JP2001504734A

JP2001504734A - 斜位画像面を有するｃｔシステム

Info

Publication number: JP2001504734A
Application number: JP52447798A
Authority: JP
Inventors: フレウンドリッヒデビッド; ザスラフスキーアレックス; ルイミデビッド
Original assignee: ピッカーメディカルシステムズリミテッド
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2001-04-10
Also published as: IL119714A0; US6178220B1; EP1010142A1; WO1998024063A1

Abstract

(57)【要約】ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法であって、軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを収集することと、減衰データを処理して、１つまたは複数の非軸画像スライスのそれぞれに個々に対応する１つまたは複数の表面に沿った複数の点でＣＴ値を決定することとを含み、減衰データを処理することが、１つまたは複数の表面のそれぞれに沿った複数の点に、データを直接背面投影することを含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】斜位画像面を有するＣＴシステム発明の分野本発明は一般にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）の撮像、特に斜位画像面に沿ってＣＴ画像を再構築する方法に関する。発明の背景当技術分野で知られるＣＴスキャナは、通常、複数の平行な平面画像スライスを生成する。スライス面は一般に、Ｘ線管の回転面によって規定され、Ｘ線管は撮像される被験者を中心に回転するよう、環状ガントリ上に装着される。被験者はベッドに横たわり、ベッドは走査軸に沿ってガントリ中を平行移動する。Ｘ線管と被験者を介して反対側にある列状のＸ線検出器が、被験者を透過した放射線を受ける。検出器はそれぞれ、減衰してそこに入射したＸ線束に比例する信号を生成する。これらの信号は、前処理して減衰データを生成し、これはフィルタにかけられ、背面投影されて、複数の平面画像スライスのそれぞれにおける複数の点で画像データを表すＣＴ値を決定する。これらのスライスは、対応する数の相互に間隔をあけた軸方向の位置に配置され、統合されて被験者の全身または身体の一部の３次元画像を提供する。通常、走査軸は被験者の身体の長軸にほぼ平行で、管の回転面に対して垂直であり、したがって画像スライスは身体を通る一連の軸方向の断面を表す。このようなスライスは「軸スライス」として知られる。軸スライスは、一般に、各スライスの面内では、例えば１ｍｍ以下など、比較的高い画像解像度を有するが、軸方向では、例えば約５ｍｍなど、これより解像度が低い。この軸方向解像度はスライスの「厚さ」として知られる。通常、１つの軸スライスと次の軸スライスとの間の間隔は、スライスの厚さとほぼ等しく設定される。しかし、被験者を検査する医師が、軸画像スライスではなく、身体の長軸に対して角度がある面に沿って身体と交差する斜位画像スライスを獲得したいと考える場合もある。このような斜位スライスを観察できるようにするため、当技術分野では幾つかの方法が知られている。幾つかのＣＴスキャナでは、斜位画像スライス・データは、管の回転面に対してベッドに角度をつけるか、ベッドを旋回させる、管の回転面を傾斜させる、あるいはこれらを組み合わせることによって捕捉される。しかし、傾斜および旋回機能を実現し、制御するのに必要な機構が、ＣＴスキャナのコストを大幅に増加させる。さらに、機械的および他の実用的な考慮事項により、傾斜および旋回角度が約３０°以内に制限され、したがって被験者の身体を通る矢状または冠状スライスなど、より多くの斜位画像スライスを直接生成することができない。あるいは、元の軸画像スライスにＣＴ値を補間することにより、斜位画像スライスを再構築することができる。このような補間方法は、例えば参照により本明細書に組み込まれるOzeki，etalの米国特許第4,674,046号に記載されているように、当技術分野でよく知られている。この方法で斜位画像スライスを見るには、医師などＣＴシステムの使用者は、一般に、まず被験者の身体の全部、または少なくともかなりの部分をカバーする軸画像の全シリーズを収集して表示するようシステムを操作しなければならない。その後にのみ、使用者はシステムに所望の斜位スライスの位置および方向を入力することができる。この方法で再構築される各斜位スライスは、幾つかの軸スライスと交差する。斜位スライスにある複数の点のそれぞれについて、補間されたＣＴ値は、１つまたは複数の元の軸画像スライスで、隣り合う点のグループでＣＴ値の重み付けした統合をとることによって求められる。この方法を用いる場合は、コンピュータ・メモリに通常はＣＴ値のみが保存され、ＣＴ値を得るために使用した減衰データは、メモリ・スペースを節約するために削除される。軸画像の補間によって斜位スライスを導出することには、幾つか重大な欠点がある。ＣＴ値を補間すると、データの軸方向の解像度が低いので、必然的に斜位画像スライスの解像度が失われるのである。補間された斜位画像スライスは、通常、画像品質が低下したように見え、特にノイズ・レベルが高くなった場合にそのように見え、階段状効果などのアーティファクトを呈することがある。さらに、補間操作は計算集中的であり、したがって時間がかかり、非常に大きいコンピュータ・メモリを必要とする。発明の概要迅速にかつ改善された画像品質で、斜位ＣＴ画像スライスを再構築する方法を提供することが、本発明の目的である。ＣＴシステムに旋回または傾斜を導入する必要なく、ほぼ全ての所望のスライス角度で斜位ＣＴ画像スライスを再構築する方法を提供することが、本発明のもう一つの目的である。本発明の一つの態様では、ＣＴ画像は、矢状面および冠状面、例えば脊髄を通る矢状および冠状切断部に沿って直接再構築される。本発明の別の態様では、ＣＴ画像は、被験者の身体を通る非平面の切断部に沿って、例えば脊髄または主要血管など解剖学的特徴を辿る切断部に沿って再構築される。本発明のさらに別の態様では、各画像スライスの厚さ、つまりスライス面に垂直の方向におけるスライスの解像度は、減衰データの取得に使用するＣＴスキャナの幾何学的制限内で、ほぼ全ての所望の値に設定される。本発明のさらに別の態様では、例えば単一の走査から得た様々な解像度を有する複数のスライスを含む被験者の頭部のＣＴ画像を提供するために、種々のスライス厚さを有する複数の斜位スライスを再構築する。最初にデータを背面投影して軸画像スライス全体のＣＴ値を獲得せず、Ｘ線減衰データから直接、斜位ＣＴ画像スライスを再構築し、したがって所望の斜位スライス画像を獲得するのに必要な計算時間およびフィルム消費量を削減する方法を提供することが、本発明の幾つかの態様のさらなる目的である。本発明の幾つかの態様のさらに別の目的は、ＣＴシステムの使用者が、被験者の身体を走査する前に、１つまたは複数の所望の斜位画像スライスを特定することができ、システムによるＸ線減衰データの取得および処理が最適化され、適切な解像度の斜位スライスを生成しながら、被験者への放射線被曝量および走査および計算時間を最小限に抑えることである。本発明の一つの態様では、使用者は身体を通る非平面の切断部、例えば脊髄を辿る切断部を特定することができる。本発明の別の態様では、使用者は、例えば被験者の脊椎間の１つまたは複数の円板空間を撮像するよう、複数の非平行の斜位スライスを特定することができる。複数のスライスの１つ、または幾つかは、１つまたは複数の円板空間のそれぞれを通過するか、それと隣接する。スライスは、スライスが配置された円板空間で、各スライスの面が被験者の脊髄の軸に対してほぼ垂直になるよう配向される。スパイラル走査ＣＴシステムによって取得したＸ線減衰データから直接、斜位スライスを再構築する方法を提供することが、本発明の幾つかの態様の追加の目的である。本発明の好ましい実施形態では、スパイラル走査ＣＴスキャナは、被験者が横たわるベッドを中心に環状ガントリ上で回転するよう装着されたＸ線管と、検出器アレイとを備える。ベッドは、被験者の身体の長軸にほぼ平行な並進軸に沿って、ガントリ中を前進する。したがって、Ｘ線管は、被験者の身体を中心にほぼ螺旋形の軌道を描き、この軌道に沿って複数の位置、つまり「視野(views)」から被験者を照射する。並進軸は、Ｘ線管の回転面に対してほぼ垂直であることが好ましいが、本発明の原理は、当技術分野で知られているように、ベッドが回転面に対して角度があるＣＴシステムにも同様に適用されることが理解される。検出器アレイは、好ましくは平行な１列以上のＸ線検出器エレメントを備え、各列は被験者の身体の長軸に対してほぼ円周方向に配置された長軸を有する。検出器エレメントは、視野のそれぞれで被験者の身体を通過した放射線を受け、Ｘ線の減衰に対応する信号を生成する。検出器アレイは、Ｘ線管とは反対側のガントリ上に装着され、「第３世代」ＣＴスキャナのように、管に沿ってベッドの周囲を回転することが好ましい。あるいは、検出器アレイは、検出器エレメントの環状リングを備え、これが被験者を囲み、「第４世代」スキャナのように、管が回転する間、ほぼ静止位置に保持される。種々の好ましい実施形態に関して本明細書で述べるような本発明の原理は、第３および第４世代のスキャナ、さらに当技術分野で知られる他のタイプのスキャナにも同等に適用されることが理解される。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、ＣＴスキャナの使用者、例えば医師は、スライスのシーケンスを再構築するため、所望のスライス方向、スライス間隔および走査範囲を選択する。スライス方向は、所望のスライスの角度において被験者の身体を通過するスライスの軸によって規定され、スライス角度は、上記のように、軸スライスをゼロとする。スライス角度は、一般に３次元空間の角度であり、例えば走査軸に対する角方位、仰角および回転座標について表すことができる。本明細書で使用する「スライス方向」および「スライス角度」という用語は、この文脈で理解されたい。スライス軸方向に沿ったスライス間隔は、一般にスライス厚さ以下に設定されることが好ましく、スライス軸の方向のスライスの解像度として規定される。スライス間隔はスライスごとに変化してよい。走査範囲は、第１スライスの前縁とシーケンスにおける最終スライスの後縁との間の走査軸に沿った距離で規定される。あるいは、使用者は、所望の方向および厚さで、単一のスライスのみ見るよう選択することができる。本発明の原理は、以下で述べるように、この場合にも同様に適用することができる。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、使用者は、身体内の湾曲した経路を指示することにより、好ましくはＣＴスキャナで獲得した身体の予備画像を見ることにより、１つまたは複数の再構築すべきスライスを選択する。経路を指示し、スライスを選択する方法は、Elscint Ltd.によって１９９６年６月に出版された「Elscint Report」，vol.8，no.2に記載され、これは参照により本明細書に組み込まれる。使用者は、再構築するために、経路に対して概ね垂直である斜位スライスを選択することができる。それに加えて、あるいはそれに代わって、使用者は、湾曲した経路、好ましくは経路を含む身体内の湾曲表面によって規定された非平面の切断部を選択することができ、この表面の平面画像を再構築することができる。本明細書では、平面の斜位スライスに関して好ましい実施形態を述べているが、本発明の原理は、このような湾曲表面の平面画像を直接再構築するため、同様に適用できることが理解される。本発明の出願の文脈では、「表面」という用語は、平面の斜位画像スライスと非平面の画像表面との両方をまとめて指すものとする。本発明の好ましい実施形態では、非トラバース画像表面またはこのような表面の各シーケンスを、複数の平行な背面投影線に分割する。このような線はそれぞれ、複数の軸方向平面の１つが身体を通る状態で、表面の平面の交差によって規定される。軸方向平面間の距離は、スライス角度（つまり表面と軸スライスとの間の角度）および所望の解像度よび画像品質に従って選択されるが、軸スライス厚さ以下であることが好ましい。同じ複数の軸方向平面を使用して、スライスのシーケンスごとに個々の背面投影線を規定することが好ましい。視野ごとに、Ｘ線管は螺旋形経路に沿って前進し、１列以上の検出器アレイがそれぞれ、対応する線減衰信号を生成する。これらの信号は当技術分野で知られているように、前処理され、好ましくはフィルタにかけられる。その結果生じた線減衰データを補間して、背面投影線に関連の各軸方向平面内で複数の光線それぞれの有効減衰値を生成する。フィルタにかけた線減衰データは、スキャナのメモリ、例えばディスクに保存することが好ましい。というのは、フィルタにかけたデータは、通常、占有するメモリ・ボリュームが「生(raw)」または前処理した信号より大幅に少ないからである。次に、フィルタにかけて保存したデータを補間して、スパイラル走査路によってカバーされた軸方向範囲内で、所望の軸方向平面に有効減衰値を生成することができる。この方法で、本発明の原理を適用し、Ｘ線減衰データの獲得の前と後との両方で指定される非トラバース表面の画像を再構築することができる。本発明の好ましい実施形態では、各斜位スライスの背面投影線のそれぞれに沿った複数の点のそれぞれについて、点を通過する光線の有効減衰値を背面投影し、その点のＣＴ値を決定する。この背面投影は、当技術分野で知られているのと同様のアルゴリズムを使用して実施するが、ＣＴ値はほぼ背面投影線に沿ってのみ決定され、軸方向平面の残りの部分では決定されない。斜位スライスごとに、対応する複数の背面投影線のＣＴ値を使用して、対応する斜位スライス映像を直接再構築し、表示する。軸方向平面全体ではなく背面投影線に沿ってのみＣＴ値を決定する背面投影は、計算時間を大幅に節約する。背面投影作業は、さらに計算が単純になるよう、座標軸の１つが背面投影線に平行になるよう回転した軸方向平面の座標系を使用して実行する。さらに、軸の１つが背面投影線と一致するよう、背面投影線の計算ごとに、座標系の軸をシフトすることが好ましい。上述したように斜位スライス画像を再構築した後、画像をさらに後処理し、画像細部の可視性を向上させ、アーティファクトを除去することが好ましい。当技術分野で知られているＣＴ画像の後処理の方法は、大部分がこの目的のために使用することができるが、走査軸からの斜位スライスの角度を考慮に入れるため、修正しなければならない方法もある。例えば、リング状のアーティファクトは、通常は軸方向ＣＴ画像に現れ、後処理の間に認識されて画像から除去されるが、斜位スライス画像では楕円または楕円の部分として現れる。これらの楕円のアーティファクトは、Ｘ線管の回転の中心に対応する画像の点を中心とし、短軸に対する長軸の比率が既知の値で、斜位スライスにおけるこれらの軸の角方向も既知であり、スライス角度にのみ依存する。ＣＴスキャナに連結された画像処理コンピュータは、回転の中心を中心とし、短軸に対する長軸の比率が分かっている楕円を認識し、これを斜位スライス画像から除去するようプログラムすることが好ましい。本発明の幾つかの実施形態では、複数の軸方向平面が、一般に軸スライス厚さの半分以下である距離だけ、互いに間隔をあける。スライス厚さは、通常、特にＸ軸管によって描かれるスパイラル経路のピッチに依存し、したがってピッチの変化によって制御することができる。それに加えて、あるいはそれに代わって、例えばＸ線管が放出するＸ線の視準など、スライス厚さに影響を及ぼす他の要素を変化させて、スライス厚さを制御することができる。軸方向平面の間隔は、スパイラル走査ＣＴシステムでは、ほぼ全ての適切な値に設定することができる。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、平行で互いに隣接する複数の斜位スライスを再構築し、スライスは軸スライス厚さより有意に小さい距離だけ間隔をあける。これらのスライスは「融合(fused)」、つまりそのＣＴ値が互いに加算および／または平均化され、改良された画像品質の統合スライスを生成する。統合スライスが解像度を測定した角度とはほぼ無関係に等方性の解像度を有するような方法で、複数の斜位スライスを選択し、融合することが好ましい。それに加えて、あるいはそれに代わって、間隔が狭い複数の軸方向平面に対応し、前処理した、または前処理してフィルタにかけた減衰データは、好ましくは重み付け平均値をとることによって、互いに加算および／または平均化することにより同様に融合することができる。融合したデータを背面投影し、上述したように１つまたは複数の斜位画像スライスを生成する。本発明の原理は、一般に、第３および第４世代両方のタイプのスキャナ、１８０°または３６０°の画像再構築を使用するシステム、および種々の医療用ばかりでなく産業用スキャナを含め、当技術分野で知られている任意のタイプのスパイラル走査ＣＴシステムに適用できることが理解される。さらに、本明細書ではスパイラル走査ＣＴシステムに関して好ましい実施例を述べているが、本発明の原理は当技術分野で周知の軸方向走査ＣＴシステムにも適用できることが理解される。このようなシステムでは、ベッドはＸ線管の回転と交互に前進し、したがって減衰データが複数の別個の軸方向平面のそれぞれで複数の視野について取得される。これらの減衰データは、本発明に従って背面投影し、斜位画像スライスを再構築することができる。したがって、本発明の好ましい実施形態により、ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを取得することと、減衰データを処理して、１つまたは複数の非軸画像スライスのそれぞれに対応する１つまたは複数の表面に沿った複数の点で、ＣＴ値を決定することとを含み、減衰データの処理が、１つまたは複数の表面のそれぞれに沿った複数の点にデータを直接背面投影することを含む方法が提供される。軸方向範囲にわたってデータを取得することは、１つまたは複数の非軸画像スライスの軸方向範囲によって規定された範囲にわたってデータを取得することを含み、データを背面投影することは、データを背面投影して、ほぼ１つまたは複数の非軸方向平面のそれぞれにおける複数の点でのみＣＴ値を決定することを含むことが好ましい。軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを取得することは、範囲をトラバースするスパイラル走査路に沿ってＸ線減衰データを取得することを含むことが好ましい。１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することは、１つまたは複数の湾曲表面の画像を再構築することを含み、減衰データを処理して１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することは、データを処理して、湾曲表面に沿った点でＣＴ値を決定することを含むことが好ましい。それに代わって、あるいはそれに加えて、１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することは、スキャナの軸に対して傾斜した方向の平面斜位画像スライスを再構築することを含み、減衰データを処理して、１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することは、データを処理して、画像スライスによって規定された１つまたは複数の斜位面の点でＣＴ値を決定することを含む。上述した方法は、さらに、複数の軸方向平面を選択することを含み、複数の軸方向平面は、軸方向平面と１つまたは複数の非軸スライスとの個々の交差部で複数の線を規定し、この線に沿ってＣＴ値が決定されることが好ましい。本発明の好ましい実施形態により、さらに、ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、間に所定の軸間隔を有する複数の軸方向平面を選択し、それによって面と１つまたは複数の非軸画像スライスとの交差部で複数の線を規定することと、複数の軸方向平面によって規定された軸方向範囲をトラバースする既知のピッチを有するスパイラル走査路に沿って、Ｘ線減衰データを取得することと、Ｘ線減衰データを処理して、複数の線に沿った複数の点で、ＣＴ値を直接決定することとを含む方法が提供される。Ｘ線減衰データを処理することは、減衰データを背面投影して、ほぼ複数の線に沿った複数の点でのみＣＴ値を決定することを含むことが好ましい。さらに、Ｘ線減衰データを処理することは、複数の軸方向平面の中で複数の互いに隣接する面から減衰データを融合して、統合データを生成することを含み、減衰データを背面投影することは、統合データを背面投影することを含むことが好ましい。減衰データを処理することは、データを背面投影する前に減衰データをフィルタにかけることを含み、複数の線に沿ってＣＴ値を決定するのに使用されないデータは、フィルタリング作業から削除されることが好ましい。減衰データを処理することは、減衰データを補間して、複数の軸方向平面で有効な減衰値を発見することを含むことが好ましい。複数の軸方向平面を選択することは、軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さより有意に小さい距離、より好ましくは軸画像スライスの厚さの半分以下の距離、最も好ましくは軸画像スライスの厚さの３分の１以下の距離だけ、互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含むことが好ましい。上述した方法は、さらに、Ｘ線減衰データを処理して、少なくとも１つの軸方向平面で１つまたは複数の線の近傍にある追加の点でＣＴ値を決定し、追加の点におけるＣＴ値を使用して少なくとも１つの軸方向平面にあるアーティファクト、好ましくはリング状アーティファクトを検出することを含むことが好ましい。アーティファクトが、少なくとも１つの非軸画像スライスから除去されることが、さらに好ましい。１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することは、１つまたは複数の湾曲表面の画像を再構築することを含み、減衰データを処理して１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することは、データを処理して、湾曲表面に沿った点でＣＴ値を決定することを含むことが好ましい。それに代わって、あるいはそれに加えて、１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することは、スキャナの軸に対して傾斜した方向づけられた平面斜位画像スライスを再構築することを含み、減衰データを処理して、１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することは、画像スライスによって規定された１つまたは複数の斜位面にある点でＣＴ値を決定することを含む。アーティファクトは、少なくとも１つの斜位画像スライスにある楕円を特定することにより、好ましくは既知の短軸に対する長軸の比率を有する楕円を発見するか、１つまたは複数の斜位画像スライスのうち１つの面で軸の既知の角方向を有する楕円を発見する、あるいはその両方により、１つまたは複数の斜位画像スライスで検出されることが好ましい。本発明の好ましい実施形態によると、追加的に、ＣＴスキャナで複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、複数の非軸スライスのそれぞれについて、位置および方向を選択することと、上述したようにスライスをそれぞれ再構築することとを含み、複数の軸方向平面を選択することが、複数の非軸スライスのうち２つのそれぞれの少なくとも一部を再構築するため、少なくとも１つの共通軸方向平面を選択することを含む方法が提供される。複数の非軸画像スライスを再構築することは、複数の平面斜位スライスを再構築することを含み、複数の非軸スライスのそれぞれについて、位置および方向を選択することは、斜位スライスのうち少なくとも２つについて、共通方向を選択することを含むことが好ましい。複数の斜位スライスのそれぞれについて位置および方向を選択することは、斜位スライスの少なくとも３つでできたグループの共通方向を選択することと、グループ中のスライスが等間隔になるよう、スライスの位置を選択することとを含むことが、さらに好ましい。それに加えて、あるいはその代わりに共通方向の斜位スライスのうちの少なくとも２つが融合して斜位統合スライスを生成し、斜位統合スライスは、角度に依存しない解像度を有することが好ましい。さらにその代わりに、複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが斜位スライスのうち少なくとも３つからなるグループで共通の方向を選択し、グループのスライスが不均等な間隔になるようなスライスの位置を選択することを含む。それに代わって、あるいはそれに加えて、複数の斜位スライスのそれぞれについて位置および方向を選択することは、スライスの少なくとも２つについて異なる方向を選択することを含む。減衰データを処理してＣＴ値を決定することは、ＣＴ走査中に減衰データを処理することと、前処理したデータを保存することと、保存したデータを処理してＣＴ値を決定することを含むことが好ましく、データを予備処理することは、データをフィルタにかけることを含むことが好ましい。本発明は、本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な記述を、図面と併せ考慮することによって、より完全に理解されよう。図面の簡単な説明図１は、本発明の好ましい実施形態により作動するスパイラル走査ＣＴスキャナの概略図である。図２は、本発明の好ましい実施形態によるＣＴ画像再構築の方法の態様を示す、図１のスキャナの斜位画像スライスおよび軸方向平面の概略等角図である。図３は、本発明の好ましい実施形態による斜位および非平面画像表面の位置および方向を示す、図１のスキャナ内にいる被験者の概略側断面図である。図４は、本発明の好ましい実施形態によるＣＴ画像再構築の別の方法の態様を示す、図１のスキャナの斜位画像スライスおよび軸方向平面の側面図を示す概略図である。好ましい実施形態の詳細な説明次に、図１を参照すると、これは本発明の好ましい実施例により作動するＣＴスキャナ２０を示す。スキャナ２０は、ベッド２４を備え、これはベース２６に支持され、被験者２２は、その身体がスキャナによって撮像されている間、ベッド上に横たわる。スキャナ２０は、さらに、被験者２２を照射するＸ線管２８と、管２８からＸ線を受けて、被験者の身体を通過したＸ線の減衰に対応する信号を生成する検出器アレイ３０とを備える。アレイ３０は、平行な１列以上のＸ線検出器エレメント２３を備えることが好ましい。管２８およびアレイ３０は、被験者２２の周囲で回転するよう、環状ガントリ３２に装着される。それと同時に、ベッド２４が軸３４に沿ってガントリ３２中を前進する。軸３４は、被験者の身体の長軸に概ね平行であり、好ましくは管２８の回転軸に平行であるが、軸３４は、あるいは回転軸に対して角度をつけてもよい。図１に描かれたようなスキャナ２０は、当技術分野で第３世代ＣＴスキャナとして知られるタイプであり、管２８および検出器アレイ３０との両方が被験者２２の周囲で回転することを特徴とする。しかし、本発明の原理および以下で述べる画像再構築の方法は、例えば第４世代ＣＴスキャナなど、検出器アレイが静止リングを形成し、Ｘ線管のみが回転する他のタイプのＣＴスキャナにも同様に適用できることが理解される。管２８が回転し、ベッド２４が前進するにつれ、管は軸３４の周囲に概ね螺旋形の経路を描く。スパイラル経路が一定のピッチを有するよう、ベッド２４は、ほぼ一定の速度で移動することが好ましい。この路に沿って選択した複数の管２８の位置のそれぞれで、データ収集回路３６は「視野」を取得する。つまり、回路は、アレイ３０の各エレメント２３から、管２８からエレメントへの光線に沿ったＸ線減衰に対応する信号を受信する。ＣＴスキャナ２０は、本明細書ではスパイラル走査モードで作動するものとして述べているが、スキャナは軸方向走査モードで作動させることもできることが理解される。軸方向走査モードでは、当技術分野で知られているように、ベッド２４は管２８の回転と交互に前進する。以下で述べる本発明の原理は、一般に、ＣＴ走査の軸方向走査モードにも適用することができる。視野ごとに、データ収集回路３６は信号を前処理し、当技術分野で知られているように、一般に信号の正規化と対数演算を実行して、エレメント２３のそれぞれに対応するＸ線減衰値を導き出す。画像再構築回路４０は、これらの値を受信し、以下でさらに詳細に述べるように、補間、フィルタリングおよび背面投影作業を実行して、被験者２２の身体内の表面の平面画像を再構築する。あるいは、回路４０は、補間する前に、前処理した減衰値を最初にフィルタにかけてもよい。次に、フィルタにかけた値を補間し、即座に背面投影するか、後に補間および背面投影するためにメモリに保存する、あるいはその両方を実行してもよい。以下で述べるように、被験者２２の身体内の表面は、身体を通る平面スライスまたは非平面湾曲切断部に対応することができる。身体の３次元ＣＴ画像を生成するよう、複数のこれらの平面画像を生成することができる。これらの画像スライスは、画像メモリ４２に保存して、表示ユニット４４で表示することが好ましく、当技術分野で知られているように、他の方法で印刷および／または処理してもよい。システム制御ユニット４６は、以下で述べるように、スキャナ２０の他の様々なエレメントの機能、さらにスキャナのユーザからの入力命令の受信および実行を制御する。図２で概略的に示すように、本発明の好ましい実施形態では、ＣＴスキャナ２０が生成した平面画像は、斜位平面スライス、例えば斜位スライス５０、５２および５４に対応することができる。このような斜位スライスは、一般に軸３４に垂直でない任意の面に沿って取られる。スライス５０、５２および５４は互いに平行で、スライス５０と５２の間は距離Δ₁、スライス５２と５４の間は距離Δ₂ だけ間隔をあけることが好ましい。スライス５０、５２および５４の面の方向は、スライスの面に対して垂直なスライス軸５６によって規定され、スライス軸は、上述したように、管２８の回転軸によって規定されたＺ軸から配向角θだけ偏る。θは３次元空間の角度を表し、一般に仰角、方位角および回転座標を含むことが理解される。距離Δ₁およびΔ₂はほぼ等しく、一般にスライス厚さ、つまり軸５６の方向におけるスライス５０、５２および５４の解像度にも概ね等しいことは、必要ではないが、好ましいことである。配向角およびスライス厚さは、任意の所望の値に設定することができるが、スライス厚さは実際上、スキャナ２０の最小画像解像度によって制限され、これはアレイ３０中の検出器エレメント２３のサイズおよび間隔（周方向の幅および軸方向長さを含む）、および管２８が描くスパイラル経路のピッチによって決まる。さらに、スキャナの最小画像解像度は、一般に等方性ではなく、軸スライスの面の中で半径方向の方が、軸方向より細かい。したがって、スライス５０、５２および５４の解像度の下限も、配向角θによって決まる。ＣＴスキャナ２０の使用者、例えば医師は、スライス５０、５２および５４など、再構築すべき一連のスライス、およびそれらのスライスに平行な追加のスライスを、所望のスライス配向角θ、スライス厚さ、およびシーケンス中の最初および最後のスライスの個々の位置によって規定される所望の走査範囲を設定することによって選択することが好ましい。スライスは、互いに平行で、等しい厚さであることが好ましいが、本発明の他の好ましい実施形態により、スキャナ２０の単一の走査から、非平行スライスおよび／または様々な厚さのスライスも生成することができる。このような非平行スライスは、以下で述べるように、身体中の任意に選択した湾曲路に沿って配列させることができる。非平行スライス、種々の厚さのスライス、および非平面表面の画像を再構築する方法は、平行の斜位スライスの再構築について本明細書で述べた方法とほぼ同じである。例えば図３は、本発明の一つのこのような好ましい実施形態により、再構築のために複数の非平行斜位スライス６６を選択する様子を概略的に示す。この場合、スライス６６は脊椎６９の方向に従い、湾曲路６５に沿って配列する。スライス６６は、それぞれが１対の椎骨６８の中間にある円板空間６７の画像を提供するよう選択される。円板空間６７の最善の診断視野を得るため、スライス６６はそれぞれ、スライスとの交差点において湾曲路６５の規定した軸と垂直であることが好ましい。図は、円板空間６７ごとに１枚のスライス６６しか示していないが、円板空間ごとに数枚の平行なスライスを選択し、再構築することもできる。使用者が選択した湾曲路６５およびスライス６６を、例えばＣＴスキャナ２０が生成した被験者２２の予備平面Ｘ線画像上にグラフィックで入力することができる。あるいは、使用者は、撮像される身体２２内の非平面スライスまたは表面、特に脊髄６９など、解剖学的特徴に従うスライスまたは表面を選択することができる。この場合、例えば湾曲路６５を辿って、これを含み、図３の面に垂直である湾曲表面を示す画像を、スキャナ２０で生成することができる。湾曲表面の画像は、平面斜位スライスの再構築について本明細書で述べたのとほぼ同じ方法を用いて、Ｘ線減衰データから再構築される。同様に、使用者は、下行大動脈などの主要血管、または消化管の一部を辿る非平面スライスを選択することができた。対応する湾曲表面および／または血管または消化管を通る一連の断面スライスの画像が、上述のように再構築される。さらにその代わりとして、使用者は、例えば図３の面で身体２２に沿った矢状切断部など、再構築するための矢状または冠状切断部を指示することができる。この場合、スキャナ２０は、脊髄６９、脊椎６８および円板空間６７を通る矢状断面を示す画像を生成する。本発明によると、矢状画像は、以前に再構築した軸画像スライスを補間するのではなく、以下で述べるように、減衰値から直接背面投影することによって生成される。使用者が路６５の経路および／またはスライス６６に関する位置、方向およびスライス厚さなどの他の所望の品質要素を指示した後、スキャナ２０は、走査範囲および他の走査パラメータを自動的に決定する。これらのパラメータは、いかに述べるように、補間および背面投影のために最適の軸方向平面を選択し、斜位スライス６６または湾曲路６５を辿る湾曲表面の画像を、所望の画像品質で、被験者２２への放射線量および／または計算時間を最小限に抑えて生成することが好ましい。斜位スライス６６は、軸画像スライスを必ずしも再構築、保存、表示、印刷などすることなく、回路４０によって再構築され、メモリ４２に保存され、表示ユニット４４に表示され、その他の方法で適宜印刷および／または処理されることが好ましい。あるいは、使用者は、例えば上述した米国特許第4,674,046号に記載されたように、当技術分野で知られる任意の適切な走査計画方法を用いて、１枚または一連の斜位スライスを指定することができる。さらに、減衰データが、あるいはより好ましくはスパイラル走査からの減衰値を前処理またはフィルタリングした値が、上述したようにメモリに保存されている場合、使用者は、走査が終了した後に、本明細書で述べた方法により、再構築のために斜位スライスを指定することもできる。次に図２に戻ると、スライス５０、５２、５４などのシーケンスを選択した後、図２に示したように、スライス５０を横切る線６０、６２および６４によって、各スライス内に複数の平行な背面投影線が規定される。各線６０、６２、６４は、斜位スライス５０と、身体を通る複数の軸方向平面７０、７２、７４などのうち１つとの交差面によって規定される。同じ軸方向平面７０、７２、７４などを使用して、スライス５０、５２、５４などのシーケンスごとに平行の背面投影線を規定することが好ましい。軸方向平面７０、７２、７４は、等間隔であることが好ましいが、この間隔は変化してもよい。以下の記述から明白になるように、この間隔は、斜位スライス５０、５２、５４の解像度、アーティファクトおよびノイズを含め、再構築された画像の品質を決定する際の要素である。面７０、７２および７４の間隔は、画像スライスが所望の品質を有するよう選択することが好ましい。図の明快さを期して面７０、７２および７４は、図２で比較的広い間隔をあけたものとして概略的に図示されているが、実際には、面は互いに接近し、Ｚ方向では、ｘおよびｙ方向のスライスの程度と比較すると一般に小さい距離で間隔をあけることが好ましい。Ｘ線管２８がスパイラル経路に沿って前進するにつれ、複数の視野で減衰信号が収集されて前処理され、好ましくは上述したようにフィルタリングされる。その結果生じた減衰データは、補間されて軸方向平面７０、７２、７４などのそれぞれに関して有効な減衰値を生成する。例えば本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書にその開示が組み込まれた、「Multiple Slice CT Scanner」と題した１９９５年１１月２日出願の米国特許出願第08/556,824号および「Multi- Slice Detector Array」と題した１９９６年８月７日出願のイスラエル特許出願第119,033号で記載された方法など、任意の適切な補間方法を使用して、スパイラル走査減衰データから有効な減衰値を導くことができる。本発明の幾つかの好ましい実施形態では、有効な減衰値を背面投影して、斜位スライス５０の背面投影線６０に沿って、さらにスライス５２、５４などと面７０との交差部にある対応の背面投影線に沿ってＣＴ値を決定する。線６２および６４、さらにスライス５２、５４などの対応する線に沿ったＣＴ値は、同様に導かれる。斜位スライスごとに、対応する複数の軸線のＣＴ値を使用して、斜位スライス全体の対応する画像を直接再構築し、表示する。背面投影作業のための斜位座標軸（Ｘ’，Ｙ’）は、軸方向平面７０、７２、７４で規定される。斜位軸の１本、例えばＹ’軸が線６０、６２および６４に平行になるように、斜位軸はスキャナ２０の標準（Ｘ，Ｙ）座標軸に対して角度φ だけ回転する。この回転角度φは一般にＸ−Ｙ面上のスライス方向角度θ投影に等しい。この方法で軸を回転させることにより、線６０、６２および６４のそれぞれに沿った点が全て、同じＸ’座標を有し、作業がさらに単純化される。例えばＹ’軸が線６０、６２および６４のいずれか１本とほぼ合同になるよう、斜位軸の原点を、ＸおよびＹ方向の一方または両方で変位量δだけ並進させることが、より好ましい。さらに、線６０、６２および６４のそれぞれについて、この方法で原点を異なった変位量だけ並進させることができる。スライス５０のＣＴ値を背面投影して決定することは、軸方向平面７０、７２および７４全体ではなく、背面投影線６０、６２および６４のそれぞれに沿ってのみ実施され、したがって当技術分野で知られている斜位スライスの再構築方法と比較すると、計算時間が大幅に節約される。再構築の背面投影部分に必要とされる計算時間は、通常は全計算時間の２０〜３０％を占め、その９０％以上は、標準的な５１２本の線ではなく、面７０全体から１本の線６０のみ計算することによって節約することができる。背面投影線６０に使用しない光線に対応するデータをフィルタリング作業から削除すると、減衰データのフィルタリングにおいて、さらに計算時間を節約することができる。有効な減衰値を線６０および同様に他の軸方向背面投影線に直接背面投影することにより、斜位スライス５０、５２、５４などを、ＣＴスキャナ２０の同じ走査から再構築された軸画像スライスで獲得できたものに可能な限り画像解像度が近づいた状態で、再構築することができる。上述したように、スキャナ２０の解像度は一般に非等方性であるが、ほぼ角度とは無関係な解像度を有する統合スライスを提供し、したがって融合で獲得されるスライスの画像品質を改善するため、この方法で複数の間隔が密な平行の斜位スライスを再構築し、次に「融合」、つまり加え合わせることができる。各スライスの厚さ、つまりスライス軸５６の方向の解像度は、各スライスの全体にわたってほぼ一定である。あるいは、複数の間隔が密な軸方向平面からの前処理した減衰値または前処理してフィルタリングした値を「融合」することにより、ほぼ同様の結果を獲得することができる。これらの値は、好ましくは重み付けした平均化によって、互いに加算するか、平均化して、面７０、７２、７４などのそれぞれの減衰統合値を生成する。次に、統合値を背面投影して、上述したように線６０、６２、６４などに沿ってＣＴ値を求める。複数の斜位スライスを再構築し、次に融合するのではなく、減衰値を「融合」することにより、斜位統合スライスの再構築の計算時間を短縮することができる。上述した方法と対照してみると、当技術分野で知られている方法に従って、軸スライスを背面投影した後、軸スライスのＣＴ画像値を補間することによって斜位スライスを再構築すると、斜位スライスの画像品質は一般に劣化する。というのは、補間が２段階あるからである。軸スライスの有効減衰値を決定する第１段階と、斜位スライスでＣＴ画像値を求める第２段階である。斜位スライスの異なる点におけるＣＴ画像値は、補間の異なる重み付け関数を用いて異なる軸スライスから補間されるので、補間した斜位スライスの厚さは、明瞭に規定されない。したがって、本発明は、斜位ＣＴ画像スライスの再構築を迅速化するばかりでなく、画像品質も向上させる。図４は、本発明の別の好ましい実施形態を概略的に示し、ここで斜位画像スライス５０（および同様にスライス５２、５４など）は、軸方向平面７０、７２および７４、さらに追加の介入軸方向平面８０および８２の有効減衰値を背面投影することによって再構築される。スライス５０および面７０、７２、７４、８０および８２を、図４で側面図で示す。スライス５２および５４は、図の明快さを期して図４から削除されているが、これらのスライスに対応する画像は、スライス５０の画像と同様に導かれることが理解される。線６０に沿ったＣＴ画像は、上述したように、面７０の有効減衰値を背面投影することによって求められ、同様に面５０と面７２、７４、８０および８２との交差線に沿ったＣＴ画像もそうである。上述したように、面７０、７２および７４は、これらの面で再構築される軸画像スライスの厚さと概ね等しい軸距離だけ、互いに間隔をあけることが好ましい。面７０と７２との間にある面８０は、面７０および７２のそれぞれから、厚さの半分とほぼ等しい距離だけ間隔をあけ、面７２と７４との間の面８２でも同様であることが好ましい。したがって、複数の軸方向平面７０、８０、７２、８２、７４などは、Ｘ線管によって描かれたスパイラル経路に沿って、対応する軸画像スライスの厚さの概ね半分以下である距離だけ、間隔をあける。軸方向平面７０、８０、７２、８２、７４などを、このような軸スライスの厚さの半分以下の距離だけ間隔をあけることにより、斜位スライスの先行技術の補間方法で遭遇する画像アーティファクトが、ほぼ除去されることが判明した。軸方向平面を、例えば軸スライス厚さの３分の１未満の距離だけなど、軸方向平面の間隔をさらにつめると、画像品質はさらに改善されるが、その代償として計算時間が長くなる。さらに、面８０および８２など、軸方向平面をさらに介入させるこの方法は、管２８の走査路によって、減衰データを軸位置の連続体で収集することができるスパイラル走査ＣＴシステムで、アーティファクトを削除するのに最も効果的に使用することができる。この方法は、減衰データを複数の互いに間隔をあけた別個の軸位置で収集する軸方向走査ＣＴシステムでは、それほど有効ではない。また、ＣＴ画像値は、面７０内の線６０の近傍９０にある他の点、および面７２、７４、８０および８２内の同様の近傍で求めることができる。これらのＣＴ画像値は、スライス５０に平行で間隔が密な複数の斜位画像スライスを生成するのに使用することが好ましく、これは、上述したように、スライス５０の画像品質を向上するために融合することができる。スライス５０は平面スライスであるが、この方法で非平面表面の画像の品質も同様に改善できることが理解される。軸方向平面７０、７２、７４、８０および８２の近傍９０に見られるＣＴ画像値は、さらに、そこから導かれた斜位スライス５０の画像品質を改善するよう、当技術分野で知られている画像処理方法を用いて処理することができる。例えば、近傍９０のＣＴ値を使用して、リング状アーティファクトを検出することができ、したがってスライス５０からアーティファクトを、より簡単に特定し、削除することができる。リング状アーティファクトは、軸方向ＣＴ画像では一般に、管２８の回転中心を中心とする円形として現れる。アーティファクトは、当技術分野で知られている画像処理方法を用いて、軸方向平面の近傍９０のＣＴ画像値を分析するＣＴスキャナ２０に関連する画像処理コンピュータにより、自動的に認識されることが好ましい。次に、例えばアーティファクトの位置に隣接する点のＣＴ値を補間することにより、当技術分野で知られているように、後処理中に斜位スライス画像５０、５２、５４からアーティファクトを削除する。このアーティファクト修正方法は、非平面表面の画像の後処理にも、同様に使用することができる。あるいは、リング状アーティファクトを、斜位スライス５０、５２、５４内で直接特定し、処理することができる。リング状アーティファクトは、斜位スライス画像では、管２８の回転中心を中心とする楕円または楕円の一部として現れる。（特に、斜位スライス角度θが９０°に近い場合は、スライス内に楕円の一部しか含まれないことがある。）これらの楕円は、長軸と短軸の比率が分かっており、スライス角度θに依存する斜位スライス面のこれらの軸の方向も分かっている。上述した画像処理コンピュータは、回転中心を中心とし、長軸と短軸との比率および軸方向が分かっている楕円および楕円の一部を認識し、斜位スライス画像５０、５２、５４からこれを削除するようプログラムすることが好ましい。上記の好ましい実施形態は、一般に、厚さが等しい単一の斜位画像スライスまたは複数の斜位平行スライスについて述べてきたが、本発明の原理は、図３に示すように、単一の走査から複数の非平行スライス、さらの厚さが異なる複数のスライスを再構築するのに、同様に適用できることが理解される。これと厚さが異なるスライスは、例えば複数の軸方向平面からの減衰値を融合するか、幾つかのスライスを再構築して融合し、上述したようにより厚いスライスを構成するか、あるいは軸方向平面７０、７２、７４などの間隔を変化させることにより、同じ走査から再構築することができる。厚さが異なるスライスは、例えば被験者の頭部および脳の検査に有用である。さらに、上述したように前処理またはフィルタリングした減衰データがメモリ内に保存されている場合、ＣＴ走査が完了した後に、追加の斜位スライスを様々なスライス角度および位置で、本発明の原理に従い再構築することができる。上述した好ましい実施形態は例証により引用したものであり、本発明の完全な範囲は請求の範囲によってのみ制限されることが理解される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１２月７日（１９９８．１２．７）【補正内容】請求の範囲１．ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法であって、軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを収集することと、減衰データを前処理して、１つまたは複数の非軸画像スライスのそれぞれに対応する１つまたは複数の表面に沿って、複数の点でＣＴ値を決定することにより、１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築すること、及び再構築画像からリング状アーティファクトを除去すること、を含み、減衰データを処理することが、データを１つまたは複数の表面のそれぞれに沿った複数の点に、直接背面投影することを含む方法。２．軸方向範囲にわたってデータを収集することが、１つまたは複数の非軸画像スライスの軸方向範囲によって規定された範囲にわたって、データを収集することを含む、請求項１に記載の方法。３．データを背面投影することが、データを背面投影して、ほぼ１つまたは複数の非軸方向平面のそれぞれにある複数の点又はその近傍でのみＣＴ値を決定することを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。４．軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを収集することが、範囲をトラバースするスパイラル走査路に沿ってＸ線減衰データを収集することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。５．１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することが、１つまたは複数の湾曲表面に沿って画像を再構築することを含み、減衰データを処理して、１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することが、データを処理して、湾曲表面に沿った点でＣＴ値を決定することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。６．１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することが、スキャナの軸に対して傾斜した方向の平面斜位画像スライスを再構築することを含み、減衰データを処理して１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することが、データを処理して、画像スライスによって規定された１つまたは複数の斜位面の点でＣＴ値を決定することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。７．再構築された軸方向画像上でリング状アーティファクトが検出され且つ補正される、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。８．斜位画像スライスの少なくとも１つで少なくとも楕円の一部を特定することにより、１つまたは複数の斜位画像スライスで前記リング状アーティファクトを検出することを含む、請求項７に記載の方法。９．少なくとも楕円の一部を特定することが、既知の長軸と短軸との比率を有する楕円を求めることを含む、請求項８に記載の方法。１０．少なくとも楕円の一部を特定することが、１つまたは複数の斜位画像スライスのうち１つの面で、既知の軸の角方向を有する楕円を求めることを含む、請求項８または９に記載の方法。１１．リング状アーティファクトを除去することが、複数の軸方向平面を選択し、軸方向平面と１つ又は複数の非軸スライスとの交差部各々で、複数の線であってそれに沿ってＣＴ値を決定するものを規定すること、及びＸ線減衰データを処理して、少なくとも１つの軸方向平面で１本以上の線の近傍にある追加の点でＣＴ値を決定すること、を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。１２．リング状アーティファクトを除去することが、追加の点におけるＣＴ値を使用して、少なくとも１つの軸方向平面におけるアーティファクトを検出すること、を含む請求項１１に記載の方法。１３．ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、間に所定の軸方向の間隔を有する複数の軸方向平面を選択し、それによって面と１つまたは複数の非軸画像スライスとの交差部で複数の線を規定することと、複数の軸方向平面によって規定された軸方向範囲をトラバースする既知のピッチを有するスパイラル走査路に沿って、Ｘ線減衰データを収集することと、Ｘ線減衰データを処理して、複数の線に沿った複数の点及び線の近傍でのみ軸方向平面内でのみＣＴ値を直接決定することとを含む方法。１４．Ｘ線減衰データを処理することが、複数の軸方向平面の中から複数の互いに隣接する面の減衰データを融合して統合データを生成することを含み、減衰データを背面投影することが、統合データを背面投影することを含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。１５．減衰データを処理することが、データを背面投影する前に減衰データをフィルタにかけることを含み、複数の線に沿ってＣＴ値の決定に使用されないデータが、フィルタリング作業から削除される、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。１６．減衰データを処理することが、減衰データを補間して、複数の軸方向平面で有効減衰値を求めることを含む、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。１７．複数の軸方向平面を選択することが、軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さより有意に小さい距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含む、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。１８．ほぼ軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さ以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することが、軸画像スライスの厚さの半分以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含む、請求項１７に記載の方法。１９．軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さのほぼ半分以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することが、軸画像スライスの厚さの３分の１以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含む、請求項１８に記載の方法。２０．ＣＴスキャナで複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、複数の非軸スライスのそれぞれの位置および方向を選択することと、請求項１３から１９のいずれか一項の方法により各スライスを再構築することとを含み、複数の軸方向平面を選択することが、複数の非軸スライスのうち２つのそれぞれで、少なくとも一部を再構築するため、少なくとも１つの共通軸方向平面を選択することを含む方法。２１．複数の非軸画像スライスを再構築することが、複数の平面斜位スライスを再構築することを含み、複数の非軸スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、斜位スライスのうち少なくとも２つに共通の方向を選択することを含む、請求項２０に記載の方法。２２．複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、斜位スライスのうち少なくとも３つのグループで共通の方向を選択し、そのグループのスライスが等間隔になるようスライスの位置を選択することを含む、請求項２１に記載の方法。２３．共通方向の斜位スライスのうち少なくとも２つを融合して、斜位統合スライスを生成することを含む、請求項２１または２２に記載の方法。２４．少なくとも２つの共通方向の斜位スライスを融合して斜位統合スライスを生成することが、角度に依存しない解像度を有する統合スライスを生成することを含む、請求項２３に記載の方法。２５．複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、斜位スライスのうち少なくとも３つからなるグループで共通の方向を選択し、グループのスライスが不均等な間隔になるようスライスの位置を選択することを含む、請求項２４に記載の方法。２６．複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、少なくとも２つのスライスに異なる方向を選択することを含む、請求項２０から２５のいずれか一項に記載の方法。２７．減衰データを処理してＣＴ値を決定することが、ＣＴ走査中に減衰データを前処理して、前処理データを保存し、保存データを処理してＣＴ値を決定することを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。２８．データを前処理することが、データをフィルタリングすることを含む、請求項２７に記載の方法。２９．ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法であって、軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを収集することと、減衰データを前処理して、１つまたは複数の非平面画像スライスのそれぞれに対応する１つまたは複数の表面に沿って、複数の点でＣＴ値を決定することにより、１つまたは複数の非平面画像スライスを再構築すること、及び再構築画像からリング状アーティファクトを除去すること、を含み、減衰データを処理することが、データを１つまたは複数の表面のそれぞれに沿った複数の点に、直接背面投影することを含む方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法であって、軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを収集することと、減衰データを前処理して、１つまたは複数の非軸画像スライスのそれぞれに対応する１つまたは複数の表面に沿って、複数の点でＣＴ値を決定することとを含み、減衰データを処理することが、データを１つまたは複数の表面のそれぞれに沿った複数の点に、直接背面投影することを含む方法。２．軸方向範囲にわたってデータを収集することが、１つまたは複数の非軸画像スライスの軸方向範囲によって規定された範囲にわたって、データを収集することを含む、請求項１に記載の方法。３．データを背面投影することが、データを背面投影して、ほぼ１つまたは複数の非軸方向平面のそれぞれにある複数の点でのみＣＴ値を決定することを含む、請求項１または２に記載の方法。４．軸方向範囲にわたってＸ線減衰データを収集することが、範囲をトラバースするスパイラル走査路に沿ってＸ線減衰データを収集することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。５．１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することが、１つまたは複数の湾曲表面に沿って画像を再構築することを含み、減衰データを処理して、１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することが、データを処理して、湾曲表面に沿った点でＣＴ値を決定することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。６．１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することが、スキャナの軸に対して傾斜した方向の平面斜位画像スライスを再構築することを含み、減衰データを処理して１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することが、データを処理して、画像スライスによって規定された１つまたは複数の斜位面の点でＣＴ値を決定することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。７．複数の軸方向平面を選択することを含み、軸方向平面が、軸方向平面と１つまたは複数の非軸スライスとの個々の交差部で複数の線を規定し、その線に沿ってＣＴ値が決定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。８．ＣＴスキャナで１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、間に所定の軸方向の間隔を有する複数の軸方向平面を選択し、それによって面と１つまたは複数の非軸画像スライスとの交差部で複数の線を規定することと、複数の軸方向平面によって規定された軸方向範囲をトラバースする既知のピッチを有するスパイラル走査路に沿って、Ｘ線減衰データを収集することと、Ｘ線減衰データを処理して、複数の線に沿った複数の点でＣＴ値を直接決定することとを含む方法。９．Ｘ線減衰データを処理することが、減衰データを背面投影して、ほぼ複数の線に沿った複数の点でのみＣＴ値を決定することを含む、請求項８に記載の方法。１０．Ｘ線減衰データを処理することが、複数の軸方向平面の中から複数の互いに隣接する面の減衰データを融合して統合データを生成することを含み、減衰データを背面投影することが、統合データを背面投影することを含む、請求項９に記載の方法。１１．減衰データを処理することが、データを背面投影する前に減衰データをフィルタにかけることを含み、複数の線に沿ってＣＴ値の決定に使用されないデータが、フィルタリング作業から削除される、請求項７、９または１０に記載の方法。１２．減衰データを処理することが、減衰データを補間して、複数の軸方向平面で有効減衰値を求めることを含む、請求項７から１１のいずれか一項に記載の方法。１３．複数の軸方向平面を選択することが、軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さより有意に小さい距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含む、請求項７から１２のいずれか一項に記載の方法。１４．ほぼ軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さ以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することが、軸画像スライスの厚さの半分以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含む、請求項１３に記載の方法。１５．軸方向平面の１つに対応する軸画像スライスの厚さのほぼ半分以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することが、軸画像スライスの厚さの３分の１以下の距離だけ互いに間隔をあけた軸方向平面を選択することを含む、請求項１４に記載の方法。１６．Ｘ線減衰データを処理して、少なくとも１つの軸方向平面で１本以上の線の近傍にある追加の点でＣＴ値を決定することと、追加の点におけるＣＴ値を使用して、少なくとも１つの軸方向平面でアーテイファクトを検出することとを含む、請求項７から１５のいずれか一項に記載の方法。１７．アーティファクトを検出することが、リング状アーティファクトを検出することを含む、請求項１６に記載の方法。１８．少なくとも１つの非軸画像スライスからアーティファクトを除去することを含む、請求項１６または１７に記載の方法。１９．１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することが、１つまたは複数の湾曲表面の画像を再構築することを含み、減衰データを処理して１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することが、データを処理して湾曲表面に沿った点でＣＴ値を決定することを含む、請求項７から１８のいずれか一項に記載の方法。２０．１つまたは複数の非軸画像スライスを再構築することが、スキャナの軸に対して傾斜した方向の平面斜位画像スライスを再構築することを含み、減衰データを処理して１つまたは複数の表面に沿ってＣＴ値を決定することが、データを処理して、画像スライスに規定された１つまたは複数の斜位面にある点でＣＴ値を決定することを含む、請求項７から１８のいずれか一項に記載の方法。２１．斜位画像スライスの少なくとも１つで少なくとも楕円の一部を特定することにより、１つまたは複数の斜位画像スライスでアーテイファクトを検出することを含む、請求項６または２０に記載の方法。２２．少なくとも楕円の一部を特定することが、既知の長軸と短軸との比率を有する楕円を求めることを含む、請求項２１に記載の方法。２３．少なくとも楕円の一部を特定することが、１つまたは複数の斜位画像スライスのうち１つの面で、既知の軸の角方向を有する楕円を求めることを含む、請求項２１または２２に記載の方法。２４．ＣＴスキャナで複数の非軸画像スライスを再構築する方法で、複数の非軸スライスのそれぞれの位置および方向を選択することと、請求項７から２３のいずれか一項の方法により各スライスを再構築することとを含み、複数の軸方向平面を選択することが、複数の非軸スライスのうち２つのそれぞれで、少なくとも一部を再構築するため、少なくとも１つの共通軸方向平面を選択することを含む方法。２５．複数の非軸画像スライスを再構築することが、複数の平面斜位スライスを再構築することを含み、複数の非軸スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、斜位スライスのうち少なくとも２つに共通の方向を選択することを含む、請求項２４に記載の方法。２６．複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、斜位スライスのうち少なくとも３つのグループで共通の方向を選択し、そのグループのスライスが等間隔になるようスライスの位置を選択することを含む、請求項２５に記載の方法。２７．共通方向の斜位スライスのうち少なくとも２つを融合して、斜位統合スライスを生成することを含む、請求項２５または２６に記載の方法。２８．少なくとも２つの共通方向の斜位スライスを融合して斜位統合スライスを生成することが、角度に依存しない解像度を有する統合スライスを生成することを含む、請求項２７に記載の方法。２９．複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、斜位スライスのうち少なくとも３つからなるグループで共通の方向を選択し、グループのスライスが不均等な間隔になるようスライスの位置を選択することを含む、請求項２５に記載の方法。３０．複数の斜位スライスのそれぞれで位置および方向を選択することが、少なくとも２つのスライスに異なる方向を選択することを含む、請求項２４から２９のいずれか一項に記載の方法。３１．減衰データを処理してＣＴ値を決定することが、ＣＴ走査中に減衰データを前処理して、前処理データを保存し、保存データを処理してＣＴ値を決定することを含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載の方法。３２．データを前処理することが、データをフィルタリングすることを含む、請求項３１に記載の方法。