像）しか計算する必要がなく、合成減弱値を取得する
ために必要な計算時間は通常は無視し得るからである。
成断層像の再構成が行われるかに関係なく、従来の技術
にくらべて計算時間の短縮が達成される。なぜならば、
Ｎsの断層像の代わりに単一の断層像（すなわち合成断
層像）しか計算する必要がなく、合成減弱値を取得する
ために必要な計算時間は通常は無視し得るからである。
【００３８】さらに本発明による方法によれば、従来の
技術による進行の際には引き続いての走査の実行を必要
にするパラメータを有する合成断層像が単一の走査に基
づいて再構成されるので、常に検査対象物のＸ線負荷の
低減が達成される。
技術による進行の際には引き続いての走査の実行を必要
にするパラメータを有する合成断層像が単一の走査に基
づいて再構成されるので、常に検査対象物のＸ線負荷の
低減が達成される。
【００３９】上述した実施例の場合には測定ユニット５
と台板２との間の相対的運動がその都度台板２をずらす
ことにより発生される。しかし本発明の枠内で、台板２
を固定し、測定ユニット５をずらすことも可能である。
さらに本発明の枠内で、不可欠な相対的運動を測定ユニ
ット５および台板２の双方をずらすことにより発生する
ことも可能である。
と台板２との間の相対的運動がその都度台板２をずらす
ことにより発生される。しかし本発明の枠内で、台板２
を固定し、測定ユニット５をずらすことも可能である。
さらに本発明の枠内で、不可欠な相対的運動を測定ユニ
ット５および台板２の双方をずらすことにより発生する
ことも可能である。
【００４０】説明された実施例の場合には、主としてＣ
Ｔ装置を制御する電子式の制御ユニット１４と、主とし
て像を発生するコンピュータ１３とが設けられている。
その代わりに、制御の役目も像発生の役目も行う単一の
制御および計算ユニットを設けることも可能である。
Ｔ装置を制御する電子式の制御ユニット１４と、主とし
て像を発生するコンピュータ１３とが設けられている。
その代わりに、制御の役目も像発生の役目も行う単一の
制御および計算ユニットを設けることも可能である。
【００４１】上述したＣＴ装置は検出器要素の単一の行
を備えた検出器システムを有する。本発明の枠内で、そ
の代わりに、検出器要素の多数の行、たとえば各８００
個の検出器要素の１６個の行、または検出器要素のマト
リックス状の配置を有する検出器システムが設けられて
いてよい。この場合にはＸ線源からはファン状のＸ線束
ではなく、検出器要素の配置に適合したピラミッド状ま
たは円錐状のＸ線束が放射される。
を備えた検出器システムを有する。本発明の枠内で、そ
の代わりに、検出器要素の多数の行、たとえば各８００
個の検出器要素の１６個の行、または検出器要素のマト
リックス状の配置を有する検出器システムが設けられて
いてよい。この場合にはＸ線源からはファン状のＸ線束
ではなく、検出器要素の配置に適合したピラミッド状ま
たは円錐状のＸ線束が放射される。
【００４２】本発明は以上において、直立しているガン
トリを有し、測定平面およびｚ方向が互いに直交してい
るＣＴ装置を例として説明されている。しかし、垂直に
対して角度γだけ傾けられたガントリを有するＣＴ装置
により取得されたデータに本発明による方法を応用する
ことも可能である。この場合には数値Δｚの代わりに数
値Δｚ／ｃｏｓγを考慮に入れる必要がある。
トリを有し、測定平面およびｚ方向が互いに直交してい
るＣＴ装置を例として説明されている。しかし、垂直に
対して角度γだけ傾けられたガントリを有するＣＴ装置
により取得されたデータに本発明による方法を応用する
ことも可能である。この場合には数値Δｚの代わりに数
値Δｚ／ｃｏｓγを考慮に入れる必要がある。
【００４３】本発明は以上において、Ｘ線源および検出
器システムが共通に回転する第３世代のＣＴ装置を例と
して説明されている。しかし、Ｘ線源が検出器要素の静
止しているリングと共同作用する第４世代のＣＴ装置を
本発明により構成することも可能である。
器システムが共通に回転する第３世代のＣＴ装置を例と
して説明されている。しかし、Ｘ線源が検出器要素の静
止しているリングと共同作用する第４世代のＣＴ装置を
本発明により構成することも可能である。
【００４４】以上に説明された実施例と関連して第３世
代のＣＴ装置（すなわち、Ｘ線源および検出器システム
が撮像中に共通にシステム軸線を中心にして変位するＣ
Ｔ装置）に使用される。しかし本発明は、Ｘ線源のみが
システム軸線を中心にして変位し、静止している検出器
リングと共同作用する第４世代のＣＴ装置と関連しても
使用され得る。
代のＣＴ装置（すなわち、Ｘ線源および検出器システム
が撮像中に共通にシステム軸線を中心にして変位するＣ
Ｔ装置）に使用される。しかし本発明は、Ｘ線源のみが
システム軸線を中心にして変位し、静止している検出器
リングと共同作用する第４世代のＣＴ装置と関連しても
使用され得る。
【００４５】第５世代のＣＴ装置（すなわち、Ｘ線が焦
点からだけではなく、システム軸線を中心にして変位す
る１つまたはそれ以上のＸ線源の多数の焦点からも放射
されるＣＴ装置）においても本発明による方法が使用さ
れ得る。
点からだけではなく、システム軸線を中心にして変位す
る１つまたはそれ以上のＸ線源の多数の焦点からも放射
されるＣＴ装置）においても本発明による方法が使用さ
れ得る。
【００４６】以上に説明された実施例は本発明による方
法の医学分野での応用に関するものである。しかし医学
分野のほかにも包装物検査の際または材料検査の際にも
応用され得る。
法の医学分野での応用に関するものである。しかし医学
分野のほかにも包装物検査の際または材料検査の際にも
応用され得る。
【図１】本発明による方法を実行するための本発明によ
るＣＴ装置の斜視図。
るＣＴ装置の斜視図。
【図２】図１によるＣＴ装置を部分的にブロック回路で
示す概略図。
示す概略図。
【図３】本発明による方法により処理すべき測定データ
の取得を示す概略図。
の取得を示す概略図。
【図４】本発明による方法の作用の仕方を示す概略図。
【符号の説明】 １ 支持台 ２ 台板 ３ 台座 ４ 測定開口 ５ 測定ユニット ６ 回転リング ７ Ｘ線源 ８ Ｘ線束 ９ 検出器システム １０ 焦点 １１ 患者 １２ 高電圧発生器 １３ コンピュータ １４ 制御ユニット １５、１６ 駆動部 １７ 表示装置 １９ マウス Ｅ1〜ＥN 層 Ｓ 層 ＳＥ 層平面 Ｖ ボリュウム ＶＥ 空間範囲 ｚ システム軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインリッヒ ヴァルシュレーガー ドイツ連邦共和国 91052 エルランゲン アントン‐ブルックナー‐シュトラーセ 43
Claims (7)
- 【請求項１】 コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）装置
を用いて、システム軸線上に走査中は固定の異なった位
置を有する検査対象物の層の走査により取得された複数
の減弱値から、合成断層像を発生する方法において、個
々の層の走査の際に取得された減弱値が重畳されて合成
減弱値を形成し、この合成減弱値から合成断層像が再構
成されることを特徴とする合成断層像発生方法。 - 【請求項２】 合成減弱値を形成するために、個々の層
の走査の際に取得された減弱値の重畳が式 【数１】 但し Ｓ（α，β，ｚj） 複数の層の減弱値 β その都度の減弱値のファン角度 α その都度の減弱値の投影角度 ｚj その都度の減弱値に属するシステム軸線上の位置
（ｚ位置） Ｓ（α，β，ｚr） 複数の層の減弱値の重畳の結果
（合成減弱値） ｚr 成減弱値に属するシステム軸線上の位置 Ｎs 重畳に組み入れられる層の数 ｇ（ｚr−ｚj） 重畳の結果への第ｊの層の寄与の強さ に従って行われることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 合成断層像のノイズ振幅がパラメータΔ
ｚ、ｇ（ｚ）およびＮs（但し、Δｚは重畳に組み入れ
られる２つの相続く層の間の間隔）の少なくとも変更に
より影響されることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 パラメータΔｚおよびｇ（ｚ）に対して Δｚ＝ｄ および 【数２】 が成り立ち、 合成断層像の所望のノイズ振幅を達成するためにパラメ
ータＮsが式 【数３】 （但し、σは合成断層像のノイズ振幅、σdはコリメー
トされた層厚みｄを有する個々の断層像のノイズ振幅）
により選ばれることを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 合成断層像の有効な層厚みがパラメータ
Δｚ、ｇ（ｚ）およびＮs（但し、Δｚは重畳に組み入
れられる２つの相続く層の間の間隔）の少なくとも変更
により影響されることを特徴とする請求項２記載の方
法。 - 【請求項６】 パラメータΔｚおよびｇ（ｚ）に対して Δｚ＝ｄ および 【数４】 が成り立ち、 合成断層像の所望の有効な層厚みを達成するためにパラ
メータＮsが式 ｄeff＝（Ｎs−１）ｄ （但し、ｄeffは合成断層像の有効な層厚み、ｄは個々
の断層像のコリメートされた層厚み）により選ばれるこ
とを特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 パラメータΔｚ（重畳に組み入れられる
２つの相続く層の間の間隔）、ｇ（ｚ）およびＮsに対
して Δｚ＝ｄ 【数５】 および Ｎs＞４ が成り立つことを特徴とする請求項２記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19961093.2 | 1999-12-17 | ||
| DE19961093A DE19961093A1 (de) | 1999-12-17 | 1999-12-17 | Verfahren zur Erzeugung eines resultierenden Schnittbildes aus mehreren mittels eines Computertomographie(CT)-Geräts aufgenommenen Schnittbildern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001212133A true JP2001212133A (ja) | 2001-08-07 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000381818A Abandoned JP2001212133A (ja) | 1999-12-17 | 2000-12-15 | 合成断層像発生方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001212133A (ja) |
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| US8804899B2 (en) | 2003-04-25 | 2014-08-12 | Rapiscan Systems, Inc. | Imaging, data acquisition, data transmission, and data distribution methods and systems for high data rate tomographic X-ray scanners |
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1999
- 1999-12-17 DE DE19961093A patent/DE19961093A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-12-15 US US09/736,312 patent/US6408044B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-15 JP JP2000381818A patent/JP2001212133A/ja not_active Abandoned
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071127 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20090330 |