JP2002085396A - コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
コンピュータ断層撮影装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2985—In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、放射源が円錐状の放射ビームを放
出し、螺旋の形態の軌跡に沿った検査ゾーンを走査する
ことが可能なコンピュータ断層撮影装置に関するもので
ある。信号対雑音比が改善され、より良好な信号対雑音
比の空間分布を有するＣＴ画像を再構成することができ
るようなＣＴデータを送出するコンピュータ断層撮影装
置を提供する。 【解決手段】 放射源に接続された検出器を、複数の離
間した検出セグメントから構成し、これらの検出セグメ
ントが軸方向に互いに偏移し、かつ前記螺旋への投影が
前記螺旋の隣接する少なくとも２回転を覆うように、各
検出セグメントを配置する。こうした検出器によって、
改善され、かつ空間的により一様に分布する信号対雑音
比を有するＣＴ画像を、ＣＴデータから再構成すること
ができる。
出し、螺旋の形態の軌跡に沿った検査ゾーンを走査する
ことが可能なコンピュータ断層撮影装置に関するもので
ある。信号対雑音比が改善され、より良好な信号対雑音
比の空間分布を有するＣＴ画像を再構成することができ
るようなＣＴデータを送出するコンピュータ断層撮影装
置を提供する。 【解決手段】 放射源に接続された検出器を、複数の離
間した検出セグメントから構成し、これらの検出セグメ
ントが軸方向に互いに偏移し、かつ前記螺旋への投影が
前記螺旋の隣接する少なくとも２回転を覆うように、各
検出セグメントを配置する。こうした検出器によって、
改善され、かつ空間的により一様に分布する信号対雑音
比を有するＣＴ画像を、ＣＴデータから再構成すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビームを放出し、
検査ゾーンまたはその中に存在する対称物に対して螺旋
状の経路に沿って移動する放射源を具えたコンピュータ
断層撮影装置に関するものである。また本発明は、こう
した断層撮影装置での使用に適した検出器にも関するも
のである。
検査ゾーンまたはその中に存在する対称物に対して螺旋
状の経路に沿って移動する放射源を具えたコンピュータ
断層撮影装置に関するものである。また本発明は、こう
した断層撮影装置での使用に適した検出器にも関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】この種のコンピュータ断層撮影装置は米
国特許出願第09/380 972号より既知であり、これは放射
源に接続され、円錐状のビームが検査ゾーンを通過した
後に当たる検出器を具えており、これは、軸方向に互い
に偏移した外側の両端が、前記螺旋の隣接する２回転を
覆うような形状である。そして、この放射源が検査ゾー
ン内のボクセルを、ちょうど180°の角度範囲から検出
器上に投影する、ということを示すことができる。こう
して取得したＣＴデータ（ＣＴ＝コンピュータ断層撮
影）から、適切な品質のＣＴ画像を再構成することがで
きる。
国特許出願第09/380 972号より既知であり、これは放射
源に接続され、円錐状のビームが検査ゾーンを通過した
後に当たる検出器を具えており、これは、軸方向に互い
に偏移した外側の両端が、前記螺旋の隣接する２回転を
覆うような形状である。そして、この放射源が検査ゾー
ン内のボクセルを、ちょうど180°の角度範囲から検出
器上に投影する、ということを示すことができる。こう
して取得したＣＴデータ（ＣＴ＝コンピュータ断層撮
影）から、適切な品質のＣＴ画像を再構成することがで
きる。
【０００３】米国特許出願第09/368 850号より既知のコ
ンピュータ断層撮影装置によって、さらに良好な画像品
質を達成することができ、ここでは、検出器の軸方向の
寸法を、検出器の外側の両端の螺旋上への投影が(2n+1)
pの経路を包囲するようなものとし、ここでｐは螺旋の
隣接する２回転の軸方向の偏移に相当する。そして検査
ゾーン内の各ボクセルを、(2n+1)・180°の角度範囲か
ら検出器上に投影する。結果としてボクセルにおける信
号対雑音比が、最初に記述したコンピュータ断層撮影装
置に比べて、検査ゾーンにわたってより一様に分布す
る。さらに、放射源と検査ゾーンとの間の同じ相対速度
に対しては、この信号対雑音比は、既知のコンピュータ
断層撮影装置のものよりも2n+1倍だけ良好になるが、こ
うするためには、検出器の寸法を軸方向に2n+1倍だけ大
きくしなければならない。
ンピュータ断層撮影装置によって、さらに良好な画像品
質を達成することができ、ここでは、検出器の軸方向の
寸法を、検出器の外側の両端の螺旋上への投影が(2n+1)
pの経路を包囲するようなものとし、ここでｐは螺旋の
隣接する２回転の軸方向の偏移に相当する。そして検査
ゾーン内の各ボクセルを、(2n+1)・180°の角度範囲か
ら検出器上に投影する。結果としてボクセルにおける信
号対雑音比が、最初に記述したコンピュータ断層撮影装
置に比べて、検査ゾーンにわたってより一様に分布す
る。さらに、放射源と検査ゾーンとの間の同じ相対速度
に対しては、この信号対雑音比は、既知のコンピュータ
断層撮影装置のものよりも2n+1倍だけ良好になるが、こ
うするためには、検出器の寸法を軸方向に2n+1倍だけ大
きくしなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、所定の検出器
の寸法を、軸方向にみだりに増加させることができな
い。例えば、マトリクスの形に配列した検出素子を有す
る半導体チップを検出器に設けた際には、この半導体チ
ップを回転軸に垂直な平面内に弓形に集中させなければ
ならない。検出素子の信号を処理するための電子回路
が、チップの４側面中の１側面上に存在しなければなら
ないので、２つのチップしか、前記平面に垂直な方向に
直接隣接するように配置することができず、このチップ
に接続した電子回路は常に、互いに離れたチップの側面
上に位置する。しかし、生産技術上の理由でチップの寸
法が制限されているので、検出器の軸方向の寸法も制限
される。
の寸法を、軸方向にみだりに増加させることができな
い。例えば、マトリクスの形に配列した検出素子を有す
る半導体チップを検出器に設けた際には、この半導体チ
ップを回転軸に垂直な平面内に弓形に集中させなければ
ならない。検出素子の信号を処理するための電子回路
が、チップの４側面中の１側面上に存在しなければなら
ないので、２つのチップしか、前記平面に垂直な方向に
直接隣接するように配置することができず、このチップ
に接続した電子回路は常に、互いに離れたチップの側面
上に位置する。しかし、生産技術上の理由でチップの寸
法が制限されているので、検出器の軸方向の寸法も制限
される。
【０００５】本発明の目的は、前記制限にかかわらず、
信号対雑音比が改善され、そしてより良好な信号対雑音
比の空間分布を有するＣＴ画像を再構成することができ
るようなＣＴデータを送出するコンピュータ断層撮影装
置を提供することにある。
信号対雑音比が改善され、そしてより良好な信号対雑音
比の空間分布を有するＣＴ画像を再構成することができ
るようなＣＴデータを送出するコンピュータ断層撮影装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は本発明による
コンピュータ断層撮影装置、即ち、放射源、及びこの放
射源によって放出される円錐状の放射ビームが、検査ゾ
ーンまたはその中に存在する対称物を通過した後に、こ
のビームを検出するために、この放射源に接続した検出
器を具えた走査器と、回転軸の回りの回転及び回転軸に
平行な変位から構成される螺旋の形態の、前記走査器と
前記検査ゾーンまたは前記対称物との間の相対移動を実
現するための駆動装置とを具え、軸方向に互いに偏移し
た前記検出器の両端の前記螺旋上への投影が、(2n+1)p
の経路を含み、ここにｎは１以上の整数であり、ｐは前
記螺旋の隣接する２回転の軸方向の偏移に相当し、前記
検出器が、空間的に互いに分離し、かつ軸方向に互いに
偏移した複数の検出セグメントを具え、前記螺旋上への
投影が前記螺旋の隣接する少なくとも２回転を覆うよう
に、これらの各検出セグメントを配置して形成したコン
ピュータ断層撮影装置によって達成される。
コンピュータ断層撮影装置、即ち、放射源、及びこの放
射源によって放出される円錐状の放射ビームが、検査ゾ
ーンまたはその中に存在する対称物を通過した後に、こ
のビームを検出するために、この放射源に接続した検出
器を具えた走査器と、回転軸の回りの回転及び回転軸に
平行な変位から構成される螺旋の形態の、前記走査器と
前記検査ゾーンまたは前記対称物との間の相対移動を実
現するための駆動装置とを具え、軸方向に互いに偏移し
た前記検出器の両端の前記螺旋上への投影が、(2n+1)p
の経路を含み、ここにｎは１以上の整数であり、ｐは前
記螺旋の隣接する２回転の軸方向の偏移に相当し、前記
検出器が、空間的に互いに分離し、かつ軸方向に互いに
偏移した複数の検出セグメントを具え、前記螺旋上への
投影が前記螺旋の隣接する少なくとも２回転を覆うよう
に、これらの各検出セグメントを配置して形成したコン
ピュータ断層撮影装置によって達成される。
【０００７】本発明は、既知のコンピュータ断層撮影装
置によるデータ取得における対称性を利用したものであ
る。こうしたコンピュータ断層撮影装置において、軸方
向に互いに偏移した前記検出器の外側の両端の投影が、
例えば前記螺旋の隣接する２回転間の距離の５倍を覆う
際には、こうした検出器を５つの検出セグメントに仮想
的に再分割して、これらの検出セグメントの投影が常
に、前記螺旋の隣接する２回転を相互接続するようにす
ることができる。
置によるデータ取得における対称性を利用したものであ
る。こうしたコンピュータ断層撮影装置において、軸方
向に互いに偏移した前記検出器の外側の両端の投影が、
例えば前記螺旋の隣接する２回転間の距離の５倍を覆う
際には、こうした検出器を５つの検出セグメントに仮想
的に再分割して、これらの検出セグメントの投影が常
に、前記螺旋の隣接する２回転を相互接続するようにす
ることができる。
【０００８】前記放射源は、検査ゾーン内のボクセルを
180°の角度範囲から中央の検出セグメント上に投影す
る。このデータは完全な再構成を保証するのに十分なも
のである。他方では、検査ゾーンのボクセルが180°の
３倍の角度範囲から検出セグメント上に投影されるよう
な、内側の３つの検出セグメントのＣＴデータにもとづ
く（画像品質を拡張した）再構成も可能である。最後
に、（検査ゾーンのボクセルが180°の５倍の角度範囲
から検出セグメント上に投影されるような）５つの検出
セグメント全部のＣＴデータにもとづく再構成も可能で
ある。
180°の角度範囲から中央の検出セグメント上に投影す
る。このデータは完全な再構成を保証するのに十分なも
のである。他方では、検査ゾーンのボクセルが180°の
３倍の角度範囲から検出セグメント上に投影されるよう
な、内側の３つの検出セグメントのＣＴデータにもとづ
く（画像品質を拡張した）再構成も可能である。最後
に、（検査ゾーンのボクセルが180°の５倍の角度範囲
から検出セグメント上に投影されるような）５つの検出
セグメント全部のＣＴデータにもとづく再構成も可能で
ある。
【０００９】ＣＴデータを処理して（３次元の）ＣＴ画
像を形成するために使用する再構成プロセスが線形であ
るので、各々の完全なＣＴ画像は常に、外側の検出セグ
メント、中央の検出セグメント、及びこれらの間に位置
する検出セグメントのＣＴデータから再構成することが
できる。本発明はこのことを利用して、個々の検出セグ
メントまたは検出セグメント対（例えば、中央の検出セ
グメントと外側の検出セグメントとの間に位置する２つ
の検出セグメント）を省略するものである。これによ
り、残りの検出セグメントからでも、専ら中央の検出セ
グメントのＣＴデータから再構成したＣＴ画像に比べ
て、信号対雑音比がより良好であり、かつ、この比の空
間分布がより一様であるＣＴ画像を再構成することがで
きる。
像を形成するために使用する再構成プロセスが線形であ
るので、各々の完全なＣＴ画像は常に、外側の検出セグ
メント、中央の検出セグメント、及びこれらの間に位置
する検出セグメントのＣＴデータから再構成することが
できる。本発明はこのことを利用して、個々の検出セグ
メントまたは検出セグメント対（例えば、中央の検出セ
グメントと外側の検出セグメントとの間に位置する２つ
の検出セグメント）を省略するものである。これによ
り、残りの検出セグメントからでも、専ら中央の検出セ
グメントのＣＴデータから再構成したＣＴ画像に比べ
て、信号対雑音比がより良好であり、かつ、この比の空
間分布がより一様であるＣＴ画像を再構成することがで
きる。
【００１０】これらの検出セグメントの省略により、例
えば個々の検出セグメント用の電子回路、あるいは検出
セグメント用の固定点、またはその前面に配置した反散
乱格子を収容可能な、個々の検出セグメント間の空き領
域ができる。
えば個々の検出セグメント用の電子回路、あるいは検出
セグメント用の固定点、またはその前面に配置した反散
乱格子を収容可能な、個々の検出セグメント間の空き領
域ができる。
【００１１】請求項２は、可能な限り簡略化した検出器
を開示している。しかし、こうした検出器には、検査ゾ
ーンと放射源との間で、螺旋状の相対移動の代わりに円
形の相対移動を行う際に問題が生じる。この場合には、
検査ゾーンのうち２つの検出セグメント間の平面内に位
置する部分を、アーティファクトなしで再構成すること
ができない。
を開示している。しかし、こうした検出器には、検査ゾ
ーンと放射源との間で、螺旋状の相対移動の代わりに円
形の相対移動を行う際に問題が生じる。この場合には、
検査ゾーンのうち２つの検出セグメント間の平面内に位
置する部分を、アーティファクトなしで再構成すること
ができない。
【００１２】請求項３に開示する本発明の好適例は、少
なくとも３つの検出セグメントが必要であるにしても、
この点ではより好適なものである。円形の相対移動の場
合にも、放射源の平面内に位置する検出セグメントによ
って、前記アーティファクトのない中央のスライス（薄
片）を再構成することができる。
なくとも３つの検出セグメントが必要であるにしても、
この点ではより好適なものである。円形の相対移動の場
合にも、放射源の平面内に位置する検出セグメントによ
って、前記アーティファクトのない中央のスライス（薄
片）を再構成することができる。
【００１３】請求項４は、好適例を開示したものであ
る。これにより、医療用途に使用されるコンピュータ断
層撮影装置の放射負荷を軽減することができる。
る。これにより、医療用途に使用されるコンピュータ断
層撮影装置の放射負荷を軽減することができる。
【００１４】請求項５による好適例は、いくつかのエネ
ルギ範囲についてのＣＴ画像の再構成に適したものであ
り、この目的に必要なＣＴデータを同時に取得すること
ができる。
ルギ範囲についてのＣＴ画像の再構成に適したものであ
り、この目的に必要なＣＴデータを同時に取得すること
ができる。
【００１５】請求項６は、本発明によるコンピュータ断
層撮影装置用の検出器を開示したものである。
層撮影装置用の検出器を開示したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に、回転軸１４の回りの回転
が可能なガントリー１を具えたコンピュータ断層撮影装
置を示し、回転軸１４は図１に示す座標系のｚ軸に平行
に伸びる。こうするために、このガントリーをモータ２
によって、一定であるが調整可能な角速度で駆動するこ
とが好ましい。例えばＸ線源の放射源Ｓをこのガントリ
ーに接続する。放射源Ｓには、この放射源が発生した放
射から円錐状の放射ビーム４を形成するコリメータ（集
光）デバイス３を設け、即ち、この放射ビームはｚ方向
並びにこれに垂直な方向（即ち、回転軸１４に垂直な方
向）に０以外の有限寸法を有する。以下に詳細に記述す
るように、放射ビーム４を、回転軸の方向に互いに偏移
した複数の放射の円錐形から構成することができる。
が可能なガントリー１を具えたコンピュータ断層撮影装
置を示し、回転軸１４は図１に示す座標系のｚ軸に平行
に伸びる。こうするために、このガントリーをモータ２
によって、一定であるが調整可能な角速度で駆動するこ
とが好ましい。例えばＸ線源の放射源Ｓをこのガントリ
ーに接続する。放射源Ｓには、この放射源が発生した放
射から円錐状の放射ビーム４を形成するコリメータ（集
光）デバイス３を設け、即ち、この放射ビームはｚ方向
並びにこれに垂直な方向（即ち、回転軸１４に垂直な方
向）に０以外の有限寸法を有する。以下に詳細に記述す
るように、放射ビーム４を、回転軸の方向に互いに偏移
した複数の放射の円錐形から構成することができる。
【００１７】放射ビーム４は検査ゾーン１３に入り、検
査ゾーン内には、例えば患者台上の患者（両者とも図示
せず）のような対称物が存在しうる。検査ゾーン１３は
円筒の形をしている。Ｘ線ビーム４は、検査ゾーンを横
切った後にガントリー１に接続した２次元の検出器１６
に入射する。
査ゾーン内には、例えば患者台上の患者（両者とも図示
せず）のような対称物が存在しうる。検査ゾーン１３は
円筒の形をしている。Ｘ線ビーム４は、検査ゾーンを横
切った後にガントリー１に接続した２次元の検出器１６
に入射する。
【００１８】検出器１６は、互いに少し離して配置した
複数のセグメントから構成されるが、これは図１には示
していない。この検出器は、回転軸１４に垂直な平面内
で、放射源Ｓの回りに円弧を描く。しかし、この検出器
は異なる形状を有することもでき、例えばこれは回転軸
１４の回りに円弧を描くことができ、あるいは直線状で
もありうる。各検出セグメントは、放射源の各位置にお
ける放射ビーム４の光線についての測定値を送出する複
数の検出素子を具えている。以下、これらの測定値をＣ
Ｔデータとも称する。検出装置１６によって取得した測
定値またはＣＴデータを画像処理コンピュータ１０に供
給して、このコンピュータは、モニタ１１に表示するた
めに、これらの測定値またはＣＴデータから例えば検査
ゾーンの部分における吸収分布を再構成する。
複数のセグメントから構成されるが、これは図１には示
していない。この検出器は、回転軸１４に垂直な平面内
で、放射源Ｓの回りに円弧を描く。しかし、この検出器
は異なる形状を有することもでき、例えばこれは回転軸
１４の回りに円弧を描くことができ、あるいは直線状で
もありうる。各検出セグメントは、放射源の各位置にお
ける放射ビーム４の光線についての測定値を送出する複
数の検出素子を具えている。以下、これらの測定値をＣ
Ｔデータとも称する。検出装置１６によって取得した測
定値またはＣＴデータを画像処理コンピュータ１０に供
給して、このコンピュータは、モニタ１１に表示するた
めに、これらの測定値またはＣＴデータから例えば検査
ゾーンの部分における吸収分布を再構成する。
【００１９】そして、参照符号αmaxで表わす放射ビー
ム４の開口角（開口角は、回転軸１４に垂直な平面内で
ビーム４の端に位置する光線が囲む角度であり、放射源
Ｓと回転軸１４が規定する平面に対する角度を意味する
ものとする。）が、円筒形の検査ゾーン１３の直径を決
定し、ＣＴデータの取得中には、検査ゾーン１３内に検
査すべき対称物が存在する。
ム４の開口角（開口角は、回転軸１４に垂直な平面内で
ビーム４の端に位置する光線が囲む角度であり、放射源
Ｓと回転軸１４が規定する平面に対する角度を意味する
ものとする。）が、円筒形の検査ゾーン１３の直径を決
定し、ＣＴデータの取得中には、検査ゾーン１３内に検
査すべき対称物が存在する。
【００２０】モータ５によって、検査ゾーン１３または
対称物または患者台を、回転軸１４に平行に、あるいは
ｚ軸に平行に変位させることができる。しかし、こうす
るために、ガントリーをこの方向に変位させることもで
きる。放射源が検査ゾーンの回りに回転する間、並びに
検査ゾーンがガントリー１に対して移動する間には、相
対移動のみが重要であり、例えば患者台の代わりにガン
トリーを逆方向に変位させることもできる。モータ５及
び２が同時に動く際には、放射源Ｓ及び検出器１６が検
査ゾーン１３に対して螺旋の形態の軌跡を描く。しか
し、ｚ方向の移動用のモータ５が静止して、モータ２が
ガントリー１を回転させる場合には、放射源Ｓ及び検出
器１６については、検査ゾーン１３に対して円形の軌跡
が得られる。
対称物または患者台を、回転軸１４に平行に、あるいは
ｚ軸に平行に変位させることができる。しかし、こうす
るために、ガントリーをこの方向に変位させることもで
きる。放射源が検査ゾーンの回りに回転する間、並びに
検査ゾーンがガントリー１に対して移動する間には、相
対移動のみが重要であり、例えば患者台の代わりにガン
トリーを逆方向に変位させることもできる。モータ５及
び２が同時に動く際には、放射源Ｓ及び検出器１６が検
査ゾーン１３に対して螺旋の形態の軌跡を描く。しか
し、ｚ方向の移動用のモータ５が静止して、モータ２が
ガントリー１を回転させる場合には、放射源Ｓ及び検出
器１６については、検査ゾーン１３に対して円形の軌跡
が得られる。
【００２１】２つのモータ２及び５、画像処理コンピュ
ータ１０、放射源Ｓ、及び検出器１６から画像処理コン
ピュータ１０へのＣＴデータの転送は、制御装置によっ
て制御する。
ータ１０、放射源Ｓ、及び検出器１６から画像処理コン
ピュータ１０へのＣＴデータの転送は、制御装置によっ
て制御する。
【００２２】図２は、回転軸に垂直な平面内で本装置を
単に図式的に示した図である。ここでは前述した螺旋が
円１７になり、回転軸１４がこの円の中心点となる。放
射源Ｓによって放出された放射ビーム４が検査ゾーン１
３に入る前に、コリメータデバイス３の筐体内に収容さ
れた、とりわけダイアフラムデバイス３０を横切る。制
御装置７（図１）によって制御される交換装置３１が、
コリメータ３の筐体内の種々の構成要素を、必要な際に
ビーム経路外に移動させることができる。
単に図式的に示した図である。ここでは前述した螺旋が
円１７になり、回転軸１４がこの円の中心点となる。放
射源Ｓによって放出された放射ビーム４が検査ゾーン１
３に入る前に、コリメータデバイス３の筐体内に収容さ
れた、とりわけダイアフラムデバイス３０を横切る。制
御装置７（図１）によって制御される交換装置３１が、
コリメータ３の筐体内の種々の構成要素を、必要な際に
ビーム経路外に移動させることができる。
【００２３】図３に、本発明の第１実施例における幾何
学的関係を示し、以後の図でも同様に、回転軸の方向の
寸法は、これに垂直な方向の寸法に比べて拡大して示し
てある。この図には、放射源と検査ゾーンが相対的に描
く軌跡を示し、これは螺旋１７の形状である。螺旋１７
の隣接する回転は互いに距離ｐだけ離れて位置する。ま
た所定瞬時における螺旋上の放射源の位置も図に示し、
放射源Ｓが、第１実施例における検出器１６を構成する
検出セグメント１６１及び１６２を投影する、螺旋上の
２つの面も示す。上部検出セグメント１６２の下端と下
部検出セグメント１６１の上端との間の距離ｐ（螺旋の
隣接する２回転間の距離に相当する）がそのままである
間には、軸方向に互いに偏移した検出セグメント（１６
１及び１６２またはこれらの螺旋１７上への投影）の端
が、螺旋の隣接する２回転間の中間空間をちょうど満た
すようになっている。放射源Ｓはこれらの回転間の途中
に位置する。
学的関係を示し、以後の図でも同様に、回転軸の方向の
寸法は、これに垂直な方向の寸法に比べて拡大して示し
てある。この図には、放射源と検査ゾーンが相対的に描
く軌跡を示し、これは螺旋１７の形状である。螺旋１７
の隣接する回転は互いに距離ｐだけ離れて位置する。ま
た所定瞬時における螺旋上の放射源の位置も図に示し、
放射源Ｓが、第１実施例における検出器１６を構成する
検出セグメント１６１及び１６２を投影する、螺旋上の
２つの面も示す。上部検出セグメント１６２の下端と下
部検出セグメント１６１の上端との間の距離ｐ（螺旋の
隣接する２回転間の距離に相当する）がそのままである
間には、軸方向に互いに偏移した検出セグメント（１６
１及び１６２またはこれらの螺旋１７上への投影）の端
が、螺旋の隣接する２回転間の中間空間をちょうど満た
すようになっている。放射源Ｓはこれらの回転間の途中
に位置する。
【００２４】図４に、２つの検出セグメント１６１及び
１６２から構成される検出器１６の展開図を示し、（放
射源Ｓによる）螺旋１７の（検出器１６上への）投影を
破線で示す。
１６２から構成される検出器１６の展開図を示し、（放
射源Ｓによる）螺旋１７の（検出器１６上への）投影を
破線で示す。
【００２５】検出セグメント１６１及び１６２が矩形を
規定し、この矩形は図３とは対照的に、螺旋の投影によ
って規定される平行四辺形状の領域と一致していないよ
うに見える。この場合には、検出素子の投影が螺旋の関
係セグメントの外側に位置するような検出素子からの測
定値を考慮に入れずに再構成を行って、これにより冗長
なＣＴデータが回避されることを保証することだけが必
要なので、（図４に示していない、マトリクスの形で行
及び列に配列した検出素子を有する）これらの検出セグ
メントを、より単純に構成することができる。
規定し、この矩形は図３とは対照的に、螺旋の投影によ
って規定される平行四辺形状の領域と一致していないよ
うに見える。この場合には、検出素子の投影が螺旋の関
係セグメントの外側に位置するような検出素子からの測
定値を考慮に入れずに再構成を行って、これにより冗長
なＣＴデータが回避されることを保証することだけが必
要なので、（図４に示していない、マトリクスの形で行
及び列に配列した検出素子を有する）これらの検出セグ
メントを、より単純に構成することができる。
【００２６】検出セグメント１６１または１６２の幅よ
りも小さい幅（または軸方向の寸法）のクリアランス
（隙間）１８が、これら２つの検出セグメント間に残っ
ている。しかしクリアランス１８は、検出セグメントに
必要な電子回路を収容するのに、あるいは検出セグメン
ト用または反散乱格子（図示せず）用の固定点を収容す
るのに十分なものであり、この反散乱格子は検出器１６
と検査ゾーン１３の間に存在して、検査ゾーンからの散
乱放射を大幅に減衰させるものである。
りも小さい幅（または軸方向の寸法）のクリアランス
（隙間）１８が、これら２つの検出セグメント間に残っ
ている。しかしクリアランス１８は、検出セグメントに
必要な電子回路を収容するのに、あるいは検出セグメン
ト用または反散乱格子（図示せず）用の固定点を収容す
るのに十分なものであり、この反散乱格子は検出器１６
と検査ゾーン１３の間に存在して、検査ゾーンからの散
乱放射を大幅に減衰させるものである。
【００２７】図５にダイアフラムデバイスを示し、これ
は図４と整合し、かつ医療検査のためにコリメータデバ
イス３の筐体内に収容され、実際にＸ線を通さない材料
で作製されている。このダイアフラムデバイスは２つの
スリット３１及び３２を具え、これらは軸方向に互いに
偏移して、これらを通してＸ線が検出セグメント１６１
及び１６２に入射する。これにより、検出セグメント１
６１及び１６２の領域のうち、そこのＣＴデータが再構
成に必要でないか、あるいはこれらのＣＴデータを抑制
すべき領域がＸ線に露光されないことが保証される。結
局、放射負荷も小さく留めることができる。
は図４と整合し、かつ医療検査のためにコリメータデバ
イス３の筐体内に収容され、実際にＸ線を通さない材料
で作製されている。このダイアフラムデバイスは２つの
スリット３１及び３２を具え、これらは軸方向に互いに
偏移して、これらを通してＸ線が検出セグメント１６１
及び１６２に入射する。これにより、検出セグメント１
６１及び１６２の領域のうち、そこのＣＴデータが再構
成に必要でないか、あるいはこれらのＣＴデータを抑制
すべき領域がＸ線に露光されないことが保証される。結
局、放射負荷も小さく留めることができる。
【００２８】前記ダイアフラムは、存在する検出セグメ
ントと同数の放射の円錐形を形成し、この場合には２つ
である。こうした２つの放射ビームの間には、放射のな
い空間が残る。本発明に沿えば、互いに少し離れて広が
った、複数のこうした放射の円錐形から構成される放射
ビームも円錐放射ビームであると考えられる。
ントと同数の放射の円錐形を形成し、この場合には２つ
である。こうした２つの放射ビームの間には、放射のな
い空間が残る。本発明に沿えば、互いに少し離れて広が
った、複数のこうした放射の円錐形から構成される放射
ビームも円錐放射ビームであると考えられる。
【００２９】米国特許出願第09/368 850号またはこれに
対応するドイツ国特許出願第198 35296号に開示された
方法に従い、再構成を行う。この方法によれば、フィル
タリング中並びにフィルタリングしたデータの後方投射
中には-270°から+270°までの角度範囲を完全に使用す
るが、本発明によれば、-90°から+90°までの角度範囲
についてはＣＴデータを０に設定し、-270°から-90°
までの角度範囲及び+90°から+270°までの角度範囲に
ついてのＣＴデータは、1.5倍に増加させた重みを付け
て再構成に入る。
対応するドイツ国特許出願第198 35296号に開示された
方法に従い、再構成を行う。この方法によれば、フィル
タリング中並びにフィルタリングしたデータの後方投射
中には-270°から+270°までの角度範囲を完全に使用す
るが、本発明によれば、-90°から+90°までの角度範囲
についてはＣＴデータを０に設定し、-270°から-90°
までの角度範囲及び+90°から+270°までの角度範囲に
ついてのＣＴデータは、1.5倍に増加させた重みを付け
て再構成に入る。
【００３０】図６に、好適な実施例の幾何学的関係を示
す。この中の検出器は３つの検出セグメント１６０、１
６１及び１６２から構成され、これらの投影は常に螺旋
の隣接する２回転間のクリアランスを覆う。一方の側の
検出セグメント１６０と、他方の側の下方の検出セグメ
ント１６１または上方の検出セグメント１６２との間に
は、個々の検出セグメントの幅にちょうど等しい幅の中
間空間が残る。このため、軸方向の全長が５ｐにも及ぶ
検出器が関係し、この検出器は３つの幅ｐの検出セグメ
ントから構成され、これらのセグメントは互いに距離ｐ
をおいて配置される。図４を参照して記述したように、
個々の検出セグメントを展開したものは、ここでも矩形
の形状を有することができる。
す。この中の検出器は３つの検出セグメント１６０、１
６１及び１６２から構成され、これらの投影は常に螺旋
の隣接する２回転間のクリアランスを覆う。一方の側の
検出セグメント１６０と、他方の側の下方の検出セグメ
ント１６１または上方の検出セグメント１６２との間に
は、個々の検出セグメントの幅にちょうど等しい幅の中
間空間が残る。このため、軸方向の全長が５ｐにも及ぶ
検出器が関係し、この検出器は３つの幅ｐの検出セグメ
ントから構成され、これらのセグメントは互いに距離ｐ
をおいて配置される。図４を参照して記述したように、
個々の検出セグメントを展開したものは、ここでも矩形
の形状を有することができる。
【００３１】本実施例の利点は、回転軸１４に垂直に広
がり、かつ放射源Ｓが位置する平面が、検出セグメント
１６０と交差する、ということにある。結局、螺旋状の
軌跡の代わりに円形の軌跡に沿って検査ゾーンを走査す
る際に、この中央検出セグメントをＣＴデータの取得に
用いることができる。
がり、かつ放射源Ｓが位置する平面が、検出セグメント
１６０と交差する、ということにある。結局、螺旋状の
軌跡の代わりに円形の軌跡に沿って検査ゾーンを走査す
る際に、この中央検出セグメントをＣＴデータの取得に
用いることができる。
【００３２】図７は、原則的には図６に示す装置の回転
軸を含む平面における断面図である。この場合には螺旋
を示していない。検出セグメント１６０、１６１及び１
６２の各々が、それぞれ２つの部分１６０ａ及び１６０
ｂ、１６１ａ及び１６１ｂ、そして１６２ａ及び１６２
ｂから構成されるようになっている。個々の検出素子を
伴う放射感応領域は互いに直接隣接するが、検出素子の
信号を処理するための電子回路が互いに離れた部分（例
えば１６０ａ、１６０ｂ）の端に位置するように、これ
らの部分を結合する。
軸を含む平面における断面図である。この場合には螺旋
を示していない。検出セグメント１６０、１６１及び１
６２の各々が、それぞれ２つの部分１６０ａ及び１６０
ｂ、１６１ａ及び１６１ｂ、そして１６２ａ及び１６２
ｂから構成されるようになっている。個々の検出素子を
伴う放射感応領域は互いに直接隣接するが、検出素子の
信号を処理するための電子回路が互いに離れた部分（例
えば１６０ａ、１６０ｂ）の端に位置するように、これ
らの部分を結合する。
【００３３】各検出セグメントの前に反散乱格子１８を
配置する。この格子は図７の平面に垂直に広がり、かつ
放射源に対して整列したラメラー（凹凸格子）を具え、
このラメラーは、検査ゾーン内で発生した散乱放射のう
ち、放射源によって放出される放射が入射する角度以外
の角度で反散乱格子１８に入射する散乱放射を減衰させ
る。２つの検出セグメント間のクリアランスは、電子回
路の収容用だけでなく、反散乱格子及び検出セグメント
の安定な固定（図示せず）用にも用いることができる。
配置する。この格子は図７の平面に垂直に広がり、かつ
放射源に対して整列したラメラー（凹凸格子）を具え、
このラメラーは、検査ゾーン内で発生した散乱放射のう
ち、放射源によって放出される放射が入射する角度以外
の角度で反散乱格子１８に入射する散乱放射を減衰させ
る。２つの検出セグメント間のクリアランスは、電子回
路の収容用だけでなく、反散乱格子及び検出セグメント
の安定な固定（図示せず）用にも用いることができる。
【００３４】一方では中央検出セグメントのＣＴデータ
及び他方では外側の２つの検出セグメントのＣＴデータ
によって、完全なＣＴ画像を再構成することができると
いうことは、コンピュータ断層撮影の「二重エネルギ」
検査に利用することができる。そして外側の２つの検出
セグメント１６１及び１６２は、中央検出セグメントが
受けるエネルギとは異なるエネルギを受ける。こうする
ために、コリメータデバイスに、放射を異なる度合いに
硬化するフィルタ４０（図２参照）を設ける。例えば、
中央検出セグメントへの放射が全く影響されないが（即
ち、この領域では、放射が妨害されずに通過できるよう
なアパーチャ（開口部）をこのフィルタに設ける）、外
側の２つの検出セグメントが適切なフィルタ材料によっ
て所定の方法で硬化されるような方法で、このフィルタ
を構成することができる。
及び他方では外側の２つの検出セグメントのＣＴデータ
によって、完全なＣＴ画像を再構成することができると
いうことは、コンピュータ断層撮影の「二重エネルギ」
検査に利用することができる。そして外側の２つの検出
セグメント１６１及び１６２は、中央検出セグメントが
受けるエネルギとは異なるエネルギを受ける。こうする
ために、コリメータデバイスに、放射を異なる度合いに
硬化するフィルタ４０（図２参照）を設ける。例えば、
中央検出セグメントへの放射が全く影響されないが（即
ち、この領域では、放射が妨害されずに通過できるよう
なアパーチャ（開口部）をこのフィルタに設ける）、外
側の２つの検出セグメントが適切なフィルタ材料によっ
て所定の方法で硬化されるような方法で、このフィルタ
を構成することができる。
【００３５】図８ａ及び図８ｂに、検出器の外側の両端
の投影が７ｐに及ぶ経路を覆う２つの異なる実施例を示
す。ここでも検出器は３つの検出セグメント、即ち、中
央の検出セグメント１６０及び等しい幅の外側の２つの
セグメント１６１及び１６２から構成される。
の投影が７ｐに及ぶ経路を覆う２つの異なる実施例を示
す。ここでも検出器は３つの検出セグメント、即ち、中
央の検出セグメント１６０及び等しい幅の外側の２つの
セグメント１６１及び１６２から構成される。
【００３６】しかし図８ａに示す実施例では、（投影に
おける）中央の検出セグメントのみが幅ｐを有し、外側
の検出セグメントの各々が幅２ｐを有するが、図８ｂに
示す実施例では、中央の検出セグメントが幅３ｐを有
し、外側の２つの検出セグメント１６１及び１６２が幅
ｐを有する。本実施例は円形の軌跡を含む検査により適
切である。
おける）中央の検出セグメントのみが幅ｐを有し、外側
の検出セグメントの各々が幅２ｐを有するが、図８ｂに
示す実施例では、中央の検出セグメントが幅３ｐを有
し、外側の２つの検出セグメント１６１及び１６２が幅
ｐを有する。本実施例は円形の軌跡を含む検査により適
切である。
【００３７】また検出器の外側の両端の投影は７ｐ以上
（一般に(2n+1)p、ｎは整数）を覆うこともでき、検出
器はｎ＋１個までの検出セグメントに再分割することが
できる。そしてこれらの検出セグメントを、放射源Ｓ
（即ち、放射が発散する焦点）について対称に、あるい
はＳから回転軸１４への垂線が、螺旋によって規定され
る円筒を貫通する点について対称に配置すべきである。
（一般に(2n+1)p、ｎは整数）を覆うこともでき、検出
器はｎ＋１個までの検出セグメントに再分割することが
できる。そしてこれらの検出セグメントを、放射源Ｓ
（即ち、放射が発散する焦点）について対称に、あるい
はＳから回転軸１４への垂線が、螺旋によって規定され
る円筒を貫通する点について対称に配置すべきである。
【図１】 本発明によるコンピュータ断層撮影装置を図
式的に示す図である。
式的に示す図である。
【図２】 本発明によるコンピュータ断層撮影装置の簡
略化した平面図である。
略化した平面図である。
【図３】 本発明によるコンピュータ断層撮影装置にお
ける幾何学的関係を示す図である。
ける幾何学的関係を示す図である。
【図４】 本発明による検出器の展開図、及びこの検出
器上への螺旋回転の投影図である。
器上への螺旋回転の投影図である。
【図５】 好適なダイアフラム３０を示す図である。
【図６】 第２実施例の幾何学的関係を示す図である。
【図７】 回転軸を含む平面内の第２実施例の断面図で
ある。
ある。
【図８】 図８Ａ及び図８Ｂは、本発明のさらに２つの
実施例における幾何学的関係を示す図である。
実施例における幾何学的関係を示す図である。
Ｓ 放射源 １ ガントリー ２ モータ ３ コリメータデバイス ４ 放射ビーム ５ モータ ７ 制御装置 １０ 画像処理コンピュータ １１ モニタ １３ 検査ゾーン １４ 回転軸 １６ 検出器 １７ 螺旋（円） １８ クリアランス ３０ ダイアフラム ３１ スリット ３２ スリット ４０ フィルタ １６０ 検出セグメント １６１ 検出セグメント １６２ 検出セグメント
───────────────────────────────────────────────────── 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 ローラント プロクサ ドイツ国 22415 ハンブルク ヴィルダ ームートリング 30 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA10 CA06 CA09 EA13 EB18
Claims (6)
- 【請求項１】 放射源と、該放射源によって放出される
円錐状の放射ビームが、検査ゾーンまたは該検査ゾーン
内に存在する対象物を通過した後に、この放射ビームを
検出するために該放射源に接続した検出器とを具えた走
査器と、 回転軸の回りの回転及び回転軸に平行な変位から構成さ
れる螺旋の形態の、前記走査器と前記検査ゾーンまたは
対象物との間の相対移動を実現するための駆動装置とを
具え、 軸方向に互いに偏移した前記検出器の外側の両端の前記
螺旋上への投影が(2n+1)pの径路を含み、ここにｎは１
以上の整数であり、ｐは前記螺旋の隣接する２回転以上
の軸方向の偏移に相当し、 前記検出器が、互いに離間し、かつ軸方向に互いに偏移
した複数の検出セグメントを具え、該検出セグメントの
前記螺旋上への投影が前記螺旋の隣接する少なくとも２
回転を覆うように、該検出セグメントの各々を形成して
配置したことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。 - 【請求項２】 前記ｎ＝１であり、前記検出器が、前記
回転軸に垂直に広がり、かつ前記放射源を含む平面の両
側に位置する２つの検出セグメントを具えていることを
特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層撮影装
置。 - 【請求項３】 前記ｎが少なくとも２であり、前記検出
器が少なくとも３つの検出セグメントを具え、これらの
検出セグメントのうちの１つが、前記回転軸に垂直に広
がり、かつ前記放射源を含む平面内に位置し、他の検出
セグメントが半数ずつ、この平面の各側に位置すること
を特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断層撮影装
置。 - 【請求項４】 前記検出セグメント間のクリアランスを
前記放射源からの放射から遮蔽するように、前記放射源
と前記検査ゾーンとの間にダイアフラムデバイスを配置
したことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ断
層撮影装置。 - 【請求項５】 軸方向に偏移した領域内で２つの異なる
エネルギスペクトルの放射を発生するような空間依存性
を示す吸収特性のフィルタデバイスを、前記放射源と前
記検査ゾーンとの間に配置して、前記検出セグメントの
第１群が第１エネルギスペクトルを有する放射を受け
て、前記検出セグメントの第２群が第２エネルギスペク
トルを有する放射を受けるようにしたことを特徴とする
請求項３に記載のコンピュータ断層撮影装置。 - 【請求項６】 コンピュータ断層撮影装置用の検出器に
おいて、 該検出器に機械的に接続可能な放射源を具え、該放射源
によって放出される放射ビームを円錐状にして発生する
働きをする走査器と、 回転軸の回りの回転及び回転軸に平行な変位から構成さ
れる螺旋の形態の、前記走査器と前記検査ゾーンまたは
対象物との間の相対移動を実現するための駆動装置とを
具え、 前記検出器の外側の両端の前記螺旋上への投影が軸方向
に互いに偏移して(2n+1)pの径路を含み、ここにｎは１
以上の整数であり、ｐは前記螺旋の隣接する２つ以上の
回転の軸方向の偏移に相当し、 前記検出器が、互いに離間し、かつ軸方向に互いに偏移
した複数の検出セグメントを具え、該検出セグメントの
前記螺旋上への投影が前記螺旋の隣接する少なくとも２
回転を覆うように、該検出セグメントの各々を形成して
配置したことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置用
の検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10038328:9 | 2000-08-05 | ||
| DE10038328A DE10038328A1 (de) | 2000-08-05 | 2000-08-05 | Computertomograph mit kegelförmigen Strahlenbündel und helixförmiger Relativbewegung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002085396A true JP2002085396A (ja) | 2002-03-26 |
Family
ID=7651481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001236218A Withdrawn JP2002085396A (ja) | 2000-08-05 | 2001-08-03 | コンピュータ断層撮影装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6426992B1 (ja) |
| EP (1) | EP1177767B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002085396A (ja) |
| DE (2) | DE10038328A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009519471A (ja) * | 2005-12-12 | 2009-05-14 | リビール イメージング テクノロジーズ | ずれた放射線によるｃｔ検査 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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