JP2002034971A - マルチスライス型イメージング・システムで薄層スライス・イメージング・データを作成するための方法及び装置 - Google Patents
マルチスライス型イメージング・システムで薄層スライス・イメージング・データを作成するための方法及び装置Info
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出器素子の複数の横列が投影データをスラ
イス単位で獲得するように構成されているコンピュータ
断層撮影イメージング・システムで、スライス厚を薄く
する方法を提供する。 【解決手段】 各々が外側エッジ（６０，６２）を有す
る一対の隣接した横列（５６，５８）からイメージング
・データを取得し、前記横列の外側エッジを境界とする
領域（６８）から取得したイメージング・データの少な
くとも一部分を逆たたみ込みし、該逆たたみ込みしたデ
ータを合成して前記隣接した横列の対に対するスライス
感度プロフィール（７６）を得る。本方法によって、マ
ルチスライス型イメージング・システムのスライス厚を
１ミリメートル未満まで減少させるようなイメージング
・データの逆たたみ込みを行うことができ、既存のシス
テムのハードウェアの変更なしに画像分解能を向上でき
る。
イス単位で獲得するように構成されているコンピュータ
断層撮影イメージング・システムで、スライス厚を薄く
する方法を提供する。 【解決手段】 各々が外側エッジ（６０，６２）を有す
る一対の隣接した横列（５６，５８）からイメージング
・データを取得し、前記横列の外側エッジを境界とする
領域（６８）から取得したイメージング・データの少な
くとも一部分を逆たたみ込みし、該逆たたみ込みしたデ
ータを合成して前記隣接した横列の対に対するスライス
感度プロフィール（７６）を得る。本方法によって、マ
ルチスライス型イメージング・システムのスライス厚を
１ミリメートル未満まで減少させるようなイメージング
・データの逆たたみ込みを行うことができ、既存のシス
テムのハードウェアの変更なしに画像分解能を向上でき
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、全般的には断層撮
影イメージングに関し、さらに詳細には、マルチスライ
ス型イメージング・システムを使用してコンピュータ断
層撮影イメージング・データを作成するための方法及び
装置に関する。
影イメージングに関し、さらに詳細には、マルチスライ
ス型イメージング・システムを使用してコンピュータ断
層撮影イメージング・データを作成するための方法及び
装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】周知のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イ
メージング・システムの少なくとも１つの構成では、Ｘ
線源は、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面（一般に「画像作
成面」と呼ばれる）内に位置するようにコリメートされ
たファンビーム（扇形状ビーム）を放出する。Ｘ線ビー
ムは、例えば患者などの画像作成対象を透過する。ビー
ムは、この対象によって減衰を受けた後、放射線検出器
のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰
したビーム状放射線の強度は、対象によるＸ線ビームの
減衰に依存する。このアレイの各検出器素子は、それぞ
れの検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当する電気
信号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量
計測値を別々に収集し、透過プロフィールが作成され
る。
メージング・システムの少なくとも１つの構成では、Ｘ
線源は、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面（一般に「画像作
成面」と呼ばれる）内に位置するようにコリメートされ
たファンビーム（扇形状ビーム）を放出する。Ｘ線ビー
ムは、例えば患者などの画像作成対象を透過する。ビー
ムは、この対象によって減衰を受けた後、放射線検出器
のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰
したビーム状放射線の強度は、対象によるＸ線ビームの
減衰に依存する。このアレイの各検出器素子は、それぞ
れの検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当する電気
信号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量
計測値を別々に収集し、透過プロフィールが作成され
る。
【０００３】周知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが画像作成対象を切る
角度が一定に変化するようにして、画像作成面内でこの
画像作成対象の周りをガントリと共に回転する。あるガ
ントリ角度で検出器アレイより得られる一群のＸ線減衰
量計測値（すなわち、投影データ）のことを「ビュー(v
iew)」という。また、画像作成対象の「スキャン・デー
タ」は、Ｘ線源と検出器が１回転する間に、様々なガン
トリ角度、すなわちビュー角度で得られるビューの集合
からなる。アキシャル・スキャンでは、この投影データ
を処理し、画像作成対象を透過させて得た２次元スライ
スに対応する画像を構成させる。投影データの組から画
像を再構成させるための一方法に、当技術分野において
フィルタ補正逆投影法と呼ぶものがある。この処理方法
では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、
別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、こ
れらの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応す
るピクセルの輝度を制御する。
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが画像作成対象を切る
角度が一定に変化するようにして、画像作成面内でこの
画像作成対象の周りをガントリと共に回転する。あるガ
ントリ角度で検出器アレイより得られる一群のＸ線減衰
量計測値（すなわち、投影データ）のことを「ビュー(v
iew)」という。また、画像作成対象の「スキャン・デー
タ」は、Ｘ線源と検出器が１回転する間に、様々なガン
トリ角度、すなわちビュー角度で得られるビューの集合
からなる。アキシャル・スキャンでは、この投影データ
を処理し、画像作成対象を透過させて得た２次元スライ
スに対応する画像を構成させる。投影データの組から画
像を再構成させるための一方法に、当技術分野において
フィルタ補正逆投影法と呼ぶものがある。この処理方法
では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、
別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、こ
れらの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応す
るピクセルの輝度を制御する。
【０００４】周知のＣＴシステムでは、そのＸ線ビーム
は、患者の体軸（すなわち、ｚ軸）におけるＸ線ビーム
のプロフィールを規定するための患者前置コリメータを
通過するようにＸ線源から投射される。このコリメータ
は、典型的には、その内部に開口をもつＸ線ビームを制
限するためのＸ線吸収材料を含んでいる。
は、患者の体軸（すなわち、ｚ軸）におけるＸ線ビーム
のプロフィールを規定するための患者前置コリメータを
通過するようにＸ線源から投射される。このコリメータ
は、典型的には、その内部に開口をもつＸ線ビームを制
限するためのＸ線吸収材料を含んでいる。
【０００５】ＣＴイメージング・システムは、典型的に
は、コリメータの開口サイズやスライス厚などのファク
タにより課せられる制約範囲内での画像分解能を提供す
る。少なくとも１つのＣＴシステムでは、その最小スラ
イス厚は１．２５ミリメートルであり、この値は主に検
出器素子のピッチ・サイズにより決定される。画像分解
能を向上させるためには、スライス厚を１ミリメートル
未満まで薄くし、かつその厚さの減少をイメージング・
システムのハードウェアに及ぼす影響を最小にするよう
にして達成することが望ましい。
は、コリメータの開口サイズやスライス厚などのファク
タにより課せられる制約範囲内での画像分解能を提供す
る。少なくとも１つのＣＴシステムでは、その最小スラ
イス厚は１．２５ミリメートルであり、この値は主に検
出器素子のピッチ・サイズにより決定される。画像分解
能を向上させるためには、スライス厚を１ミリメートル
未満まで薄くし、かつその厚さの減少をイメージング・
システムのハードウェアに及ぼす影響を最小にするよう
にして達成することが望ましい。
【０００６】単一スライス型イメージング・システムで
スライス厚を薄くするためには、検出器素子の一部分を
照射し、イメージング・データ（例えば、投影データま
たは画像データ）を逆たたみ込み(deconvolution) し
て、再構成したスライス・プロフィールの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）間隔を減少させることが知られている。マルチ
スライス型システムに対しても、システムのハードウェ
アに影響を与えずに同様のスライス幅減少を達成できる
ことが望ましい。しかし、マルチスライス型イメージン
グ・システムに対してこの方式を実施する際には、マル
チスライスのサンプリングが、例えば隣接した検出器横
列(row) 相互の間のジョイント部により制限されるため
問題を生じることがある。
スライス厚を薄くするためには、検出器素子の一部分を
照射し、イメージング・データ（例えば、投影データま
たは画像データ）を逆たたみ込み(deconvolution) し
て、再構成したスライス・プロフィールの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）間隔を減少させることが知られている。マルチ
スライス型システムに対しても、システムのハードウェ
アに影響を与えずに同様のスライス幅減少を達成できる
ことが望ましい。しかし、マルチスライス型イメージン
グ・システムに対してこの方式を実施する際には、マル
チスライスのサンプリングが、例えば隣接した検出器横
列(row) 相互の間のジョイント部により制限されるため
問題を生じることがある。
【０００７】２重スライス型のイメージング・データ収
集と逆たたみ込み技法とを使用して、マルチスライス型
イメージング・システムに対してシステムのハードウェ
アの変更を必要とせずにそのスライス厚を減少させるこ
とが望ましい。
集と逆たたみ込み技法とを使用して、マルチスライス型
イメージング・システムに対してシステムのハードウェ
アの変更を必要とせずにそのスライス厚を減少させるこ
とが望ましい。
【０００８】
【発明の概要】したがって、実施の一形態では、Ｘ線ビ
ームが被検体を通って検出器素子の複数の横列へ方向付
けされるように構成された線源を含み、該検出器素子の
複数の横列が投影データをスライス単位で獲得するよう
に構成されているコンピュータ断層撮影イメージング・
システムで、スライス厚を薄くするための方法が提供さ
れる。この方法は、各々が外側エッジを有する一対の隣
接した横列からイメージング・データを取得するステッ
プと、前記隣接した横列の外側エッジを境界とする領域
から取得したイメージング・データの少なくとも一部分
を逆たたみ込みするステップと、逆たたみ込みしたイメ
ージング・データを合成して前記隣接した横列の対に対
するスライス感度プロフィールを得るステップとを含
む。
ームが被検体を通って検出器素子の複数の横列へ方向付
けされるように構成された線源を含み、該検出器素子の
複数の横列が投影データをスライス単位で獲得するよう
に構成されているコンピュータ断層撮影イメージング・
システムで、スライス厚を薄くするための方法が提供さ
れる。この方法は、各々が外側エッジを有する一対の隣
接した横列からイメージング・データを取得するステッ
プと、前記隣接した横列の外側エッジを境界とする領域
から取得したイメージング・データの少なくとも一部分
を逆たたみ込みするステップと、逆たたみ込みしたイメ
ージング・データを合成して前記隣接した横列の対に対
するスライス感度プロフィールを得るステップとを含
む。
【０００９】上述の方法によって、マルチスライス型イ
メージング・システムのユーザは、そのスライス厚を１
ミリメートル未満まで減少させるようなイメージング・
データの逆たたみ込みを実施することができる。したが
って、既存のマルチスライス型イメージング・システム
においてハードウェアの変更を要することなく画像分解
能が向上する。
メージング・システムのユーザは、そのスライス厚を１
ミリメートル未満まで減少させるようなイメージング・
データの逆たたみ込みを実施することができる。したが
って、既存のマルチスライス型イメージング・システム
においてハードウェアの変更を要することなく画像分解
能が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、「第
３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含む
ものとして、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージン
グ・システム１０を示している。ガントリ１２は、この
ガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に
向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。
検出器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患
者）を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子
２０により形成される。検出器アレイ１８は、単一スラ
イス構成で製作される場合とマルチ・スライス構成で製
作される場合がある。各検出器素子２０は、入射したＸ
線ビームの強度を表す電気信号、すなわち患者２２を透
過したＸ線ビームの減衰を表す電気信号を発生させる。
Ｘ線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガン
トリ１２及びガントリ上に装着されたコンポーネントは
回転中心２４の周りを回転する。
３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含む
ものとして、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージン
グ・システム１０を示している。ガントリ１２は、この
ガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に
向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。
検出器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患
者）を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子
２０により形成される。検出器アレイ１８は、単一スラ
イス構成で製作される場合とマルチ・スライス構成で製
作される場合がある。各検出器素子２０は、入射したＸ
線ビームの強度を表す電気信号、すなわち患者２２を透
過したＸ線ビームの減衰を表す電気信号を発生させる。
Ｘ線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガン
トリ１２及びガントリ上に装着されたコンポーネントは
回転中心２４の周りを回転する。
【００１１】ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング
信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３
０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム
（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０か
らのアナログ・データをサンプリングし、このデータを
後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像再
構成装置３４は、サンプリングされディジタル化された
Ｘ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再構
成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入力
として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３８
内に格納される。
は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御され
る。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング
信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回
転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３
０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム
（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０か
らのアナログ・データをサンプリングし、このデータを
後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像再
構成装置３４は、サンプリングされディジタル化された
Ｘ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再構
成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入力
として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３８
内に格納される。
【００１２】コンピュータ３６はまた、キーボードを有
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ド及びスキャン・パラメータを受け取る。オペレータに
より提供されるこうしたパラメータの１つは、データ収
集用の公称スライス厚である。付属の陰極線管ディスプ
レイ４２により、オペレータはコンピュータ３６からの
再構成画像やその他のデータを観察することができる。
コンピュータ３６は、オペレータの発したコマンド及び
パラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及
びガントリ・モータ制御装置３０に対して制御信号や制
御情報を提供する。さらにコンピュータ３６は、モータ
式テーブル４６を制御してガントリ１２内での患者２２
の位置決めをするためのテーブル・モータ制御装置４４
を操作する。詳細には、テーブル４６により患者２２の
各部分はガントリ開口４８を通過できる。
するコンソール４０を介して、オペレータからのコマン
ド及びスキャン・パラメータを受け取る。オペレータに
より提供されるこうしたパラメータの１つは、データ収
集用の公称スライス厚である。付属の陰極線管ディスプ
レイ４２により、オペレータはコンピュータ３６からの
再構成画像やその他のデータを観察することができる。
コンピュータ３６は、オペレータの発したコマンド及び
パラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及
びガントリ・モータ制御装置３０に対して制御信号や制
御情報を提供する。さらにコンピュータ３６は、モータ
式テーブル４６を制御してガントリ１２内での患者２２
の位置決めをするためのテーブル・モータ制御装置４４
を操作する。詳細には、テーブル４６により患者２２の
各部分はガントリ開口４８を通過できる。
【００１３】図３を参照すると、典型的なマルチスライ
ス型システムでは、Ｘ線ビーム１６は線源１４の焦点５
０から放出され、ｚ軸においてビーム１６のプロフィー
ルを規定するための患者前置コリメータ５２を通過する
ように投射される。コリメートされたビーム１６は、複
数の横列５４（例えば、検出器素子２０の４つの横列５
４）を含む検出器アレイ１８に向けて投射される。隣接
した横列５６及び５８は、それぞれ外側エッジ６０及び
６２を有する検出器アレイ１８の中央横列である。横列
５６の内側エッジ６４は横列５８の内側エッジ６６に隣
接している。
ス型システムでは、Ｘ線ビーム１６は線源１４の焦点５
０から放出され、ｚ軸においてビーム１６のプロフィー
ルを規定するための患者前置コリメータ５２を通過する
ように投射される。コリメートされたビーム１６は、複
数の横列５４（例えば、検出器素子２０の４つの横列５
４）を含む検出器アレイ１８に向けて投射される。隣接
した横列５６及び５８は、それぞれ外側エッジ６０及び
６２を有する検出器アレイ１８の中央横列である。横列
５６の内側エッジ６４は横列５８の内側エッジ６６に隣
接している。
【００１４】実施の一形態では、イメージング・システ
ム１０のスライス厚を薄くするための方法は、一対の隣
接した横列５４（例えば、中央の横列５６及び５８）か
らイメージング・データ（例えば、投影データや投影デ
ータから作成した画像データ）を取得することを含む。
さらに詳細には、ビーム１６は、左側中央検出器横列５
６の外側エッジ６０と右側中央検出器横列５８の外側エ
ッジ６２を境界とする領域６８の一部分を照射するよう
に方向付けされる。例えば、ビーム１６は、領域６８の
一部分内にビーム１６が包含されるようにコリメータ５
２によりコリメートされる。
ム１０のスライス厚を薄くするための方法は、一対の隣
接した横列５４（例えば、中央の横列５６及び５８）か
らイメージング・データ（例えば、投影データや投影デ
ータから作成した画像データ）を取得することを含む。
さらに詳細には、ビーム１６は、左側中央検出器横列５
６の外側エッジ６０と右側中央検出器横列５８の外側エ
ッジ６２を境界とする領域６８の一部分を照射するよう
に方向付けされる。例えば、ビーム１６は、領域６８の
一部分内にビーム１６が包含されるようにコリメータ５
２によりコリメートされる。
【００１５】上述のようにしてビーム１６を中央の横列
５６及び５８に方向付けしてイメージング・データを取
得することによって、幾つかの臨床応用ではスライス厚
が効果的に薄くされる。例えば、システム１０の半値全
幅（ＦＷＨＭ）間隔が１．２５ミリメートルである場
合、そのスライス厚は０．８〜０．９ミリメートルのＦ
ＷＨＭまで減少（薄く）される。これ以上の厚さの減少
はＸ線焦点５０のサイズ、並びにシステム１０の幾何学
構成（すなわち、コリメータ５２と焦点５０の間の距
離、及び検出器素子２０と焦点５０の間の距離）によっ
て制限される。
５６及び５８に方向付けしてイメージング・データを取
得することによって、幾つかの臨床応用ではスライス厚
が効果的に薄くされる。例えば、システム１０の半値全
幅（ＦＷＨＭ）間隔が１．２５ミリメートルである場
合、そのスライス厚は０．８〜０．９ミリメートルのＦ
ＷＨＭまで減少（薄く）される。これ以上の厚さの減少
はＸ線焦点５０のサイズ、並びにシステム１０の幾何学
構成（すなわち、コリメータ５２と焦点５０の間の距
離、及び検出器素子２０と焦点５０の間の距離）によっ
て制限される。
【００１６】多くの臨床応用に対して、０．５ミリメー
トルのスライス厚を達成することが望ましい。したがっ
て、別の実施形態では、領域６８から取得したイメージ
ング・データの少なくとも一部分を逆たたみ込みする。
さらに詳細に述べると、図４では、図３に示すような照
射を受けた際の横列５６のような左側中央の横列に関す
る典型的なスライス感度プロフィール７０を図示してい
る。感度プロフィール７０は、接合部（すなわち、横列
５６及び５８のそれぞれの内側エッジ６４及び６６）に
よりビーム１６の境界が規定される距離点である距離７
２において、ステップ関数に極めて近くなっている。コ
リメータ５２により規定する場合、外側エッジ６０に右
側から近づくのに伴って、ビーム１６の境界は徐々に低
下して行く（例えば、距離７４の周辺）。同様に図５を
参照すると、横列５８のような右側中央の横列に対する
典型的なスライス感度プロフィール７６は、内側エッジ
６４が内側エッジ６６と落ち合う点である距離７８にお
いて、ステップ関数に極めて近くなっている。コリメー
タ５２により規定する場合、外側エッジ６２に左側から
近づくのに伴って、ビーム１６の境界は徐々に低下して
行く（例えば、距離８０の周辺）。
トルのスライス厚を達成することが望ましい。したがっ
て、別の実施形態では、領域６８から取得したイメージ
ング・データの少なくとも一部分を逆たたみ込みする。
さらに詳細に述べると、図４では、図３に示すような照
射を受けた際の横列５６のような左側中央の横列に関す
る典型的なスライス感度プロフィール７０を図示してい
る。感度プロフィール７０は、接合部（すなわち、横列
５６及び５８のそれぞれの内側エッジ６４及び６６）に
よりビーム１６の境界が規定される距離点である距離７
２において、ステップ関数に極めて近くなっている。コ
リメータ５２により規定する場合、外側エッジ６０に右
側から近づくのに伴って、ビーム１６の境界は徐々に低
下して行く（例えば、距離７４の周辺）。同様に図５を
参照すると、横列５８のような右側中央の横列に対する
典型的なスライス感度プロフィール７６は、内側エッジ
６４が内側エッジ６６と落ち合う点である距離７８にお
いて、ステップ関数に極めて近くなっている。コリメー
タ５２により規定する場合、外側エッジ６２に左側から
近づくのに伴って、ビーム１６の境界は徐々に低下して
行く（例えば、距離８０の周辺）。
【００１７】ステップ関数に近似したビーム１６の境界
とコリメータ規定したビーム１６の境界との上述の相違
により、マルチスライスのイメージング・データに対し
て単一スライス応用に関して周知の逆たたみ込みを適用
した場合、アンダーシュートを効果的に補償することが
困難となる。したがって実施の一形態では、逆たたみ込
みをそのイメージング・データの一部分に対して適用す
る、例えば、逆たたみ込みを隣接した横列５６及び５８
の各々に対して別々に適用する。さらに詳細に述べる
と、例えば、以下に記載した関係式を用いて、左側中央
の横列５６に対する逆たたみ込みは左外側エッジ６０の
方向に適用し、右側中央の横列５８に対する逆たたみ込
みは右外側エッジ６２の方向に適用する。
とコリメータ規定したビーム１６の境界との上述の相違
により、マルチスライスのイメージング・データに対し
て単一スライス応用に関して周知の逆たたみ込みを適用
した場合、アンダーシュートを効果的に補償することが
困難となる。したがって実施の一形態では、逆たたみ込
みをそのイメージング・データの一部分に対して適用す
る、例えば、逆たたみ込みを隣接した横列５６及び５８
の各々に対して別々に適用する。さらに詳細に述べる
と、例えば、以下に記載した関係式を用いて、左側中央
の横列５６に対する逆たたみ込みは左外側エッジ６０の
方向に適用し、右側中央の横列５８に対する逆たたみ込
みは右外側エッジ６２の方向に適用する。
【００１８】
【数３】
【００１９】上式において、Ｐ1A及びＰ1Bは、それぞれ
左側中央検出器横列１Ａ及び右側中央検出器横列１Ｂに
対する元のイメージング・データ・サンプルであり、
Ｐ’1A及びＰ’1Bは、それぞれ左側中央検出器横列１Ａ
及び右側中央検出器横列１Ｂに対する修正後のイメージ
ング・データ・サンプルであり、ＷkA及びＷkBは逆たた
み込みカーネル点である。
左側中央検出器横列１Ａ及び右側中央検出器横列１Ｂに
対する元のイメージング・データ・サンプルであり、
Ｐ’1A及びＰ’1Bは、それぞれ左側中央検出器横列１Ａ
及び右側中央検出器横列１Ｂに対する修正後のイメージ
ング・データ・サンプルであり、ＷkA及びＷkBは逆たた
み込みカーネル点である。
【００２０】例えば横列５６と５８に関して、元のスラ
イス感度プロフィールは典型的には非対称であるため、
例えば、式（１）及び式（２）において上述したよう
に、逆たたみ込みに用いるすべてのデータ・サンプルが
同じ横列５４からのものであると、その逆たたみ込みの
結果は向上する。したがって実施の一形態では、例えば
アキシャル・スキャンに対するサンプリング・パターン
は、図６に示すようにして実施される。イメージング・
データ・サンプル９０を取得した後、検出器アレイ１８
をｚ軸において一定の均等間隔だけ（例えば、横列５４
の公称スライス厚の半分だけ）増分させ、例えば横列５
６からの新たなサンプル９２及び９４が、例えば横列５
６から採取した以前のサンプルに少なくとも部分的に重
なり合う（すなわち、またがる）ようにする。
イス感度プロフィールは典型的には非対称であるため、
例えば、式（１）及び式（２）において上述したよう
に、逆たたみ込みに用いるすべてのデータ・サンプルが
同じ横列５４からのものであると、その逆たたみ込みの
結果は向上する。したがって実施の一形態では、例えば
アキシャル・スキャンに対するサンプリング・パターン
は、図６に示すようにして実施される。イメージング・
データ・サンプル９０を取得した後、検出器アレイ１８
をｚ軸において一定の均等間隔だけ（例えば、横列５４
の公称スライス厚の半分だけ）増分させ、例えば横列５
６からの新たなサンプル９２及び９４が、例えば横列５
６から採取した以前のサンプルに少なくとも部分的に重
なり合う（すなわち、またがる）ようにする。
【００２１】図７及び８はそれぞれ、スライス感度プロ
フィール７０及び７６に対する上述の方式による逆たた
み込みを図示したものである。図７及び８に示す実施形
態では、逆たたみ込みを受けた感度プロフィール８２及
び８４は、３点逆たたみ込みカーネルを用いて取得され
る。別の実施形態では、別のサイズをもつカーネルが使
用される。
フィール７０及び７６に対する上述の方式による逆たた
み込みを図示したものである。図７及び８に示す実施形
態では、逆たたみ込みを受けた感度プロフィール８２及
び８４は、３点逆たたみ込みカーネルを用いて取得され
る。別の実施形態では、別のサイズをもつカーネルが使
用される。
【００２２】上述のように片側逆たたみ込みを用いる
と、逆たたみ込みを受けたスライスの重心は元のスライ
ス・プロフィールと比較してシフトする。（したがっ
て、例えば、図６に示す横列５８の第１のサンプル９０
の、横列５６の第３のサンプル９４上への明らかな重な
りは、逆たたみ込みを通じて変更される。）図７及び８
に示すように、実施の一形態による逆たたみ込みによ
り、横列５６の重心８６は右方向にシフトし、一方横列
５８の重心８８は左方向にシフトする。
と、逆たたみ込みを受けたスライスの重心は元のスライ
ス・プロフィールと比較してシフトする。（したがっ
て、例えば、図６に示す横列５８の第１のサンプル９０
の、横列５６の第３のサンプル９４上への明らかな重な
りは、逆たたみ込みを通じて変更される。）図７及び８
に示すように、実施の一形態による逆たたみ込みによ
り、横列５６の重心８６は右方向にシフトし、一方横列
５８の重心８８は左方向にシフトする。
【００２３】したがって実施の一形態として図７及び８
を参照すると、横列５６に対する逆たたみ込み済みのイ
メージング・データは、逆たたみ込みの前と後における
横列５６の重心８６の位置の差９６だけ右方向にシフト
している。同様に、横列５８に対する逆たたみ込み済み
のデータは、逆たたみ込みの前と後における横列５８の
重心８８の位置の差９８だけ左方向にシフトしている。
逆たたみ込みを受けシフトを受けた横列５６及び５８か
らのイメージング・データを合成して、図９に示すよう
なスライス感度プロフィール１００が得られる。図９に
は、逆たたみ込みする前の横列５６及び５８から合成し
たスライス・プロフィール１０２も示してある。
を参照すると、横列５６に対する逆たたみ込み済みのイ
メージング・データは、逆たたみ込みの前と後における
横列５６の重心８６の位置の差９６だけ右方向にシフト
している。同様に、横列５８に対する逆たたみ込み済み
のデータは、逆たたみ込みの前と後における横列５８の
重心８８の位置の差９８だけ左方向にシフトしている。
逆たたみ込みを受けシフトを受けた横列５６及び５８か
らのイメージング・データを合成して、図９に示すよう
なスライス感度プロフィール１００が得られる。図９に
は、逆たたみ込みする前の横列５６及び５８から合成し
たスライス・プロフィール１０２も示してある。
【００２４】したがって、上述の方法により、マルチス
ライス型システムのユーザは、元のＦＷＨＭが１．２５
ミリメートルであるシステムにおいて、０．６４ミリメ
ートルまでの狭いＦＷＨＭ間隔を達成できる。したがっ
て、そのスライス厚が薄くされ、かつ画像分解能がハー
ドウェアの変更なしに向上する。
ライス型システムのユーザは、元のＦＷＨＭが１．２５
ミリメートルであるシステムにおいて、０．６４ミリメ
ートルまでの狭いＦＷＨＭ間隔を達成できる。したがっ
て、そのスライス厚が薄くされ、かつ画像分解能がハー
ドウェアの変更なしに向上する。
【００２５】本発明の具体的な実施形態を詳細に記載し
図示してきたが、これらは説明および例示のためのもの
に過ぎず、本発明を限定する意図ではないことを明瞭に
理解されたい。さらに、本明細書に記載したＣＴシステ
ムは、Ｘ線源と検出器の双方がガントリと共に回転する
「第３世代」システムである。検出器素子が個々に補正
され所与のＸ線ビームに対して実質的に均一のレスポン
スを提供できるならば、検出器が全周の静止した検出器
でありかつＸ線源のみがガントリと共に回転する「第４
世代」システムを含め、別の多くのＣＴシステムも使用
可能である。さらに、本発明は、ＣＴイメージング・シ
ステム以外の他のイメージング・システムにおいて実現
することもできる。実施形態の幾つかでは、本明細書に
記載した方法は、コンピュータ３６と画像再構成装置３
４のいずれか一方又は両者を制御するソフトウェアまた
はファームウェア、あるいはこれらの組み合わせによっ
て実施される。さらに、本発明はコンピュータ３６や画
像再構成装置３４以外の他のプロセッサを用いて実現す
ることもできる。
図示してきたが、これらは説明および例示のためのもの
に過ぎず、本発明を限定する意図ではないことを明瞭に
理解されたい。さらに、本明細書に記載したＣＴシステ
ムは、Ｘ線源と検出器の双方がガントリと共に回転する
「第３世代」システムである。検出器素子が個々に補正
され所与のＸ線ビームに対して実質的に均一のレスポン
スを提供できるならば、検出器が全周の静止した検出器
でありかつＸ線源のみがガントリと共に回転する「第４
世代」システムを含め、別の多くのＣＴシステムも使用
可能である。さらに、本発明は、ＣＴイメージング・シ
ステム以外の他のイメージング・システムにおいて実現
することもできる。実施形態の幾つかでは、本明細書に
記載した方法は、コンピュータ３６と画像再構成装置３
４のいずれか一方又は両者を制御するソフトウェアまた
はファームウェア、あるいはこれらの組み合わせによっ
て実施される。さらに、本発明はコンピュータ３６や画
像再構成装置３４以外の他のプロセッサを用いて実現す
ることもできる。
【００２６】本発明を具体的な様々な実施形態に関して
説明してきたが、本発明は、当業者であれば、特許請求
の範囲の精神及び範疇の域内で修正を行って実施するこ
とができよう。
説明してきたが、本発明は、当業者であれば、特許請求
の範囲の精神及び範疇の域内で修正を行って実施するこ
とができよう。
【図１】ＣＴイメージング・システムの外観図である。
【図２】図１に示すシステムの概要ブロック図である。
【図３】典型的なマルチスライス型検出器アレイを照射
しているＸ線ビームの幾何学構成を表した略図である。
しているＸ線ビームの幾何学構成を表した略図である。
【図４】図３に示すような照射を受けた際の、左側中央
検出器素子横列に対する典型的なスライス感度プロフィ
ールを表したグラフである。
検出器素子横列に対する典型的なスライス感度プロフィ
ールを表したグラフである。
【図５】図３に示すような照射を受けた際の、右側中央
検出器素子横列に対する典型的なスライス感度プロフィ
ールを表したグラフである。
検出器素子横列に対する典型的なスライス感度プロフィ
ールを表したグラフである。
【図６】実施の一形態によるマルチスライスのサンプリ
ング・パターンの略図である。
ング・パターンの略図である。
【図７】実施の一形態による逆たたみ込みを受けた図４
の左側中央検出器のスライス感度プロフィールを表した
グラフである。
の左側中央検出器のスライス感度プロフィールを表した
グラフである。
【図８】実施の一形態による逆たたみ込みを受けた図５
の右側中央検出器のスライス感度プロフィールを表した
グラフである。
の右側中央検出器のスライス感度プロフィールを表した
グラフである。
【図９】実施の一形態により取得した合成スライス感度
プロフィールのグラフである。
プロフィールのグラフである。
１０ ＣＴイメージング・システム １２ ガントリ １４ Ｘ線源 １６ Ｘ線ビーム １８ 検出器アレイ ２０ 検出器素子 ２２ 患者、被検体 ２４ 回転中心、アイソセンタ ２６ 制御機構 ２８ Ｘ線制御装置 ３０ ガントリ・モータ制御装置 ３２ データ収集システム（ＤＡＳ） ３４ 画像再構成装置 ３６ コンピュータ ３８ 大容量記憶装置 ４０ コンソール ４２ 陰極線管ディスプレイ ４４ テーブル・モータ制御装置 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 ５０ Ｘ線焦点 ５２ 患者前置コリメータ ５４ 検出器の横列 ５６ 右側中央検出器横列 ５６ 左側中央検出器横列 ６０ 横列５６の外側エッジ ６２ 横列５８の外側エッジ ６４ 横列５６の内側エッジ ６６ 横列５８の内側エッジ ７０、７６ スライス感度プロフィール ８２、８４ 逆たたみ込みを受けた感度プロフィール ８６ 横列５６の重心 ８８ 横列５８の重心 ９０、９２、９４ イメージング・データ・サンプル ９６ 逆たたみ込みの前と後における横列５６の重心位
置の差 ９８ 逆たたみ込みの前と後における横列５８の重心位
置の差 １００ 合成したスライス感度プロフィール １０２ 逆たたみ込みする前の横列５６及び５８から合
成したスライス・プロフィール
置の差 ９８ 逆たたみ込みの前と後における横列５８の重心位
置の差 １００ 合成したスライス感度プロフィール １０２ 逆たたみ込みする前の横列５６及び５８から合
成したスライス・プロフィール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン・ヘシエー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル ックフィールド、ウエスト・ケズウィッ ク・コート、19970番 (72)発明者 ジャニン・リー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ニュ ー・ベルリン、サウス・マッキントッシ ュ・コート、3635番 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA10 CA02 EA13 EB17 FE14 FE18 5B057 AA09 BA03 BA13 BA28 CA08 CA11 CA16 CB08 CB11 CB16 CC02 CE20 CH01 DA16 DB01 DC16
Claims (27)
- 【請求項１】 Ｘ線ビーム（１６）が被検体（２２）を
通って検出器素子の複数の横列（５４）へ方向付けされ
るように構成された線源（１４）を含み、該検出器素子
の複数の横列が投影データをスライス単位で獲得するよ
うに構成されているコンピュータ断層撮影イメージング
・システム（１０）で、スライス厚を薄くする方法であ
って、 各々が外側エッジ（６０，６２）を有する一対の隣接し
た横列（５６，５８）からイメージング・データを取得
するステップと、 前記隣接した横列の外側エッジを境界とする領域（６
８）から取得したイメージング・データの少なくとも一
部分を逆たたみ込みするステップと、 逆たたみ込みしたイメージング・データを合成して前記
隣接した横列の対に対するスライス感度プロフィール
（７６）を得るステップ、とを含む方法。 - 【請求項２】 一対の隣接した横列（５６，５８）から
イメージング・データを取得する前記ステップが、検出
器アレイ（１８）の中央の隣接した横列からイメージン
グ・データを取得するステップを含む、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 さらに、前記Ｘ線ビーム（１６）を、前
記隣接した横列の対（５６，５８）の外側エッジ（６
０，６２）を境界とする領域（６８）の一部分を照射す
るように方向付けするステップを含む、請求項２に記載
の方法。 - 【請求項４】 Ｘ線ビーム（１６）を前記隣接した横列
の対（５６，５８）の外側エッジ（６０，６２）を境界
とする領域（６８）の一部分を照射するように方向付け
する前記ステップが、前記ビームを領域（６８）の前記
一部分内に包含されるようにコリメートするステップを
含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 一対の隣接した横列（５６，５８）から
イメージング・データを取得する前記ステップが、少な
くとも部分的に重なり合っているイメージング・データ
・サンプル（９０，９２，９４）を取得するステップを
含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記イメージング・システム（１０）が
ｚ軸に沿って投影データを獲得するように構成されてい
ると共に、少なくとも部分的に重なり合っているイメー
ジング・データ・サンプル（９０，９２，９４）を取得
する前記ステップが、ｚ軸に沿って均等間隔でサンプル
を取得するステップを含む、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記均等間隔がイメージング・システム
（１０）の公称横列スライス厚の半分である、請求項６
に記載の方法。 - 【請求項８】 前記隣接した横列の外側エッジ（６０，
６２）を境界とする領域（６８）から取得したイメージ
ング・データの少なくとも一部分を逆たたみ込みする前
記ステップが、前記隣接した横列（５６，５８）の各々
から取得したイメージング・データを別々に逆たたみ込
みするステップを含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記隣接した横列（５６，５８）の各々
から取得したイメージング・データを別々に逆たたみ込
みする前記ステップが、次の関係式を用いてイメージン
グ・データを逆たたみ込みするステップを含む、請求項
８に記載の方法。 【数１】 上式において、Ｐ1A及びＰ1Bは、それぞれ左側中央検出
器横列１Ａ及び右側中央検出器横列１Ｂに対する元のイ
メージング・データ・サンプルであり、Ｐ’1A及びＰ’
1Bは、それぞれ左側中央検出器横列１Ａ及び右側中央検
出器横列１Ｂに対する修正後のサンプルであり、ＷkA及
びＷkBは逆たたみ込みカーネル点である。 - 【請求項１０】 前記隣接した横列（５６，５８）の各
々から取得したイメージング・データを別々に逆たたみ
込みする前記ステップが、逆たたみ込み前の横列イメー
ジング・データの重心位置と逆たたみ込み後の横列イメ
ージング・データの重心位置の差（９６，９８）だけ前
記逆たたみ込み済みイメージング・データを前記隣接し
た横列の各々からシフトさせるステップを含む、請求項
８に記載の方法。 - 【請求項１１】 逆たたみ込みしたイメージング・デー
タを合成して隣接した横列の対（５６，５８）に対する
スライス感度プロフィール（７６）を取得する前記ステ
ップが、逆たたみ込み済みイメージング・データをイメ
ージング・データの重心位置の少なくとも１つの差（９
６，９８）だけシフトさせるステップを含む、請求項１
に記載の方法。 - 【請求項１２】 一対の隣接した横列（５６，５８）か
らイメージング・データを取得する前記ステップが、ア
キシャル・スキャンを実行するステップを含む、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項１３】 一対の隣接した横列（５６，５８）か
らイメージング・データを取得する前記ステップが、ヘ
リカル・スキャンを実行するステップを含む、請求項１
に記載の方法。 - 【請求項１４】 Ｘ線ビーム（１６）が被検体（２２）
を通って検出器素子の複数の横列（５４）へ方向付けさ
れるように構成された線源（１４）を含み、該検出器素
子の複数の横列が投影データをスライス単位で獲得する
ように構成されているコンピュータ断層撮影イメージン
グ・システム（１０）で、スライス厚を薄くする方法で
あって、 検出器アレイ（１８）の２つの隣接した中央横列（５
６，５８）の外側エッジ（６０，６２）の間の領域（６
８）の一部分を照射するように前記Ｘ線ビームを方向付
けし、該ビームが前記領域内に包含されるようにするス
テップと、 前記２つの隣接した横列からイメージング・データを取
得するステップと、を含む方法。 - 【請求項１５】 線源（１４）と、投影データをスライ
ス単位で獲得するように構成した検出器素子の複数の横
列（５４）であって、各々が外側エッジ（６０，６２）
を有する一対の隣接した横列（５６，５８）を含む当該
複数の横列（５４）と、を備えるイメージング・システ
ム（１０）であって、 前記一対の隣接した横列からイメージング・データを取
得し、 前記隣接した横列の外側エッジを境界とする領域（６
８）から取得したイメージング・データの少なくとも一
部分を逆たたみ込みし、 逆たたみ込みしたイメージング・データを合成して、前
記隣接した横列の対に対するスライス感度プロフィール
（１０２）を得る、ように構成されたイメージング・シ
ステム。 - 【請求項１６】 検出器アレイ（１８）をさらに備える
と共に、前記隣接した横列（５６，５８）が前記検出器
アレイの中央横列を構成している、請求項１５に記載の
システム（１０）。 - 【請求項１７】 さらに、前記Ｘ線ビーム（１６）が前
記隣接した横列対（５６，５８）の前記外側エッジ（６
０，６２）を境界とする領域（６８）の一部分を照射す
るように前記Ｘ線ビーム（１６）を方向付けする請求項
１６に記載のシステム（１０）。 - 【請求項１８】 コリメータ（５２）をさらに備えると
共に、前記領域（６８）の前記一部分内に包含されるよ
うに前記ビーム（１６）をコリメートするように構成さ
れている請求項１７に記載のシステム（１０）。 - 【請求項１９】 一対の隣接した横列（５６，５８）か
らイメージング・データを取得するように構成されるこ
とが、少なくとも部分的に重なり合っているイメージン
グ・データ・サンプル（９０，９２，９４）を取得する
ように構成されることを含む、請求項１５に記載のシス
テム（１０）。 - 【請求項２０】 さらに、少なくとも部分的に重なり合
っているサンプル（９０，９２，９４）をｚ軸に沿って
均等間隔で取得するように構成されている請求項１９に
記載のシステム（１０）。 - 【請求項２１】 前記均等間隔がイメージング・システ
ムの公称横列スライス厚の半分である、請求項２０に記
載のシステム（１０）。 - 【請求項２２】 前記隣接した横列の前記外側エッジ
（６０，６２）を境界とする領域（６８）から取得した
イメージング・データの少なくとも一部分を逆たたみ込
みするように構成されることが、前記各隣接した横列
（５６，５８）から取得したイメージング・データを別
々に逆たたみ込みするように構成されることを含む、請
求項１５に記載のシステム（１０）。 - 【請求項２３】 前記各隣接した横列（５６，５８）か
ら取得したイメージング・データを別々に逆たたみ込み
するように構成されることが、次の関係式を用いてイメ
ージング・データを逆たたみ込みするように構成される
ことを含む、請求項２２に記載のシステム（１０）。 【数２】 上式において、Ｐ1A及びＰ1Bは、それぞれ左側中央検出
器横列１Ａ及び右側中央検出器横列１Ｂに対する元のイ
メージング・データ・サンプルであり、Ｐ’1A及びＰ’
1Bは、それぞれ左側中央検出器横列１Ａ及び右側中央検
出器横列１Ｂに対する修正後のサンプルであり、ＷkA及
びＷkBは逆たたみ込みカーネル点である。 - 【請求項２４】 前記隣接した横列（５６，５８）の各
々から取得したイメージング・データを別々に逆たたみ
込みするように構成されることが、逆たたみ込み前の横
列イメージング・データの重心位置と逆たたみ込み後の
横列イメージング・データの重心位置との差（９６，９
８）だけ前記逆たたみ込み済みイメージング・データを
前記隣接した横列の各々からシフトさせるように構成さ
れることを含む、請求項２２に記載のシステム（１
０）。 - 【請求項２５】 逆たたみ込みしたイメージング・デー
タを合成して前記隣接した横列の対（５６，５８）に対
するスライス感度プロフィール（１０２）を得るように
構成されることが、逆たたみ込み済みイメージング・デ
ータをイメージング・データの重心位置の少なくとも１
つの差だけシフトさせるように構成されることを含む、
請求項１５に記載のシステム（１０）。 - 【請求項２６】 前記隣接した横列の対（５６，５８）
からイメージング・データを取得するように構成される
ことが、アキシャル・スキャンを実行するように構成さ
れることを含む、請求項１５に記載のシステム（１
０）。 - 【請求項２７】 前記隣接した横列の対（５６，５８）
からイメージング・データを取得するように構成される
ことが、ヘリカル・スキャンを実行するように構成され
ることを含む、請求項１５に記載のシステム（１０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/566018 | 2000-05-08 | ||
| US09/566,018 US6366637B1 (en) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | Methods and apparatus for generating thin-slice imaging data on a multi-slice imaging system |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002034971A true JP2002034971A (ja) | 2002-02-05 |
| JP2002034971A5 JP2002034971A5 (ja) | 2008-06-19 |
| JP4598302B2 JP4598302B2 (ja) | 2010-12-15 |
Family
ID=24261107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001136771A Expired - Fee Related JP4598302B2 (ja) | 2000-05-08 | 2001-05-08 | マルチスライス型イメージング・システムで薄層スライス・イメージング・データを作成するための方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6366637B1 (ja) |
| JP (1) | JP4598302B2 (ja) |
| DE (1) | DE10122052A1 (ja) |
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