JP2002045355A - コンピュータ断層撮影方法 - Google Patents
コンピュータ断層撮影方法Info
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
- G06T11/006—Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/027—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S378/00—X-ray or gamma ray systems or devices
- Y10S378/901—Computer tomography program or processor
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、一方で適当な画像の質が得られ、
他方で検査域の所与の部分を覆うために低い線量負荷又
は短い捕捉時間が得られるコンピュータ断層撮影方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、回転軸の方向において互いに
オフセットされた少なくとも２つの軌道の方向において
検査域を照射する円錐放射線ビームに関係するコンピュ
ータ断層撮影方法に関わり、軌道間の距離は中間領域中
のボクセルが一方の軌道においても他方の軌道において
も完全に照射されないように非常に大きくされる。この
中間領域における吸収分布は、各軌道からの測定データ
が組合わされるとき画像の質を失うこと無く再構成され
得る。
他方で検査域の所与の部分を覆うために低い線量負荷又
は短い捕捉時間が得られるコンピュータ断層撮影方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、回転軸の方向において互いに
オフセットされた少なくとも２つの軌道の方向において
検査域を照射する円錐放射線ビームに関係するコンピュ
ータ断層撮影方法に関わり、軌道間の距離は中間領域中
のボクセルが一方の軌道においても他方の軌道において
も完全に照射されないように非常に大きくされる。この
中間領域における吸収分布は、各軌道からの測定データ
が組合わされるとき画像の質を失うこと無く再構成され
得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線源を用い
て、検査域又はその中の対象物を横切る円錐放射線ビー
ムを生成する段階と、第１の閉軌道の方向、及び、第１
の軌道と同一であるが回転軸の方向にオフセットされた
少なくとも第２の軌道の方向夫々において回転軸の回り
で回転することを含む、一方が放射線源、他方が検査域
又は対象物の相対運動を生成する段階と、検出ユニット
を使用する一方で、相対運動中に検査域の反対側に対す
る放射線ビーム中の強度に依存する測定データを捕捉す
る段階と、検査域における吸収分布を再構成する段階と
を有するコンピュータ断層撮影方法に関する。
て、検査域又はその中の対象物を横切る円錐放射線ビー
ムを生成する段階と、第１の閉軌道の方向、及び、第１
の軌道と同一であるが回転軸の方向にオフセットされた
少なくとも第２の軌道の方向夫々において回転軸の回り
で回転することを含む、一方が放射線源、他方が検査域
又は対象物の相対運動を生成する段階と、検出ユニット
を使用する一方で、相対運動中に検査域の反対側に対す
る放射線ビーム中の強度に依存する測定データを捕捉す
る段階と、検査域における吸収分布を再構成する段階と
を有するコンピュータ断層撮影方法に関する。
【０００２】本発明は、更に、コンピュータ断層撮影装
置並びにこのようなコンピュータ断層撮影装置を制御す
るコンピュータプログラムに関する。
置並びにこのようなコンピュータ断層撮影装置を制御す
るコンピュータプログラムに関する。
【０００３】
【従来の技術】ファン形状のビームの代わりに円錐放射
線ビームを使用することは、より大部分の検査域（回転
軸の方向に測定される）、又は、その中の対象物が閉軌
道の方向に単一の回転で覆われ再現され得るといった利
点を提供する。より大部分の検査域が撮像される場合、
このような回転は、回転軸の方向における相対運動によ
って少なくとも一回後続されなくてはならず、検査域は
第２の軌道から照射され撮像されるべきである。シフト
は、撮像が隙を有すること無く行われ得るように非常に
大きく選択されなくてはならない。
線ビームを使用することは、より大部分の検査域（回転
軸の方向に測定される）、又は、その中の対象物が閉軌
道の方向に単一の回転で覆われ再現され得るといった利
点を提供する。より大部分の検査域が撮像される場合、
このような回転は、回転軸の方向における相対運動によ
って少なくとも一回後続されなくてはならず、検査域は
第２の軌道から照射され撮像されるべきである。シフト
は、撮像が隙を有すること無く行われ得るように非常に
大きく選択されなくてはならない。
【０００４】独国特許出願１９８４３８１２．５（ＰＨ
Ｄ９８−１１１）から公知の方法によると、シフトは中
間領域中のボクセルが一方の軌道からも他方の軌道から
もＸ線に連続的に露光されないよう非常に大きくてもよ
い。この中間領域における吸収分布の再構成は、（ボク
セルに対して）１８０°だけの放射線角範囲と関連する
測定データだけが各ボクセルに対して考慮される点で実
現される。この方法の欠点は、軌道の方向における放射
線源の回転中に放射線に連続的に露光される領域におけ
る吸収分布と比較して中間領域における吸収分布がより
好ましくない信号対ノイズ比、及び、追加のアーチファ
クトだけで再構成され得る点である。
Ｄ９８−１１１）から公知の方法によると、シフトは中
間領域中のボクセルが一方の軌道からも他方の軌道から
もＸ線に連続的に露光されないよう非常に大きくてもよ
い。この中間領域における吸収分布の再構成は、（ボク
セルに対して）１８０°だけの放射線角範囲と関連する
測定データだけが各ボクセルに対して考慮される点で実
現される。この方法の欠点は、軌道の方向における放射
線源の回転中に放射線に連続的に露光される領域におけ
る吸収分布と比較して中間領域における吸収分布がより
好ましくない信号対ノイズ比、及び、追加のアーチファ
クトだけで再構成され得る点である。
【０００５】この欠点は、一方の軌道からの放射線に連
続的に露光される対象物の領域が互いに直接的に隣接す
るよう軌道間のシフトを非常に小さく選択することで回
避され得る。これは、方法が身体検査のために使用され
るとき放射線負荷の増加につながるが、少なくとも放射
線源の熱負荷の増加につながる。更に、回転軸の方向に
選択された検査域の一部分を走査するのに要求される捕
捉時間は従って延長される。
続的に露光される対象物の領域が互いに直接的に隣接す
るよう軌道間のシフトを非常に小さく選択することで回
避され得る。これは、方法が身体検査のために使用され
るとき放射線負荷の増加につながるが、少なくとも放射
線源の熱負荷の増加につながる。更に、回転軸の方向に
選択された検査域の一部分を走査するのに要求される捕
捉時間は従って延長される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一方で適当
な画像の質が得られ、他方で検査域の所与の部分を覆う
ために低い線量負荷又は短い捕捉時間が得られる、上述
の種類の方法を提供することを目的とする。
な画像の質が得られ、他方で検査域の所与の部分を覆う
ために低い線量負荷又は短い捕捉時間が得られる、上述
の種類の方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、一方で２つ
の相対運動中にどの放射線にも一時的に露光されないボ
クセルが軌道間の中間領域中に存在し、他方で投射が測
定データを捕捉するために使用される検出ユニットの域
の横方向のエッジを交差するような方法で放射線源が検
出ユニットに対して軌道夫々を連続的に投射し、中間領
域における吸収分布が再構成される一方で２つの相対運
動中に捕捉される測定データを考慮するように軌道間の
距離を選択することで本発明によって達成される。
の相対運動中にどの放射線にも一時的に露光されないボ
クセルが軌道間の中間領域中に存在し、他方で投射が測
定データを捕捉するために使用される検出ユニットの域
の横方向のエッジを交差するような方法で放射線源が検
出ユニットに対して軌道夫々を連続的に投射し、中間領
域における吸収分布が再構成される一方で２つの相対運
動中に捕捉される測定データを考慮するように軌道間の
距離を選択することで本発明によって達成される。
【０００８】従って、本発明と関連して吸収力が一方の
軌道から完全に測定され得る領域だけでなく、中間領域
のボクセルが軌道の方向における、回転全体中に放射線
源によって照射されないためにこのような測定が可能で
ない中間領域もある。本発明は、軌道の距離の上記選択
の場合に中間領域中のボクセルが夫々の軌道から照射さ
れる角範囲が合わさると少なくとも３６０°となるとい
った認識に基づき、軌道夫々からの測定データが再構成
のために使用されるとして中間領域における吸収分布
は、吸収分布が単一の軌道の方向に捕捉された測定デー
タから再構成される領域に対して得られる画像の質と比
較可能な画像の質で再構成され得る。
軌道から完全に測定され得る領域だけでなく、中間領域
のボクセルが軌道の方向における、回転全体中に放射線
源によって照射されないためにこのような測定が可能で
ない中間領域もある。本発明は、軌道の距離の上記選択
の場合に中間領域中のボクセルが夫々の軌道から照射さ
れる角範囲が合わさると少なくとも３６０°となるとい
った認識に基づき、軌道夫々からの測定データが再構成
のために使用されるとして中間領域における吸収分布
は、吸収分布が単一の軌道の方向に捕捉された測定デー
タから再構成される領域に対して得られる画像の質と比
較可能な画像の質で再構成され得る。
【０００９】隣り合う軌道間の距離は請求項２と関連し
て選択されることが好ましい。距離のこの選択は最適で
ある。より短い距離が選択されるとき、放射線負荷が増
加される又は測定時間が延長され、より長い距離の場合
（検出ユニットに対する一方の軌道の投射はもはや測定
データの捕捉のために使用される検出ユニットの域の横
方向のエッジと交差されない）、画像の質を失うこと無
く中間領域における吸収分布を再構成することはもはや
可能でない。
て選択されることが好ましい。距離のこの選択は最適で
ある。より短い距離が選択されるとき、放射線負荷が増
加される又は測定時間が延長され、より長い距離の場合
（検出ユニットに対する一方の軌道の投射はもはや測定
データの捕捉のために使用される検出ユニットの域の横
方向のエッジと交差されない）、画像の質を失うこと無
く中間領域における吸収分布を再構成することはもはや
可能でない。
【００１０】請求項３は、他の方法と比較して少ない計
算仕事量を伴い、非常に高い画像の質を得る好ましい再
構成方法を記載する。中間領域における吸収力の再構成
は異なる軌道から捕捉されるフィルタ処理されたデータ
の群を利用する。この再構成方法は、独国特許出願（Ｐ
ＨＤ９８−１２３）又は、Phys．Med. Biol 45（200
0）329−347における
算仕事量を伴い、非常に高い画像の質を得る好ましい再
構成方法を記載する。中間領域における吸収力の再構成
は異なる軌道から捕捉されるフィルタ処理されたデータ
の群を利用する。この再構成方法は、独国特許出願（Ｐ
ＨＤ９８−１２３）又は、Phys．Med. Biol 45（200
0）329−347における
【００１１】
【外１】 Proksaによる“3D cone−beam CT reconstruction
for circular trajectories”自体から公知である。
請求項４に記載する方法のバージョンは、特に簡単な再
構成を可能にする。
for circular trajectories”自体から公知である。
請求項４に記載する方法のバージョンは、特に簡単な再
構成を可能にする。
【００１２】請求項５は、本発明による方法を行うコン
ピュータ断層撮影装置を記載する。請求項６記載の好ま
しい実施例は、請求項３記載の再構成方法と共に、請求
項２に定義される距離を使用して放射線ビームのエッジ
と検出ユニットに対する一方の軌道の投射が一致するこ
とを確実にする。この場合、２つの軌道の間の各ボクセ
ルは所望の画像の質のために要求されるのと同じ放射線
を受ける。
ピュータ断層撮影装置を記載する。請求項６記載の好ま
しい実施例は、請求項３記載の再構成方法と共に、請求
項２に定義される距離を使用して放射線ビームのエッジ
と検出ユニットに対する一方の軌道の投射が一致するこ
とを確実にする。この場合、２つの軌道の間の各ボクセ
ルは所望の画像の質のために要求されるのと同じ放射線
を受ける。
【００１３】請求項７は請求項５に記載するコンピュー
タ断層撮影装置を制御するコンピュータプログラムを記
載する。
タ断層撮影装置を制御するコンピュータプログラムを記
載する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、図面を参照して以下に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１５】図１に示すコンピュータ断層撮影装置は、
図１に示す座標系のｚ方向に対して平行な方向における
回転軸１４の回りで回転できるガントリー１を含む。こ
のためにガントリーは、好ましくは一定だが調節可能な
角速度でモータ２によって駆動される。放射線源Ｓ、例
えば、Ｘ線源は、ガントリー上に取り付けられる。Ｘ線
源は、放射線源Ｓによって生成される放射線から円錐放
射線ビーム４、つまり、ｚ方向並びにｚ方向に対して垂
直な方向に（つまり、回転軸に対して垂直な面におい
て）零以外の有限次元を有する放射線ビームを形成する
コリメータ装置３を具備する。
図１に示す座標系のｚ方向に対して平行な方向における
回転軸１４の回りで回転できるガントリー１を含む。こ
のためにガントリーは、好ましくは一定だが調節可能な
角速度でモータ２によって駆動される。放射線源Ｓ、例
えば、Ｘ線源は、ガントリー上に取り付けられる。Ｘ線
源は、放射線源Ｓによって生成される放射線から円錐放
射線ビーム４、つまり、ｚ方向並びにｚ方向に対して垂
直な方向に（つまり、回転軸に対して垂直な面におい
て）零以外の有限次元を有する放射線ビームを形成する
コリメータ装置３を具備する。
【００１６】放射線ビーム４は、対象物、例えば、患者
台上の患者（夫々図示せず）が存在してもよい検査域１
３を横切る。検査域１３は円筒形の形状を有する。Ｘ線
ビーム４は、検査域１３を横切った後、ガントリー１上
に取り付けられ複数の検出素子を夫々含む幾つかの検出
行を有する二次元の検出ユニット１６上に入射される。
検出行は、回転軸に対して垂直方向に延在する面、好ま
しくは放射線源Ｓの周りの円の弧上におかれるが、例え
ば、回転軸１４の周りの円の弧を描く又は線形のような
異なる形状でもよい。放射線ビーム４によって当てられ
る各検出素子は、放射線源の全ての位置における放射線
ビーム４の光線に対する測定値を伝達する。
台上の患者（夫々図示せず）が存在してもよい検査域１
３を横切る。検査域１３は円筒形の形状を有する。Ｘ線
ビーム４は、検査域１３を横切った後、ガントリー１上
に取り付けられ複数の検出素子を夫々含む幾つかの検出
行を有する二次元の検出ユニット１６上に入射される。
検出行は、回転軸に対して垂直方向に延在する面、好ま
しくは放射線源Ｓの周りの円の弧上におかれるが、例え
ば、回転軸１４の周りの円の弧を描く又は線形のような
異なる形状でもよい。放射線ビーム４によって当てられ
る各検出素子は、放射線源の全ての位置における放射線
ビーム４の光線に対する測定値を伝達する。
【００１７】参照記号αｍａｘによって示される放射線
ビーム４の開口角（開口角は、放射線源Ｓと回転軸１４
とによって画成される面に対して、回転軸に対して垂直
な面における放射線ビーム４のエッジにある光線によっ
て囲われる角として定義される）は、測定値の捕捉中に
検査されるべき対象物がおかれる対象物シリンダの径を
決定する。検査域１３、又は、対象物或いは患者台は、
モータ５を手段として回転軸１４即ちｚ軸に対して平行
な方向に移動され得る。しかしながら類似して、ガント
リーもこの方向に移動され得る。
ビーム４の開口角（開口角は、放射線源Ｓと回転軸１４
とによって画成される面に対して、回転軸に対して垂直
な面における放射線ビーム４のエッジにある光線によっ
て囲われる角として定義される）は、測定値の捕捉中に
検査されるべき対象物がおかれる対象物シリンダの径を
決定する。検査域１３、又は、対象物或いは患者台は、
モータ５を手段として回転軸１４即ちｚ軸に対して平行
な方向に移動され得る。しかしながら類似して、ガント
リーもこの方向に移動され得る。
【００１８】モータ５及び２が同時に動作されるとき、
放射線源Ｓと検出ユニット１６とは検査域１３に対して
螺旋状の軌道を描く。しかしながら、ｚ方向に移動させ
るモータ５が不活性であり、モータ２がガントリーを回
転させるとき、放射線源Ｓと検出ユニット１６とは検査
域１３に対して円形の軌道を得る。簡略化のため、他の
閉軌道、例えば、楕円形の軌道、又は、回転軸に対して
傾斜された軌道も実行可能であるが、以降このような円
形の軌道の実現だけを考慮する。
放射線源Ｓと検出ユニット１６とは検査域１３に対して
螺旋状の軌道を描く。しかしながら、ｚ方向に移動させ
るモータ５が不活性であり、モータ２がガントリーを回
転させるとき、放射線源Ｓと検出ユニット１６とは検査
域１３に対して円形の軌道を得る。簡略化のため、他の
閉軌道、例えば、楕円形の軌道、又は、回転軸に対して
傾斜された軌道も実行可能であるが、以降このような円
形の軌道の実現だけを考慮する。
【００１９】検出ユニット１６によって捕捉される測定
データは、検査域１３の一部分における吸収分布を再構
成する画像処理コンピュータ１０に供給され、画像処理
コンピュータから表示のために例えば、モニタ１１に供
給される。２つのモータ２及び５と、画像処理コンピュ
ータ１０と、放射線源Ｓと、検出ユニット１６から画像
処理コンピュータ１０への測定データの移動とは制御ユ
ニット７によって制御される。
データは、検査域１３の一部分における吸収分布を再構
成する画像処理コンピュータ１０に供給され、画像処理
コンピュータから表示のために例えば、モニタ１１に供
給される。２つのモータ２及び５と、画像処理コンピュ
ータ１０と、放射線源Ｓと、検出ユニット１６から画像
処理コンピュータ１０への測定データの移動とは制御ユ
ニット７によって制御される。
【００２０】図２は、図１に示されるコンピュータ断層
撮影装置を手段として行われ得る測定及び再構成方法の
実行を示す図である。
撮影装置を手段として行われ得る測定及び再構成方法の
実行を示す図である。
【００２１】ブロック１０１における初期化後、ガント
リーは一定の角速度で回転される。段階１０２におい
て、再現されるべきＦＯＶ（視野）の径が定義される。
径は、αｍａｘによって画成されるように検査域１３の
最大径に対応してもよく、より小さくてもよい。
リーは一定の角速度で回転される。段階１０２におい
て、再現されるべきＦＯＶ（視野）の径が定義される。
径は、αｍａｘによって画成されるように検査域１３の
最大径に対応してもよく、より小さくてもよい。
【００２２】段階１０３において、放射線源Ｓの放射線
はオンにされ、この第１の軌道の方向において検出ユニ
ット１６の検出素子によって捕捉された測定値が画像処
理コンピュータ１０のメモリに記憶される。その後、一
方が対象物又は検査域１３、他方が放射線源Ｓ及び検出
ユニット１６を具備するガントリー１は、互いに関して
距離ｄにわたって（Ｘ線がオフの間）移動される。その
後ガントリーは（検査域に関して第２の軌道の方向に）
一定の角速度で再び回転される。Ｘ線は再びオンにさ
れ、検出ユニットの検出素子によって捕捉された測定値
が画像処理コンピュータ１０のメモリに再び記憶され
る。
はオンにされ、この第１の軌道の方向において検出ユニ
ット１６の検出素子によって捕捉された測定値が画像処
理コンピュータ１０のメモリに記憶される。その後、一
方が対象物又は検査域１３、他方が放射線源Ｓ及び検出
ユニット１６を具備するガントリー１は、互いに関して
距離ｄにわたって（Ｘ線がオフの間）移動される。その
後ガントリーは（検査域に関して第２の軌道の方向に）
一定の角速度で再び回転される。Ｘ線は再びオンにさ
れ、検出ユニットの検出素子によって捕捉された測定値
が画像処理コンピュータ１０のメモリに再び記憶され
る。
【００２３】図３は、円形の軌道Ｔ１及びＴ２の情況を
示し、これら軌道の方向に放射線源Ｓが検査域１３に関
して移動される。簡略化のためガントリー又は軌道はシ
フトされ、対象物は固定されていると仮定するが、一方
が検査域１３と、他方がガントリーの相対移動だけが重
要な面であるためこれは不適切である。
示し、これら軌道の方向に放射線源Ｓが検査域１３に関
して移動される。簡略化のためガントリー又は軌道はシ
フトされ、対象物は固定されていると仮定するが、一方
が検査域１３と、他方がガントリーの相対移動だけが重
要な面であるためこれは不適切である。
【００２４】円形の軌道Ｔ１及びＴ２は、（破）線とし
て表示される一方で回転軸１４は図３の解釈において図
面中にある。更に、放射線源（ドットによって示され
る）が各軌道上の最も高い位置（Ｓ１及びＳ２）、及
び、最も低い位置（Ｓ'１及びＳ' ２）に示される。関連
する放射線ビーム（夫々４１及び４２、又は、４'１及
び４'２）は、これら各位置に対して実線で表示され
る。軌道は互いから距離ｄである。
て表示される一方で回転軸１４は図３の解釈において図
面中にある。更に、放射線源（ドットによって示され
る）が各軌道上の最も高い位置（Ｓ１及びＳ２）、及
び、最も低い位置（Ｓ'１及びＳ' ２）に示される。関連
する放射線ビーム（夫々４１及び４２、又は、４'１及
び４'２）は、これら各位置に対して実線で表示され
る。軌道は互いから距離ｄである。
【００２５】放射線ビーム４１と４２、及び、４'１と
４'２によって夫々画成される２つのディスク形状の領
域は、図３において認識され得る。これら領域におい
て、吸収分布は２つの軌道のうち一方の方向に捕捉され
る測定データを用いて完全に再構成され得る。これら領
域の間には領域Ｚがある。軌道の方向における放射線源
の移動中、この中間領域中のボクセルは一時的に放射線
に当てられない。例えば、ボクセルＰｉは放射線源位置
Ｓ１からＳ２までの間放射線に露光されない。
４'２によって夫々画成される２つのディスク形状の領
域は、図３において認識され得る。これら領域におい
て、吸収分布は２つの軌道のうち一方の方向に捕捉され
る測定データを用いて完全に再構成され得る。これら領
域の間には領域Ｚがある。軌道の方向における放射線源
の移動中、この中間領域中のボクセルは一時的に放射線
に当てられない。例えば、ボクセルＰｉは放射線源位置
Ｓ１からＳ２までの間放射線に露光されない。
【００２６】吸収分布が領域Ｚにおいても再構成され得
ることを確実にするための距離ｄの選択は図４を参照し
て以下に詳細に説明する。図４は、検出ユニット１６に
関して軌道夫々の投射を示す図である。この解釈は、無
形の軌道が検出ユニット上に投射され得（しかしながら
幾何学的なコンテクストではこのような投射は簡単に仮
定され得）、検出ユニット１６が一方の軌道、例えば、
左側の軌道Ｔ１上にあるといった仮定に基づく。
ることを確実にするための距離ｄの選択は図４を参照し
て以下に詳細に説明する。図４は、検出ユニット１６に
関して軌道夫々の投射を示す図である。この解釈は、無
形の軌道が検出ユニット上に投射され得（しかしながら
幾何学的なコンテクストではこのような投射は簡単に仮
定され得）、検出ユニット１６が一方の軌道、例えば、
左側の軌道Ｔ１上にあるといった仮定に基づく。
【００２７】軌道Ｔ１の投射は、参照ｂ１によって示さ
れる。図４に示すように、検出ユニット１６が軌道に対
して対称的に延在すると仮定するとこの投射は検出ユニ
ットの中心線と同一である。軌道Ｔ２は、（右にシフト
された場合）原則として検出ユニット１６上で軌道Ｔ１
の右側に投射され、投射ｂ１からの軌道Ｔ２の投射の距
離は軌道Ｔ２の距離ｄが大きいほど大きくなる。前述仮
定したように検出ユニット１６が放射線源Ｓの周りで円
の弧を描くとき、これら投射は湾曲される。図４は、軌
道Ｔ２と軌道Ｔ１との間の３つの異なる距離ｄに対して
３つの異なる投射を示す図である。
れる。図４に示すように、検出ユニット１６が軌道に対
して対称的に延在すると仮定するとこの投射は検出ユニ
ットの中心線と同一である。軌道Ｔ２は、（右にシフト
された場合）原則として検出ユニット１６上で軌道Ｔ１
の右側に投射され、投射ｂ１からの軌道Ｔ２の投射の距
離は軌道Ｔ２の距離ｄが大きいほど大きくなる。前述仮
定したように検出ユニット１６が放射線源Ｓの周りで円
の弧を描くとき、これら投射は湾曲される。図４は、軌
道Ｔ２と軌道Ｔ１との間の３つの異なる距離ｄに対して
３つの異なる投射を示す図である。
【００２８】投射ｂ２１が得られるよう距離ｄが選択さ
れるとき、Ｔ１とＴ２との間の検査域全体が再構成され
得るが、この距離は放射線量を不必要に高くさせ再構成
された領域を不必要に短くさせるため最適ではない。
れるとき、Ｔ１とＴ２との間の検査域全体が再構成され
得るが、この距離は放射線量を不必要に高くさせ再構成
された領域を不必要に短くさせるため最適ではない。
【００２９】最適な距離ｄｏｐｔは、（検査域１３の完
全な断面が撮像されるべき場合において）、軌道Ｔ２の
投射が投射ｂ２０のように検出ユニットのコーナーを通
るとき得られる。この場合、軌道間の領域はまだ撮像さ
れ得、距離ｄは投射ｂ２'１の場合よりも大きい。
全な断面が撮像されるべき場合において）、軌道Ｔ２の
投射が投射ｂ２０のように検出ユニットのコーナーを通
るとき得られる。この場合、軌道間の領域はまだ撮像さ
れ得、距離ｄは投射ｂ２'１の場合よりも大きい。
【００３０】距離がより大きくなるよう選択されると
き、投射ｂ２２が得られる。この投射はもはや（図４
中、上部及び底部にある）検出ユニットの横方向のエッ
ジでなく、右側のエッジだけを交差する。この場合、２
つの軌道間の検査域の断面全体を完全に再構成すること
はもはや可能でない。
き、投射ｂ２２が得られる。この投射はもはや（図４
中、上部及び底部にある）検出ユニットの横方向のエッ
ジでなく、右側のエッジだけを交差する。この場合、２
つの軌道間の検査域の断面全体を完全に再構成すること
はもはや可能でない。
【００３１】しかしながら、検査域１３よりも小さい径
を有する対象物が検査され、放射線ビーム４の開口角が
回転軸に対して垂直な面において減少されるとき、減少
された径の検査域における吸収分布の完全な再構成がこ
の場合まだ可能である。これに関して満たされるべき条
件は、境界線が参照記号Ｒｏ及びＲｕによって示される
検出ユニットの部分だけを放射線ビーム４が照射するこ
とであり、それにより投射ｂ２２は測定データを捕捉す
るために使用される検出ユニットの域のコーナー点を確
実に通り延在する。
を有する対象物が検査され、放射線ビーム４の開口角が
回転軸に対して垂直な面において減少されるとき、減少
された径の検査域における吸収分布の完全な再構成がこ
の場合まだ可能である。これに関して満たされるべき条
件は、境界線が参照記号Ｒｏ及びＲｕによって示される
検出ユニットの部分だけを放射線ビーム４が照射するこ
とであり、それにより投射ｂ２２は測定データを捕捉す
るために使用される検出ユニットの域のコーナー点を確
実に通り延在する。
【００３２】従って、吸収分布の完全な再構成が可能な
最適な距離ｄｏｐｔは、
最適な距離ｄｏｐｔは、
【００３３】
【数１】 に従って計算される。ここでは、ｓは放射線源Ｓと回転
軸との間の距離であり、γは円錐角（回転軸を含む面に
おける放射線ビーム４の開口角の半分）であり、βはフ
ァン角（回転軸１４に対して垂直な面における放射線ビ
ーム４の開口角の半分）である。
軸との間の距離であり、γは円錐角（回転軸を含む面に
おける放射線ビーム４の開口角の半分）であり、βはフ
ァン角（回転軸１４に対して垂直な面における放射線ビ
ーム４の開口角の半分）である。
【００３４】図５は、放射線源Ｓと検出ユニット１６と
が回転軸１４の回りを回転する方向における円形の軌道
（例えば、軌道Ｔ１）を示す。放射線ビーム４は、所与
の放射線源位置Ｓ０に対して示される。この円錐放射線
ビーム４は回転軸１４に対して平行な面にある複数の平
坦なファンビーム、例えば、ファンビーム４０１乃至４
０３から構成されると仮定されてもよい。円錐放射線ビ
ーム４の光線は異なる方法において組み合わされ得る
が、以降「ファンビーム」といった用語は回転軸に対し
て平行な共通の面にある光線に対してだけ使用される。
このようなファンビームは放射線源位置から放射され、
回転軸１４に対して平行に延在する検出ユニット１６上
の検出素子の対応する列によって検出される。図５は、
放射された円錐放射線ビーム４が放射線源の他の位置
（例えば、Ｓ−１、Ｓ１、又は、Ｓ２）においても測定
されたことを示す。
が回転軸１４の回りを回転する方向における円形の軌道
（例えば、軌道Ｔ１）を示す。放射線ビーム４は、所与
の放射線源位置Ｓ０に対して示される。この円錐放射線
ビーム４は回転軸１４に対して平行な面にある複数の平
坦なファンビーム、例えば、ファンビーム４０１乃至４
０３から構成されると仮定されてもよい。円錐放射線ビ
ーム４の光線は異なる方法において組み合わされ得る
が、以降「ファンビーム」といった用語は回転軸に対し
て平行な共通の面にある光線に対してだけ使用される。
このようなファンビームは放射線源位置から放射され、
回転軸１４に対して平行に延在する検出ユニット１６上
の検出素子の対応する列によって検出される。図５は、
放射された円錐放射線ビーム４が放射線源の他の位置
（例えば、Ｓ−１、Ｓ１、又は、Ｓ２）においても測定
されたことを示す。
【００３５】段階１０４乃至１０７において再びいれる
動作又はリビニング（rebinning）動作が実施される。
２つの軌道の方向で捕捉されたデータは、異なる放射線
源（相互に平行なファンビームを出射する円形の放射線
源）及び異なる検出器（回転軸１４を含む平坦な、長方
形の「仮想」検出器）を手段として形成されるように再
分類され再び補間される。
動作又はリビニング（rebinning）動作が実施される。
２つの軌道の方向で捕捉されたデータは、異なる放射線
源（相互に平行なファンビームを出射する円形の放射線
源）及び異なる検出器（回転軸１４を含む平坦な、長方
形の「仮想」検出器）を手段として形成されるように再
分類され再び補間される。
【００３６】最初に、段階１０４において、相互に平行
な面にある異なる放射線源位置からのファンビームは、
対応する群を形成するよう組合わされる。従って、群と
関連するファンビームは、角χとδの和がこの群の全て
のファンビームに対して同じ値を有するといった条件を
満たす。それにより、χは、放射線源位置と回転軸とに
よって画成される面に関してファンビームの面によって
囲われる角であり、該ファンビームを測定した検出素子
の列の位置によって与えられる。δは、円１７上の放射
線源位置（例えば、Ｓ０）を特徴付ける角である。放射
線源位置に対するこの条件をファンビームが正確に満た
さないとき、隣り合うファンビームの光線からの補間に
よって対応するファンビームがこの放射線源位置に対し
て決定されなくてはならない。
な面にある異なる放射線源位置からのファンビームは、
対応する群を形成するよう組合わされる。従って、群と
関連するファンビームは、角χとδの和がこの群の全て
のファンビームに対して同じ値を有するといった条件を
満たす。それにより、χは、放射線源位置と回転軸とに
よって画成される面に関してファンビームの面によって
囲われる角であり、該ファンビームを測定した検出素子
の列の位置によって与えられる。δは、円１７上の放射
線源位置（例えば、Ｓ０）を特徴付ける角である。放射
線源位置に対するこの条件をファンビームが正確に満た
さないとき、隣り合うファンビームの光線からの補間に
よって対応するファンビームがこの放射線源位置に対し
て決定されなくてはならない。
【００３７】図６は、従って形成されるファンビームの
群を示す図である。各隣り合う放射線源位置Ｓ−２、…
Ｓ０、…Ｓ２からの一つのファンビームは毎回対応する
群に属する。各群は放射線源位置（例えば、Ｓ０）の角
δによって特徴付けられ得、群に属するこの放射線源位
置におけるファンビームは回転軸１４を横切る（一般的
に、これは中央の放射線源位置、図６に示される例にお
いて放射線源位置Ｓ０である）。この場合、放射線源位
置の数だけファンビームの群が存在してもよく、又は、
より多くの又はより少ない数の群でもよい。
群を示す図である。各隣り合う放射線源位置Ｓ−２、…
Ｓ０、…Ｓ２からの一つのファンビームは毎回対応する
群に属する。各群は放射線源位置（例えば、Ｓ０）の角
δによって特徴付けられ得、群に属するこの放射線源位
置におけるファンビームは回転軸１４を横切る（一般的
に、これは中央の放射線源位置、図６に示される例にお
いて放射線源位置Ｓ０である）。この場合、放射線源位
置の数だけファンビームの群が存在してもよく、又は、
より多くの又はより少ない数の群でもよい。
【００３８】図６に示されるファンビーム４１１乃至４
１５を含む、従って決定されたファンビームは、テント
形状を有し、互いに対して平行であり回転軸に対しても
平行に延在する面にあるファンビームから構成される放
射線ビーム４１０を画成する。図６は、回転軸１４を含
みファンビーム４１１乃至４１５の面に対して垂直に延
在する面によって放射線ビーム４１０が交差されるとき
に生じる交差領域４２０を示す図である。
１５を含む、従って決定されたファンビームは、テント
形状を有し、互いに対して平行であり回転軸に対しても
平行に延在する面にあるファンビームから構成される放
射線ビーム４１０を画成する。図６は、回転軸１４を含
みファンビーム４１１乃至４１５の面に対して垂直に延
在する面によって放射線ビーム４１０が交差されるとき
に生じる交差領域４２０を示す図である。
【００３９】この交差領域を示す図７に特に見られるよ
うに、上部エッジ及び底部エッジ（回転軸の方向におい
て互いに対してオフセットされる）は湾曲している。こ
の湾曲は、中央にある放射線源位置（例えば、Ｓ０）が
エッジ（Ｓ２又はＳ−２）における放射線源位置よりも
交差面から離れている点と、検出行が放射線源Ｓの周り
で円の弧を描くためにファンビームが全て同じ開口角を
有する点とによる。検出行の異なる幾何学の場合、交差
面４２０の形状は異なる。平坦な検出ユニット（例え
ば、線形の検出行を有する）の場合、エッジ（例えば、
４１１及び４１５）にあるファンビームがより小さい開
口角を有するため、湾曲はより著しくなる。
うに、上部エッジ及び底部エッジ（回転軸の方向におい
て互いに対してオフセットされる）は湾曲している。こ
の湾曲は、中央にある放射線源位置（例えば、Ｓ０）が
エッジ（Ｓ２又はＳ−２）における放射線源位置よりも
交差面から離れている点と、検出行が放射線源Ｓの周り
で円の弧を描くためにファンビームが全て同じ開口角を
有する点とによる。検出行の異なる幾何学の場合、交差
面４２０の形状は異なる。平坦な検出ユニット（例え
ば、線形の検出行を有する）の場合、エッジ（例えば、
４１１及び４１５）にあるファンビームがより小さい開
口角を有するため、湾曲はより著しくなる。
【００４０】ファンビームの各群に対して長方形の仮想
検出器が平坦な交差領域４２０中で画成され、上記検出
器の上部エッジ及び底部エッジ１６１及び１６２は平坦
な交差面において外側のファンビーム４１１及び４１５
の寸法によって夫々画成される。例えば、軌道が互いか
ら最適な距離ｄｏｐｔにあるとき、一方の軌道の仮想検
出器のエッジ１６１は他方の軌道の仮想検出器のエッジ
１６２と正確に接触する。
検出器が平坦な交差領域４２０中で画成され、上記検出
器の上部エッジ及び底部エッジ１６１及び１６２は平坦
な交差面において外側のファンビーム４１１及び４１５
の寸法によって夫々画成される。例えば、軌道が互いか
ら最適な距離ｄｏｐｔにあるとき、一方の軌道の仮想検
出器のエッジ１６１は他方の軌道の仮想検出器のエッジ
１６２と正確に接触する。
【００４１】再構成されるべきＦＯＶの径が検査域１３
の径よりも小さく選択されるとき、各群の対応する外側
のファンビーム（例えば、４４１及び４１５）を不要に
する。上部エッジ１６１と底部エッジ１６２との間の距
離、従って軌道Ｔ１とＴ２の最適距離ｄｏｐｔは、この
場合図７に示す例における距離よりも大きく選択され
る。
の径よりも小さく選択されるとき、各群の対応する外側
のファンビーム（例えば、４４１及び４１５）を不要に
する。上部エッジ１６１と底部エッジ１６２との間の距
離、従って軌道Ｔ１とＴ２の最適距離ｄｏｐｔは、この
場合図７に示す例における距離よりも大きく選択され
る。
【００４２】図７は、この仮想検出器を通る、ファンビ
ーム４１１乃至４１５に含まれる幾つかの光線の跡（pi
ercing point）を示す（丸いドットでマークされ
る）。最後に、クロス（＋）印は、直角デカルト格子の
支持点（supporting point）を示す。一般的に跡及び
支持点は一致しない。ファンビームは、中央におけるよ
りも周辺部において互いにより接近され（例えば、４０
２は４１３よりも４１１に近い）、ファンビームの光線
の跡は周辺部（例えば、４１５）よりも中央（例えば、
４１３）において互いからより離れていることが分か
る。従って、後の２つの段階１０６及び１０７におい
て、仮想検出器１６０内の等距離の支持点における測定
値は跡に対する測定値から決定されなくてはならない。
ーム４１１乃至４１５に含まれる幾つかの光線の跡（pi
ercing point）を示す（丸いドットでマークされ
る）。最後に、クロス（＋）印は、直角デカルト格子の
支持点（supporting point）を示す。一般的に跡及び
支持点は一致しない。ファンビームは、中央におけるよ
りも周辺部において互いにより接近され（例えば、４０
２は４１３よりも４１１に近い）、ファンビームの光線
の跡は周辺部（例えば、４１５）よりも中央（例えば、
４１３）において互いからより離れていることが分か
る。従って、後の２つの段階１０６及び１０７におい
て、仮想検出器１６０内の等距離の支持点における測定
値は跡に対する測定値から決定されなくてはならない。
【００４３】最初に、段階１０６では、全てのファンビ
ームの垂直方向において、仮想検出器１６０のエッジに
おける跡又は支持点のように支持点が互いから同じ距離
にあるようにして垂直方向の補間が実施される。段階１
０７では、補間が水平方向に実施され、補間された値が
仮想検出器１６０内の水平方向において互いから同じ距
離にある支持点に対して得られる。補間段階１０６及び
１０７は、逆の順序でも実施され得、又は、組み合わさ
れてもよい。
ームの垂直方向において、仮想検出器１６０のエッジに
おける跡又は支持点のように支持点が互いから同じ距離
にあるようにして垂直方向の補間が実施される。段階１
０７では、補間が水平方向に実施され、補間された値が
仮想検出器１６０内の水平方向において互いから同じ距
離にある支持点に対して得られる。補間段階１０６及び
１０７は、逆の順序でも実施され得、又は、組み合わさ
れてもよい。
【００４４】水平方向及び垂直方向におけるこの補間の
結果、放射線の強度が仮想検出器１６０のＵＶ座標系中
の直角デカルト格子の等距離の支持点において存在す
る。支持点自体、互いから同じ距離における平行な面に
ある新しいファンビームを画成する。このような新しい
ファンビーム（部分的に元のファンビームと同一でもよ
い）だけが更なる再構成のために使用される。
結果、放射線の強度が仮想検出器１６０のＵＶ座標系中
の直角デカルト格子の等距離の支持点において存在す
る。支持点自体、互いから同じ距離における平行な面に
ある新しいファンビームを画成する。このような新しい
ファンビーム（部分的に元のファンビームと同一でもよ
い）だけが更なる再構成のために使用される。
【００４５】跡が仮想検出器１６０の外側にある光線の
部分は段階１０６及び１０７において使用されない。従
って、最初から円錐放射線ビーム４が仮想検出器１６０
の上部エッジ１６１の上又は底部エッジ１６２の下を延
在する全ての光線を含まないような方法でコリメータを
構成することが有利である。これは、患者が露光される
放射線量の更なる減少を結果としてもたらす。
部分は段階１０６及び１０７において使用されない。従
って、最初から円錐放射線ビーム４が仮想検出器１６０
の上部エッジ１６１の上又は底部エッジ１６２の下を延
在する全ての光線を含まないような方法でコリメータを
構成することが有利である。これは、患者が露光される
放射線量の更なる減少を結果としてもたらす。
【００４６】回転軸に対して垂直方向に延在する線形の
エッジの代わりに、コリーメータ装置３はこの目的のた
めに内側に湾曲したエッジを有するべきであり、回転軸
１４を交差する、又は、回転軸から短い距離にあるファ
ンビームは放射線ビームの外側エッジにあるファンビー
ムよりも小さい（回転軸１４に対して平行な面において
測定される）開口角を有する。検出ユニット１６上にこ
のような放射線ビームによって照射される表面の外側エ
ッジは、測定データを捕捉するために使用される検出ユ
ニットの域のコーナー点を通り延在する投射ｂ２０（図
４を参照）と一致する。
エッジの代わりに、コリーメータ装置３はこの目的のた
めに内側に湾曲したエッジを有するべきであり、回転軸
１４を交差する、又は、回転軸から短い距離にあるファ
ンビームは放射線ビームの外側エッジにあるファンビー
ムよりも小さい（回転軸１４に対して平行な面において
測定される）開口角を有する。検出ユニット１６上にこ
のような放射線ビームによって照射される表面の外側エ
ッジは、測定データを捕捉するために使用される検出ユ
ニットの域のコーナー点を通り延在する投射ｂ２０（図
４を参照）と一致する。
【００４７】その後、段階１０８において、個々の光線
と関連するデータは仮想検出器１６０に対する垂線に関
して放射線によって囲われる角の余弦に対応する重み付
け係数で乗算される。画像の質が従って改善される。
と関連するデータは仮想検出器１６０に対する垂線に関
して放射線によって囲われる角の余弦に対応する重み付
け係数で乗算される。画像の質が従って改善される。
【００４８】段階１０３乃至１０８が完了した後、関連
した群と関連する仮想検出器１６０の直角支持点におけ
る放射線強度が従ってファンビームの各群に対して決定
される。これは、リビニング動作によって仮想検出器１
６０上で発生されるデータの一次元のフィルタ処理を実
施することだけが必要であるため、必要な高域フィルタ
処理を基本的に容易化させる。従って、段階１０９にお
いて、このデータは、周波数の関数として上昇する伝達
係数で一次元フィルタ処理を受ける。このためには、水
平方向において互いに後続する支持点の値を考慮するこ
とが単に必要である。このフィルタ処理は、リビニング
動作によって生成されるファンビームの全ての群に対し
て実施される。
した群と関連する仮想検出器１６０の直角支持点におけ
る放射線強度が従ってファンビームの各群に対して決定
される。これは、リビニング動作によって仮想検出器１
６０上で発生されるデータの一次元のフィルタ処理を実
施することだけが必要であるため、必要な高域フィルタ
処理を基本的に容易化させる。従って、段階１０９にお
いて、このデータは、周波数の関数として上昇する伝達
係数で一次元フィルタ処理を受ける。このためには、水
平方向において互いに後続する支持点の値を考慮するこ
とが単に必要である。このフィルタ処理は、リビニング
動作によって生成されるファンビームの全ての群に対し
て実施される。
【００４９】リビニング動作及びフィルタ処理の後に仮
想検出器１６０中の支持点によって明示されるビームに
対して決定されるデータは、背面投射による検査域にお
ける吸収分布の再構成のためにその後使用される。
想検出器１６０中の支持点によって明示されるビームに
対して決定されるデータは、背面投射による検査域にお
ける吸収分布の再構成のためにその後使用される。
【００５０】段階１１０においてボクセル（ｘ，ｙ，
ｚ）を選択した後、段階１１１では、回転軸に対して垂
直な面においてファンビームを画成する角ψが選択され
る。段階１１２では、第１の軌道Ｔ１から放射されψ１
＝ψでボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）を正確に通り延在する
光線があるか否かが確認される。このような光線がある
場合、このボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）に対する段階１１
３では、ブロック１０９においてこの光線に対するフィ
ルタ処理動作から発生された値に対応する寄与（contri
bution）が累積される。しかしながら、角ψ１によって
画成される群のどの光線もボクセルPを正確に通り延在
しなく、複数の光線がボクセルを囲うのでもよい。この
場合、点に対して割り当てられる寄与は、これら光線に
対して割り当てられる適切な補間を用いて決定される。
ｚ）を選択した後、段階１１１では、回転軸に対して垂
直な面においてファンビームを画成する角ψが選択され
る。段階１１２では、第１の軌道Ｔ１から放射されψ１
＝ψでボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）を正確に通り延在する
光線があるか否かが確認される。このような光線がある
場合、このボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）に対する段階１１
３では、ブロック１０９においてこの光線に対するフィ
ルタ処理動作から発生された値に対応する寄与（contri
bution）が累積される。しかしながら、角ψ１によって
画成される群のどの光線もボクセルPを正確に通り延在
しなく、複数の光線がボクセルを囲うのでもよい。この
場合、点に対して割り当てられる寄与は、これら光線に
対して割り当てられる適切な補間を用いて決定される。
【００５１】段階１１３の後（又は、段階１１２におけ
る試験が負の結果を発生したとき）、段階１１４におい
て第２の軌道Ｔ２から放射されψ２＝ψでボクセルＰ
（ｘ，ｙ，ｚ）を正確に通り延在する光線があるか否
か、又は、この角でボクセルを囲う複数の光線があるか
否かが確認される。ある場合、このボクセルＰ（ｘ，
ｙ，ｚ）に対する段階１１５において、ブロック１０９
においてこの光線（又はこれら光線）に対するフィルタ
処理動作から発生された値（又は複数の値）に対応する
寄与が累積される。
る試験が負の結果を発生したとき）、段階１１４におい
て第２の軌道Ｔ２から放射されψ２＝ψでボクセルＰ
（ｘ，ｙ，ｚ）を正確に通り延在する光線があるか否
か、又は、この角でボクセルを囲う複数の光線があるか
否かが確認される。ある場合、このボクセルＰ（ｘ，
ｙ，ｚ）に対する段階１１５において、ブロック１０９
においてこの光線（又はこれら光線）に対するフィルタ
処理動作から発生された値（又は複数の値）に対応する
寄与が累積される。
【００５２】方向ψに対するボクセルＰへの寄与が決定
された後、段階１１２乃至１１５が異なる角ψに対して
繰り返される。３６０°の角範囲がψに対して完了され
た後、吸収値が全てのボクセルに対して決定されるまで
段階１１１乃至１１５が別のＰ(ｘ，ｙ，ｚ)に対して繰
り返される。
された後、段階１１２乃至１１５が異なる角ψに対して
繰り返される。３６０°の角範囲がψに対して完了され
た後、吸収値が全てのボクセルに対して決定されるまで
段階１１１乃至１１５が別のＰ(ｘ，ｙ，ｚ)に対して繰
り返される。
【００５３】３つの情況が可能である。
【００５４】ボクセルが軌道Ｔ１と放射線ビーム４１及
び４'１とによって画成されるディスク形状の領域内に
あり、軸１４に対して回転対称的であるとき、ボクセル
は軌道Ｔ１から３６０°の角範囲から照射される。０乃
至３６０°までの範囲における全ての角ψに対して、点
Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の吸収値に対する寄与が決定され得
（段階１１３における）（このボクセルに対して既に決
定される寄与に加算され）、この寄与は第１の軌道の方
向に捕捉される測定値からだけ得られる。
び４'１とによって画成されるディスク形状の領域内に
あり、軸１４に対して回転対称的であるとき、ボクセル
は軌道Ｔ１から３６０°の角範囲から照射される。０乃
至３６０°までの範囲における全ての角ψに対して、点
Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の吸収値に対する寄与が決定され得
（段階１１３における）（このボクセルに対して既に決
定される寄与に加算され）、この寄与は第１の軌道の方
向に捕捉される測定値からだけ得られる。
【００５５】ボクセルが軌道Ｔ２と放射線ビーム４２及
び４'２によって画成されるディスク形状の領域内にあ
り、軸１４に対して回転対称的であるとき、ボクセルは
軌道Ｔ２から３６０°の角範囲から照射される。この場
合、０乃至３６０°までの範囲における全ての角ψに対
して、点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の吸収値に対する寄与が決定
され得（段階１１５における）、この寄与は第２の軌道
の方向に捕捉される測定値からだけ得られる。
び４'２によって画成されるディスク形状の領域内にあ
り、軸１４に対して回転対称的であるとき、ボクセルは
軌道Ｔ２から３６０°の角範囲から照射される。この場
合、０乃至３６０°までの範囲における全ての角ψに対
して、点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の吸収値に対する寄与が決定
され得（段階１１５における）、この寄与は第２の軌道
の方向に捕捉される測定値からだけ得られる。
【００５６】しかしながら、ボクセルＰｉが上記ディス
ク形状の領域の外側にあり、つまり、中間領域Ｚにある
とき（例えば、図３におけるボクセルＰｉのように）、
このボクセルは軌道Ｔ１及び軌道Ｔ２の方向においてど
の放射線源位置からも照射されない。しかしながら、ボ
クセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）の吸収値に対する寄与は夫々の
軌道の方向に捕捉された測定値から得られ得る。
ク形状の領域の外側にあり、つまり、中間領域Ｚにある
とき（例えば、図３におけるボクセルＰｉのように）、
このボクセルは軌道Ｔ１及び軌道Ｔ２の方向においてど
の放射線源位置からも照射されない。しかしながら、ボ
クセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）の吸収値に対する寄与は夫々の
軌道の方向に捕捉された測定値から得られ得る。
【００５７】夫々の軌道の方向に捕捉された測定値から
得られる場合を図８に示し、図８は、図面に対して垂直
方向に延在する回転軸１４、及び、ボクセルＰｉを示
す。更に、軌道Ｔ１上の放射線源が対応するボクセルを
照射し得る弧ψ１が示される。ボクセルＰｉは、この点
により接近した放射線源位置からは照射され得ない。図
３より、低い放射線源位置から点Ｐｉが放射線ビーム
４'１によって覆われ得るが、Ｐｉにより接近されるＰ
ｉが覆われ得る放射線源位置Ｓ１で出射される放射線ビ
ーム４１によっては覆われない。
得られる場合を図８に示し、図８は、図面に対して垂直
方向に延在する回転軸１４、及び、ボクセルＰｉを示
す。更に、軌道Ｔ１上の放射線源が対応するボクセルを
照射し得る弧ψ１が示される。ボクセルＰｉは、この点
により接近した放射線源位置からは照射され得ない。図
３より、低い放射線源位置から点Ｐｉが放射線ビーム
４'１によって覆われ得るが、Ｐｉにより接近されるＰ
ｉが覆われ得る放射線源位置Ｓ１で出射される放射線ビ
ーム４１によっては覆われない。
【００５８】最後に、図８は、角範囲ψ２を示し、この
角から軌道Ｔ２上のボクセルＰｉが照射され（この弧は
実際に弧ψ１と同じ径を有するが、明瞭性のため個の半
径は僅かに拡大されて示される）。ボクセルＰｉが軌道
Ｔ１のより近傍にあるとき、弧ψ１は弧ψ２よりも長
い。Ｐｉが２つの軌道間の厳密に半分のところにあると
き、２つの弧は同じ長さであり夫々１８０°づつ延在す
る。Ｐｉがより軌道Ｔ２の近傍にあるとき、ψ２はψ１
よりも大きくなる。
角から軌道Ｔ２上のボクセルＰｉが照射され（この弧は
実際に弧ψ１と同じ径を有するが、明瞭性のため個の半
径は僅かに拡大されて示される）。ボクセルＰｉが軌道
Ｔ１のより近傍にあるとき、弧ψ１は弧ψ２よりも長
い。Ｐｉが２つの軌道間の厳密に半分のところにあると
き、２つの弧は同じ長さであり夫々１８０°づつ延在す
る。Ｐｉがより軌道Ｔ２の近傍にあるとき、ψ２はψ１
よりも大きくなる。
【００５９】軌道間の距離が式５に従って選択されると
き、弧の角（回転軸の方向から見て）の和は厳密に３６
０°である。従って、点Ｐｉが左下から右上若しくは右
上から左下へ照射されるか否かは関連性がないため、第
１の軌道上で捕捉されるボクセルＰｉに対する測定デー
タは第２の軌道（ψ２＝ψ１°）上において角ψ２で測
定されたデータと補われ得る。従って、中間領域Ｚにお
けるボクセルに対して、段階１１３並びに段階１１５に
よって寄与が提供されてもよい。しかしながら、段階１
１３及び１１５の一方においてだけ寄与される若しくは
寄与されないことも選択的に可能である。
き、弧の角（回転軸の方向から見て）の和は厳密に３６
０°である。従って、点Ｐｉが左下から右上若しくは右
上から左下へ照射されるか否かは関連性がないため、第
１の軌道上で捕捉されるボクセルＰｉに対する測定デー
タは第２の軌道（ψ２＝ψ１°）上において角ψ２で測
定されたデータと補われ得る。従って、中間領域Ｚにお
けるボクセルに対して、段階１１３並びに段階１１５に
よって寄与が提供されてもよい。しかしながら、段階１
１３及び１１５の一方においてだけ寄与される若しくは
寄与されないことも選択的に可能である。
【００６０】２つのディスク形状の領域及び中間領域中
の全てのボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）における吸収分布の
説明された再構成の後、方法が終了される（段階１１
６）。しかしながら、図３中破線によって示される隣接
する外部の領域における吸収分布を追加的に再構成する
ことも可能である。これに関して適切な方法は前述の独
国特許出願１９８４３８１２．５（ＰＨＤ９８−１１
１）において開示される。しかしながら、より多くのア
ーチファクトがこの領域における再構成中に生じやす
く、信号対ノイズ比もディスク形状の領域及び中間領域
においてより好ましくなくなる。
の全てのボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）における吸収分布の
説明された再構成の後、方法が終了される（段階１１
６）。しかしながら、図３中破線によって示される隣接
する外部の領域における吸収分布を追加的に再構成する
ことも可能である。これに関して適切な方法は前述の独
国特許出願１９８４３８１２．５（ＰＨＤ９８−１１
１）において開示される。しかしながら、より多くのア
ーチファクトがこの領域における再構成中に生じやす
く、信号対ノイズ比もディスク形状の領域及び中間領域
においてより好ましくなくなる。
【００６１】検査に関連する領域がより大きいとき、測
定データは２つ以上の軌道の方向において再構成され得
る。２つの隣り合う軌道間の領域は、図２を参照して説
明したように毎回再構成される。
定データは２つ以上の軌道の方向において再構成され得
る。２つの隣り合う軌道間の領域は、図２を参照して説
明したように毎回再構成される。
【００６２】リビニング動作が異なる方法で実施される
他の再構成方法も実行可能である。しかしながら、中間
領域における吸収分布の再構成に対して、各軌道の方向
において捕捉される測定データを再び考慮することが必
要である。
他の再構成方法も実行可能である。しかしながら、中間
領域における吸収分布の再構成に対して、各軌道の方向
において捕捉される測定データを再び考慮することが必
要である。
【図１】本発明による方法を行うのに好適なコンピュー
タ断層撮影装置を示す図である。
タ断層撮影装置を示す図である。
【図２】本発明による方法を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】軌道の互いに対しての及び検査域に対しての情
況を示す図である。
況を示す図である。
【図４】検出ユニットに対する軌道の投射を示す図であ
る。
る。
【図５】放射線源の位置において生成される円錐放射線
ビームを示す図である。
ビームを示す図である。
【図６】リビニングによって平行面に形成されるファン
ビームを示す図である。
ビームを示す図である。
【図７】上記ファンビームの断面図である。
【図８】ボクセルがこのボクセルに対して照射される軌
道の部分を示す図である。
道の部分を示す図である。
１ ガントリー ２，５ モータ ３ コリメータ装置 ４ 円錐放射線ビーム ７ 制御ユニット １０ 画像処理コンピュータ １１ モニタ １３ 検査域 １４ 回転軸 １６ 検出ユニット １７ 円 １６０ 仮想検出器 １６１ 上部エッジ １６２ 底部エッジ ４０１，４０２，４０３，４１１，４１２，４１３，４
１４，４１５ ファンビーム ４２０ 交差領域
１４，４１５ ファンビーム ４２０ 交差領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 トーマス ケーラー ドイツ連邦共和国，22851 ノルダーシュ テット，シュテーアカンプ 23 (72)発明者 ローラント プロクザ ドイツ連邦共和国，22415 ハンブルク, ヴィルダームートリング 30 Ｆターム(参考） 2F067 AA52 AA67 CC19 HH04 JJ03 LL04 LL16 LL18 PP04 PP05 SS02 SS13 4C093 AA22 BA10 CA31 EA02 EB18 FA36 FA54 FC19 5B057 AA08 BA03 BA19 CD20 CE06 CH09
Claims (7)
- 【請求項１】 放射線源を用いて、検査域又は上記検査
域中の対象物を横切る円錐放射線ビームを生成する段階
と、 第１の閉じた軌道の方向、及び、上記第１の軌道と同一
であるが回転軸の方向にオフセットされた少なくとも第
２の軌道の方向夫々において、上記回転軸の回りで回転
することを含む、一方が上記放射線源、他方が上記検査
域又は上記対象物の相対運動を発生する段階と、 検出ユニットを使用する一方で、上記相対運動中に上記
検査域の反対側に対する上記放射線ビーム中の強度に依
存する測定データを捕捉する段階と、 上記検査域における吸収分布を再構成する段階とを有す
るコンピュータ断層撮影方法であって、 上記第１の軌道と上記第２の軌道との間の距離は、 一方で２つの上記相対運動中にどの放射線にも一時的に
露光されないボクセルが上記第１の軌道と上記第２の軌
道の間の中間領域にあり、 他方で投射が上記測定データを捕捉するために使用され
る上記検出ユニットの域の横方向のエッジを交差するよ
うに上記放射線源が上記検出ユニットに対して連続的に
上記第１の軌道と上記第２の軌道とを投射するようにし
て選択され、 上記中間領域における吸収分布が再構成される一方で上
記２つの相対運動中に捕捉される上記測定データを考慮
することを特徴とするコンピュータ断層撮影方法。 - 【請求項２】 上記第１の軌道と上記第２の軌道の間の
距離は、上記第１の軌道と上記第２の軌道のいずれか一
方の投射が上記測定データを捕捉するために使用される
上記検出ユニットの上記域の少なくとも一つのコーナー
点を常に通り延在するように選択されることを特徴とす
る請求項１記載のコンピュータ断層撮影方法。 - 【請求項３】 上記再構成段階は、 ａ）互いに対して平行に延在し、上記回転軸に対して平
行に延在し、対応するファンビームを含む、複数の面を
夫々有する幾つかの群を形成するよう上記測定データを
リビニングする段階、 ｂ）上記面の方向に対して垂直方向において、上記リビ
ニング動作により上記各群に対して発生された上記デー
タを一次元フィルタ処理する段階、及び、 ｃ）上記複数の群の上記フィルタ処理されたデータの背
面投射により上記吸収の空間分布を再構成する一方で上
記中間領域における上記背面投射に対する上記各軌道か
らの上記フィルタ処理されたデータを考慮する段階を含
むことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ断層撮
影方法。 - 【請求項４】 上記リビニング動作は、上記各群の上記
面に対して垂直方向に延在し、平坦且つ長方形を有し、
上記回転軸を含む対応する仮想検出器に対して実施され
ることを特徴とする請求項３記載のコンピュータ断層撮
影方法。 - 【請求項５】 放射線源と、 上記放射線源に結合される検出ユニットと、 検査域中の対象物、及び、上記放射線源を互いに関して
回転軸の回りで、若しくは、上記回転軸に対して平行に
回転及び／又は移動する駆動装置と、 上記検出ユニットによって捕捉される測定データから上
記検査域内の吸収の空間分布を再構成する再構成ユニッ
トと、 上記放射線源、上記検出ユニット、上記駆動装置、及
び、上記再構成ユニットを制御する制御ユニットとを有
する請求項１記載の方法を実行するコンピュータ断層撮
影装置であって、 上記放射線源を使用して、上記検査域又は上記検査域中
の対象物を横切る円錐放射線ビームを生成する手段と、 第１の閉じた軌道の方向、及び、上記第１の軌道と同一
であるが上記回転軸の方向にオフセットされた少なくと
も第２の軌道の方向夫々において、上記回転軸の回りの
回転を含む、一方が上記放射線源、他方が上記検査域又
は上記対象物の相対運動を発生する第１の駆動ユニット
と、 一方で２つの上記相対運動中にどの放射線にも一時的に
露光されないボクセルが上記第１の軌道と上記第２の軌
道との間の中間領域中に存在し、 他方で投射が上記測定データの捕捉のために使用される
上記検出ユニットの域の横方向のエッジを交差するよう
に上記放射線源が上記検出ユニットに対して上記各軌道
を連続的に投射する距離にわたり、上記回転軸に対して
平行な方向における上記相対運動の間で上記放射線源に
対して上記対象物を移動する第２の駆動ユニットと、 上記中間領域における再構成が上記２つの相対運動中に
捕捉される上記測定データを利用する、上記検査域にお
ける上記吸収分布を再構成する手段とを有することを特
徴とするコンピュータ断層撮影装置。 - 【請求項６】 上記放射線ビームを生成するコリメータ
装置を含む請求項５記載の方法を実行するコンピュータ
断層撮影装置であって、 上記回転軸の方向にオフセットされる上記コリメータ装
置のエッジは、上記円錐放射線ビームの開口がエッジよ
りも中央において小さいような形状を有することを特徴
とするコンピュータ断層撮影装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の方法を実行するコンピュ
ータ断層撮影装置の放射線源と、検出ユニットと、駆動
装置と、再構成ユニットとを制御する制御ユニット用の
コンピュータプログラムであって、 上記放射線源を用いて、検査域又は上記検査域中の対象
物を横切る円錐放射線ビームを生成し、 第１の閉じた軌道の方向、及び、上記第１の軌道と同一
であるが上記回転軸の方向にオフセットされた少なくと
も第２の軌道の方向夫々において、上記回転軸の回りの
回転を含む、一方が上記放射線源、他方が上記検査域又
は上記対象物の間の相対運動を発生し、このとき一方で
２つの上記相対運動中にどの放射線にも一時的に露光さ
れないボクセルが上記第１の軌道と上記第２の軌道との
間の中領域中に存在し、 他方で投射が測定データの捕捉のために使用される上記
検出ユニットの域の横方向のエッジを交差するようにし
て上記放射線源が上記検出ユニットに対して上記各軌道
を連続的に投射し、 検出ユニットを用いて上記相対運動中に上記検査域の反
対側に対する上記放射線ビームの上記強度に依存する測
定データを捕捉し、 上記中間領域における再構成が上記２つの相対運動中に
捕捉される測定データを利用する、上記検査域における
上記吸収分布を再構成するコンピュータプログラム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10021219.0 | 2000-04-29 | ||
| DE10021219A DE10021219A1 (de) | 2000-04-29 | 2000-04-29 | Computertomographie-Verfahren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002045355A true JP2002045355A (ja) | 2002-02-12 |
| JP4813681B2 JP4813681B2 (ja) | 2011-11-09 |
Family
ID=7640448
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001132756A Expired - Fee Related JP4813681B2 (ja) | 2000-04-29 | 2001-04-27 | コンピュータ断層撮影方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1150251B1 (ja) |
| JP (1) | JP4813681B2 (ja) |
| DE (2) | DE10021219A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008500521A (ja) * | 2004-05-26 | 2008-01-10 | ベルス・メステヒニーク・ゲーエムベーハー | 座標測定装置及び測定物の測定方法 |
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| DE10204926A1 (de) * | 2002-02-07 | 2003-08-21 | Philips Intellectual Property | Sequentielles Computertomographie-Verfahren |
| DE10215890A1 (de) * | 2002-04-11 | 2003-10-23 | Philips Intellectual Property | Computertomographieverfahren mit kegelförmigen Strahlenbündeln |
| DE10252662A1 (de) * | 2002-11-11 | 2004-05-27 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Computertomographie-Verfahren mit kohärenten Streustrahlen und Computertomograph |
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| DE602004023439D1 (de) * | 2004-07-01 | 2009-11-12 | Ge Healthcare Finland Oy | Verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen digitalen röntgenbildes |
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- 2001-04-23 US US09/840,206 patent/US6426989B2/en not_active Expired - Lifetime
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- 2001-04-27 JP JP2001132756A patent/JP4813681B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US20010038678A1 (en) | 2001-11-08 |
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