JP2002320613A - 計算機式断層写真法イメージング・システムのための逆投影方法及び装置 - Google Patents

計算機式断層写真法イメージング・システムのための逆投影方法及び装置

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JP2002320613A JP2001395788A JP2001395788A JP2002320613A JP 2002320613 A JP2002320613 A JP 2002320613A JP 2001395788 A JP2001395788 A JP 2001395788A JP 2001395788 A JP2001395788 A JP 2001395788A JP 2002320613 A JP2002320613 A JP 2002320613A
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Jiang Hsieh
チアン・シェー
Stephen W Metz
スティーブン・ダブリュー・メッツ
Sharon Xiaorong Wang
シャロン・シャオロン・ワン
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    • G—PHYSICS
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S378/901—Computer tomography program or processor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチスライスＣＴ用検出器の各行を横断す
る次元を考慮に入れて画質を高め、ファン・ビーム逆投
影よりも高い精度で３次元画像を再構成する。 【解決手段】 物体の空間の投影データを取得するよう
にマルチスライス検出器アレイ（１８）を有するマルチ
スライス計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・シ
ステム（１０）によって物体を走査し、取得された投影
データをフィルタ処理し（５４）、立体画像のボクセル
（７６）を再構成するようにフィルタ処理された投影デ
ータを逆投影する。マルチスライス検出器アレイは、複
数の行及び列を成す検出器素子（２０）を有し、逆投影
は、マルチスライス検出器アレイの各行及び各列の両方
に跨がってフィルタ処理された投影データを補間するこ
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は一般的には、マルチスライス計
算機式断層写真法（ＣＴ）撮像装置及び方法に関し、さ
らに具体的には、画像を形成するために走査時に取得さ
れる減弱データを逆投影する方法及び装置に関する。
【０００２】少なくとも１つの公知の計算機式断層写真
法（ＣＴ）イメージング・システム構成においては、Ｘ
線源がファン（扇形）形状のビームを投射し、このビー
ムは、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面であって、一般に
「イメージング（撮像）平面」と呼ばれる平面内に位置
するようにコリメートされる。Ｘ線ビームは患者等の被
撮像物体を通過する。ビームは物体によって減弱された
後に放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイで
受光される減弱したビーム放射線の強度は、物体による
Ｘ線ビームの減弱量に依存している。アレイ内の各々の
検出器素子が、検出器の位置でのビーム減弱の測定値で
ある別個の電気信号を発生する。すべての検出器からの
減弱測定値を別個に取得して透過プロファイル（断面）
を形成する。
【０００３】公知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源
及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが物体と交差する角度
が定常的に変化するように撮像平面内で被撮像物体の周
りをガントリと共に回転する。一つのガントリ角度での
検出器アレイからの一群のＸ線減弱測定値すなわち投影
データを「ビュー」と呼ぶ。物体の「走査（スキャ
ン）」は、Ｘ線源及び検出器が一回転する間に様々なガ
ントリ角度すなわちビュー角度において形成される一組
のビューで構成される。アキシャル・スキャン（軸方向
走査）の場合には、投影データを処理して、物体を通し
て得られる２次元スライスに対応する画像を構成する。
一組の投影データから画像を再構成する一つの方法は、
当業界でフィルタ補正逆投影法と呼ばれている。この手
法は、走査からの減弱測定値を「ＣＴ数」又は「ハンス
フィールド(Hounsfield)単位」と呼ばれる整数へ変換
し、これらの整数を用いて陰極線管表示器上の対応する
ピクセルの輝度を制御するものである。
【０００４】さらに明確に図１及び図２を参照して述べ
ると、一つの公知の計算機式断層写真法（ＣＴ）イメー
ジング・システム１０が、「第３世代」ＣＴスキャナに
典型的なガントリ１２を含んでいる。ガントリ１２はＸ
線源１４（又はさらに一般的には放射線源１４）を有し
ており、線源１４は、Ｘ線ビーム１６（又はさらに一般
的には放射線ビーム）をガントリ１２の対向する側に設
けられている検出器アレイ１８に向かって投射する。検
出器アレイ１８は検出器素子２０によって形成されてお
り、検出器素子２０は一括で、物体２２、例えば患者を
通過する投射Ｘ線を感知する。各々の検出器素子２０
は、入射Ｘ線ビームの強度を表わし、従って患者２２を
通過する際のビームの減弱を表わす電気信号を発生す
る。Ｘ線投影データを取得するための一回の走査の間
に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構
成部品は回転中心２４の周りを回転する。検出器アレイ
１８はシングルスライス構成で作製されていてもよい
し、又はマルチスライス構成で作製されていてもよい。
マルチスライス構成の場合には、検出器アレイ１８は複
数の行を成す検出器素子２０を有する。尚、図２にはそ
の一行のみを示す。
【０００５】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によって制御され
ている。制御機構２６は、Ｘ線制御器２８とガントリ・
モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ
線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガン
トリ・モータ制御器３０はガントリ１２の回転速度及び
位置を制御する。制御機構２６内に設けられているデー
タ取得システム（ＤＡＳ）３２が検出器素子２０からの
アナログ・データをサンプリングして、後続の処理のた
めにこのデータをディジタル信号へ変換する。画像再構
成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ
線データをＤＡＳ３２から受け取って高速画像再構成を
実行する。再構成された画像はコンピュータ３６への入
力として印加され、コンピュータ３６は大容量記憶装置
３８に画像を記憶させる。
【０００６】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を介して操作者から指令及び走査用
パラメータを受け取る。付設されている陰極線管表示器
４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピ
ュータ３６からのその他のデータを観測することができ
る。操作者が供給した指令及びパラメータはコンピュー
タ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２
８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報
を供給する。加えて、コンピュータ３６は、モータ式テ
ーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動
作させて、患者２２をガントリ１２内で配置する。具体
的には、テーブル４６は患者２２の各部をガントリ開口
４８を通して移動させる。
【０００７】単一の行のみを有する検出器アレイ１８を
用いたイメージング・システム１０の実施形態では、画
像の再構成のためにファン・ビーム逆投影のみが利用さ
れる。
【０００８】図３の平面幾何的関係を参照すると、一つ
の特定のピクセルについて、補正及びフィルタ処理を行
なった後の一組の検出器サンプルＲ（βi，γj）を逆投
影するための基本的な幾何的関係が示されている。この
ピクセルは座標（ｘk，Ｙl）に位置しており、ガントリ
角度はβである（ビュー番号ｉについて）。ＤはＸ線源
１４からイソセンタ２４までの距離であり、γはイソセ
ンタ２４を通過する射線とピクセルを通過する射線との
間の角度である。
【０００９】一つの公知のイメージング・システムにお
ける検出器サンプルＲ（βi，γj）のファン・ビーム逆
投影は、各々のピクセル毎に三段階で行なわれる。第一
段階では、ピクセルを通過する射線について、フィルタ
処理後の検出器ピクセルの値を算出しなければならな
い。角度γを、角度γの各々の側に位置するフィルタ処
理後の各検出器サンプルの間での補間を用いて算出し
て、正確なフィルタ処理後の投影値Ｒ（βi，γ）を求
める。第二段階では、Ｘ線源１４とピクセル（ｘk，
Ｙl）との間の距離Ｌ1を算出し、最後に、値Ｒ（βi，
γ）／（Ｌ1）2を算出してピクセル値に加算する。
【００１０】これらの計算を単純化するために、ｘ及び
ｙではなくｓ及びｔによって定義される代替的な座標系
を用いる。ｓ軸は線源１４からイソセンタ２４に到る線
に沿って位置しており、ｔ軸はｓ軸と直角をなしてイソ
センタ２４を通過する。このように、ｓ及びｔ座標は単
純に、ｘ及びｙ座標をガントリ角度だけ回転させたもの
となる。ｓの値はイソセンタから検出器アレイ１８に向
かう方向で正とし、イソセンタ２４から線源１４に向か
う方向で負とする。ｔの値は、正のγについては正と
し、負のγについては負とする。
【００１１】この座標系を用いた場合のγの値は次のよ
うに書かれる。
【００１２】γ＝ｔａｎ-1（ｔ／（Ｄ＋ｓ）） γが、検出器サンプルＲ（βi，γj）の一つに対応する
離散的なｙjの値の一つに正確に等しくなることは稀で
ある。その代わりに、γは通常、二つのγjの値の間に
位置する。この一般的な場合には、線形補間を用いてＲ
（βi，γ）の実際の値を近似する。
【００１３】ピタゴラスの定理を用いると、Ｌの値は次
のように書かれる。
【００１４】Ｌ＝［ｔ2＋（Ｄ＋ｓ）2］1/2 γ及びＬの値は、米国特許第４，９８６，２８７号、及
びIRE Transactions on Electronic Computers、１９５
９年９月、第３３０頁〜第３３４頁のJ.E. Volderによ
る“The CORDIC Trigometric Computing Technique”に
記載されている形式のパイプラインＣＯＲＤＩＣプロセ
ッサによって直接的に算出される。ＣＯＲＤＩＣ（COor
dinate Rotation DIgital Computing、座標回転ディジ
タル計算）アルゴリズムは、幾つかの超越関数を計算す
る効率的なアルゴリズムである。このアルゴリズムは、
乗法演算及び除法演算をシフト演算に置き換えており、
コストの掛かる計算としては加法を残すのみであるため
時間効率のよいアルゴリズムである。ＣＯＲＤＩＣプロ
セッサは、二つの値Ａ及びＢを受け取り入力して、次の
計算を行なう。
【００１５】θ＝ｔａｎ-1（Ｂ／Ａ）、及び ｒ＝ｋ［Ａ2＋Ｂ2］1/2 ここで、一連のベクトル角度回転段階及び拡縮（スケー
リング）段階を通じて
【００１６】
【数１】
【００１７】である。入力Ｂにピクセル座標ｔを代入
し、入力Ａにピクセル座標Ｄ＋ｓを代入することによ
り、ＣＯＲＤＩＣプロセッサはγ及びｋＬの値を直接的
に算出する。一実施形態では、入力ｔ及びＤ＋ｓは、γ
及びＬの所望の値が直接的に求まるようにｋで除算する
ことにより予めスケーリングされている。定数ｋは、Ｃ
ＯＲＤＩＣプロセッサを具現化するのに用いられるパイ
プラインの段数に基づく既知の定数である。次いで、γ
を用いてフィルタ処理後の投影データ値Ｒ（βi，γ）
を決定し、これをＬ2で除算して、ピクセル値に加算す
る量を求める。走査時に取得された各々のビューがこの
態様で逆投影されて、再構成される２Ｄ画像の各々のピ
クセルとなる。
【００１８】図１、図２、図３及び図４を参照して述べ
ると、走査時に、イソセンタ２４を通過する軸の周りに
ガントリ１２が回転するのと同時に患者２２の一連のビ
ュー（βi）が取得される。画像再構成器３４におい
て、走査データの各々のビューをＤＡＳ３２から受け取
ってさらに処理する。付加的な処理の詳細を図４に示
す。さらに具体的には、走査データの各々のビューをＤ
ＡＳ３２から受け取って、検出器及びチャネル・ゲイン
のばらつきのような様々な周知の誤差を補正するように
さらに処理する（ステップ５０）。補正後のデータは、
該データの負の対数を取ることにより対数調節されて
（ステップ５２）、各々の検出器素子２０に関連するＸ
線ビームに沿った患者２２内の減弱性物質の量を示す投
影プロファイルを形成する。次いで、逆投影の準備とし
て投影プロファイルを再構成フィルタ・カーネルと畳み
込みすることにより、投影プロファイルをフィルタ処理
する（ステップ５４）。
【００１９】各々のフィルタ処理後の投影プロファイル
Ｒ（βi，γj）を逆投影器５６に印加すると、逆投影器
５６はこれらの値を投影メモリ５８に記憶させる。逆投
影器５６は、フィルタ処理後の投影プロファイルＲ（β
i，γj）から、メモリ内で再構成されているスライス画
像６０の各々のピクセル（ｘ，ｙ）に如何なる値を加算
すべきかを決定する。制御器６２が、参照番号６４にお
いて更新されるべきピクセルの座標（この例ではｘ次元
及びｙ次元）を出力すると共に、このピクセルについて
の対応する値ｔ／ｋ及び（Ｄ＋ｓ）／ｋをＣＯＲＤＩＣ
プロセッサ６６に出力することにより、逆投影器５６を
動作させる。すると、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６は、
Ｘ線源１４からの各々のピクセル位置の角度γ及び距離
Ｌを求める。γの値を用いて、フィルタ処理後の投影５
８から二つの隣接した値を読み取る。これら二つの値を
補間器６８に印加して、二つの値の間を線形補間し、ピ
クセルｘ，ｙを通る射線についてのフィルタ処理後の逆
投影値Ｒ（βi，γ）を求める。
【００２０】ＣＯＲＤＩＣプロセッサ６０によって求め
られたＬの値を乗算器７０で自乗して除算器７２に印加
すると、除算器７２はフィルタ投影値Ｒ（βi，γ）を
Ｘ線源１４からのピクセルの距離の自乗（Ｌ2）で除算
する。制御器６２は、スライス画像６０の各々のピクセ
ルについてこの逆投影過程を繰り返して、一つのビュー
についてのフィルタ処理後の投影データを完全に逆投影
する。次いで、次のビューが逆投影器５６に印加され
て、上述の過程を繰り返し、スライス画像６０の各々の
ピクセル値を当該ビューからの寄与によって更新する。
すべてのビューが取得されて逆投影されたら、スライス
画像６０は、Ｘ線ファン・ビーム１６の平面内の患者２
２を通る断面でのビューを正確に表わすものとなってい
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べた従来技術
の実施形態は、再生にファン・ビーム逆投影を採用した
シングルスライス型システムでは有用である。マルチス
ライス検出器アレイ１８を用いるイメージング・システ
ム１０の公知の実施形態もまた、再構成のためにファン
・ビーム逆投影のみを採用している。しかしながら、さ
らに良質な画像を形成するためには、検出器の各行を横
断する付加的な次元を効率よく考慮に入れることができ
ると望ましい。また、再構成にファン・ビーム逆投影を
用いる場合に可能なものよりも高い精度で３次元画像を
表現（レンダリング）できると望ましい。
【００２２】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の一実施
形態によれば、物体の立体画像を再構成する方法が提供
される。本方法は、物体の空間の投影データを取得する
ようにマルチスライス検出器アレイを有するマルチスラ
イス計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システ
ムによって物体を走査する工程と、取得された投影デー
タをフィルタ処理する工程と、立体画像のボクセルを再
構成するようにフィルタ処理された投影データを逆投影
する工程とを含んでいる。マルチスライス検出器アレイ
は、複数の行及び列を成す検出器素子を有しており、逆
投影する工程は、マルチスライス検出器アレイの各行及
び各列の両方に跨がってフィルタ処理された投影データ
を補間することを含んでいる。
【００２３】以上の実施形態のような本発明の各実施形
態によって、検出器の各行を横断する付加的な次元を効
率よく考慮に入れることにより画質が改善される。ま
た、再構成にファン・ビーム逆投影を用いる場合に可能
なものよりも高い精度で３次元画像がレンダリングされ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】一実施形態では、図３、図５及び
図６を参照して述べると、ハードウェア逆投影器７４が
マルチスライスＣＴイメージング・システム１０のコー
ン・ビーム逆投影を行ない、これにより２次元ファン・
ビーム再構成に改善を加える。ハードウェア逆投影器７
４はＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６を用いており、ＣＯＲ
ＤＩＣプロセッサ６６は入力としてボクセル７６（すな
わち３次元画素）の位置を受け取る。（図３のボクセル
７６のｘ−ｙ平面への投影を記述するのに用いたパラメ
ータがボクセル７６にも適用され得ることが理解されよ
う。第三の次元すなわちｚ方向の付加は、図５に示すよ
うに新たなパラメータをも導入する。）
【００２５】ボクセル７６の位置は、量（Ｄ＋ｓ）／ｋ
及びｔ／ｋとしてＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６に入力さ
れる。量１／ｋは、当技術分野で公知のように、ＣＯＲ
ＤＩＣプロセッサ６６を具現化するのに用いられるパイ
プラインの段数に基づく定数のスケーリング・ファクタ
である。
【００２６】ＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６は量Ｌ1及び
γを求める。除算器７２はｚ／Ｌ1を算出し、ここで、
ｚはｘ−ｙ平面すなわちイソセンタ２４を含む平面から
ボクセル７０までの距離である。加えて自乗演算器８０
がｚ2を算出し、自乗演算器７０が（Ｌ1）2を算出し、
加算器８２が量［ｚ2＋（Ｌ1）2］を算出する。乗算器
８４がｚ1＝ｒ（ｚ／Ｌ1）を算出し、ここで、ｒはＸ線
源から検出器までの距離である。
【００２７】ボクセル７６の位置が、検出器セル２０の
上に正確に投影していることは稀である。より一般的に
は、各々のボクセル７６は、検出器アレイ１８の検出器
素子２０の二つの行及び二つの列の間で部分的に逸れた
点に対して投射している。このように、ボクセル７６に
ついての値ｚ1及びγを用いて、投影メモリ５８から、
投影されたボクセル７６の位置に最も近い四つの隣接す
る値を読み取る。これら四つの値を値ｚ1及びγと組み
合わせて補間器６８に印加すると、補間器６８は四つの
値の間を線形補間して、フィルタ処理後の投影値Ｒを求
める。このようにして、各々のボクセル７６が、補間器
６８によって投影メモリ５８からの四つの測定値８６、
８８、９０及び９２の加重付き補間として算出される。
補間器６８から得られる補間後のピクセル値Ｒは、加算
器８２からのＬ2によって除算される。除算器７２がこ
の除算を扱い、結果を用いて立体画像９４が更新され
る。
【００２８】要約すると、再構成される画像の各々のボ
クセル７６について、マルチスライス投影データのチャ
ネル角度γ、及びＸ線源からピクセルまでのＸ−Ｙ平面
における距離Ｌ1は、ボクセル７６の位置を入力として
受け取るＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６によって算出され
る。ＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６によって算出された距
離Ｌ1及びボクセル７６から再構成平面までのＺにおけ
る距離を用いて、ｘ−ｙ−ｚ空間におけるＸ線源１４か
らボクセル７６までの距離Ｌ、及び検出器平面に投影さ
れたボクセル７６の距離（従ってスライス位置）を算出
する。これらの量を算出するのに用いられる式は次のよ
うに書かれる。
【００２９】ｚ1＝Ｒ（ｚ／Ｌ1）、及び Ｌ2＝（Ｌ1）2＋ｚ2 量Ｌ2は逆投影過程のスケーリング・ファクタとして用
いられる。
【００３０】本発明のもう一つの実施形態９６では、図
７を参照して述べると、二つのＣＯＲＤＩＣプロセッサ
６６及び９８が用いられる。ＣＯＲＤＩＣプロセッサ９
８は、図６の逆投影器の実施形態７４のＣＯＲＤＩＣプ
ロセッサ６６と同様の態様で動作する。しかしながら、
実施形態９６では、検出器サンプルはＲ（β，γ，ρ）
として与えられており、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ６６及
び９８への入力は１／ｋではなく１／ｋ2でスケーリン
グされている。このスケーリングは、ＣＯＲＤＩＣプロ
セッサ６６の出力γには影響しないが、他方の出力はＬ
1ではなくＬ1／ｋとなるので、Ｌ1／ｋ出力は、ＣＯＲ
ＤＩＣプロセッサ９８への入力として用いるために既に
スケーリングされていることになる。ＣＯＲＤＩＣプロ
セッサ９８はこの入力及びもう一つの入力ｚ／ｋを受け
入れて、出力として、ボクセル７６のようなボクセルの
位置に対応する量Ｌ及びρを求める。値Ｌは自乗演算器
１００によって自乗される。投影メモリ５８、補間器６
８、除算器７２及び立体画像９４は、実施形態７４の同
様の構成要素の対応要素である。
【００３１】さらに具体的には、投影メモリ５８は離散
的な投影データＲ（β，γ，ρ）を記憶する。ここで、
ρはコーン角度である。（コーン角度ρは検出器アレイ
１８の行数に関連する。）ＣＯＲＤＩＣプロセッサ９８
によって算出される角度（γ，ρ）は、離散的な投影デ
ータＲ（β，γ，ρ）を入手できる格子と必ずしも一致
している訳ではない。従って、補間器６８は、入手でき
る値に対して双一次補間を行なって、ＣＯＲＤＩＣプロ
セッサ９８によって算出される角度（γ，ρ）に対応す
る値を得る。各々の角度γ及びρについて二つずつの値
が必要となる。この計算は、それぞれ整数部及び端数部
を用いて行なわれる。特定の放射線ビームがボクセル７
６に対して寄与したＣＴ数を除算した後に、この値を累
算器に加える。各々のボクセル７６を通る各々の放射線
ビームについてデータを加算すると、最終的なＣＴ数が
求まる。
【００３２】本発明の各実施形態が、画像を形成するた
めに走査時に取得される減弱データの逆投影を改善する
ことが容易に理解されよう。さらに明確に述べると、フ
ァン・ビーム逆投影ではなくコーン・ビーム逆投影を用
いることにより、検出器の各行を横断する付加的な次元
を考慮に入れるので、改善された立体撮像が実現され
る。加えて、検出器データの補間は、一つの次元のみで
はなく二つの次元で実行され、これにより、撮像がさら
に改善される。
【００３３】様々な特定的な実施形態によって本発明を
説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲及び要旨
に属する改変を施して本発明を実施し得ることを理解さ
れよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの見取り図であ
る。
【図２】図１に示すシステムのブロック概略図である。
【図３】シングルスライス検出器アレイを有するイメー
ジング・システムの平面でのファン・ビームの幾何的関
係を示す図である。
【図４】図１に示すもののようなＣＴイメージング・シ
ステムについての従来の逆投影システムの図である。
【図５】マルチスライス検出器アレイを有するイメージ
ング・システムの３次元の幾何的関係を示す図である。
【図６】本発明の特殊目的のコーン・ビーム逆投影器の
第一の実施形態の単純化されたブロック図である。
【図７】本発明の特殊目的のコーン・ビーム逆投影器の
第二の実施形態の単純化されたブロック図である。
【符号の説明】
１０ ＣＴ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 物体又は患者 ２４ 回転中心（イソセンタ） ２６ 制御機構 ３４ 画像再構成器 ４２ 陰極線管表示器 ４６ モータ式テーブル ４８ ガントリ開口 ５６ 逆投影器 ６４ 座標値の出力先 ７４ ハードウェア逆投影器の第一の実施形態 ７６ ボクセル ８６、８８、９０、９２ 補間計算用の測定値 ９６ ハードウェア逆投影器の第二の実施形態
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チアン・シェー 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 スティーブン・ダブリュー・メッツ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ミル ウォーキー、イースト・ケーン・プレイ ス・ナンバージェイ、1714番 (72)発明者 シャロン・シャオロン・ワン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル ックフィールド、マウンテン・ドライブ、 3325番 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA07 CA23 EB18 FE06 FE14 FE27 FF42

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体（２２）の立体画像（９４）を再構
    成する方法であって、 前記物体の空間の投影データを取得するようにマルチス
    ライス検出器アレイ（１８）を有するマルチスライス計
    算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム（１
    ０）により物体を走査する工程と、 前記取得された投影データをフィルタ処理する工程（５
    ４）と、 前記立体画像のボクセル（７６）を再構成するように前
    記フィルタ処理された投影データを逆投影する工程とを
    備えており、 前記マルチスライス検出器アレイは、複数の行及び列を
    成す検出器素子（２０）を有し、前記逆投影する工程
    は、前記マルチスライス検出器アレイの各行及び各列の
    両方に跨がって前記フィルタ処理された投影データを補
    間する工程（６８）を含んでいる方法。
  2. 【請求項２】 前記立体画像（９４）の各々のボクセル
    （７６）について、該ボクセルの位置を入力として受け
    取る第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６６）を用いて、
    チャネル角度γ、及び前記計算機式断層写真法イメージ
    ング・システム（１０）の放射線源（１４）から前記ボ
    クセルまでのｘ−ｙ平面における距離Ｌ1を決定する工
    程をさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 各々のボクセル（７６）について、前記
    決定された距離Ｌ1及び前記放射線源から再構成平面ま
    でのｚ方向における距離を用いて、前記放射線源（１
    ４）からの前記ボクセルの距離Ｌ、及び前記検出器アレ
    イ（１８）に投影された前記ボクセルの距離を決定する
    工程をさらに含んでいる請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記フィルタ処理された（５４）投影デ
    ータを逆投影する工程は、量Ｌ2をスケーリング・ファ
    クタとして用いる工程を含んでいる請求項３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 前記ＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６６）
    に、前記ボクセル（７６）位置を示す入力を供給する工
    程をさらに含んでおり、前記入力は、 イソセンタ（２４）から前記ボクセル位置までの距離
    を、前記イソセンタを通るビューにおける放射線の射線
    （１６）に垂直な方向に測定した値として示す第一の入
    力（ｔ／ｋ）と、 前記放射線源（１４）から前記イソセンタまでの前記距
    離に前記イソセンタから前記ボクセル位置までの前記距
    離を加えたものを、前記イソセンタを通る前記ビューに
    おける放射線の射線の方向に測定した値として示す第二
    の入力（（Ｄ＋ｓ）／ｋ）とを含んでいる請求項２に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 前記立体画像（９４）の各々のボクセル
    （７６）について、第二のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（９
    ８）を用いて、前記ボクセルに適用されるべき行角度
    ρ、及び前記放射線源（１４）から前記ボクセルまでの
    距離Ｌを決定する工程をさらに含んでいる請求項２に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 前記行角度ρ及び距離Ｌを決定する工程
    は、前記第二のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（９８）に、前
    記第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６６）から決定され
    た前記値Ｌ1と、前記ボクセル（７６）から前記再構成
    平面までの距離ｚを示す値とを供給する工程を含んでい
    る請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６
    ６）に、前記ボクセル（７６）位置を示す入力を供給す
    る工程をさらに含んでおり、前記入力は、 イソセンタ（２４）から前記ボクセル位置までの距離
    を、前記イソセンタを通るビューにおける放射線の射線
    （１６）に垂直な方向に測定した値として示す第一の入
    力（ｔ／ｋ2）と、 前記放射線源（１４）から前記イソセンタまでの前記距
    離に前記イソセンタから前記ボクセル位置までの前記距
    離を加えたものを、前記イソセンタを通るビューにおけ
    る放射線の射線の方向に測定した値として示す第二の入
    力（（Ｄ＋ｓ）／ｋ2）とを含んでいる請求項７に記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 前記ボクセル（７６）から前記再構成平
    面までの距離ｚを示す前記値は（ｚ／ｋ）である請求項
    ８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 回転式ガントリ（１２）、並びに該回
    転式ガントリに互いに対して対向して設けられている放
    射線源（１４）及びマルチスライス検出器アレイ（１
    ８）を有する計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング
    ・システム（１０）であって、 当該物体（２２）の空間の投影データを取得するように
    物体（２２）を走査し、 前記取得された投影データをフィルタ処理し（５４）、 前記物体の立体画像（９４）のボクセル（７６）を再構
    成するように前記フィルタ処理された投影データを逆投
    影するように構成されており、 前記マルチスライス検出器アレイは、複数の行及び列を
    成す検出器素子（２０）を有し、前記フィルタ処理され
    た投影データを逆投影するために、前記マルチスライス
    検出器アレイの各行及び各列の両方に跨がって前記フィ
    ルタ処理された投影データを補間するように構成されて
    いる計算機式断層写真法イメージング・システム（１
    ０）。
  11. 【請求項１１】 第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６
    ６）をさらに含んでおり、前記立体画像（９４）の各々
    のボクセル（７６）について、前記第一のＣＯＲＤＩＣ
    プロセッサを用いて、チャネル角度γ、及び前記放射線
    源（１４）から前記ボクセルまでのｘ−ｙ平面における
    距離Ｌ1を決定するようにさらに構成されており、前記
    第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサは前記ボクセルの位置を
    入力するように構成されている請求項１０に記載の計算
    機式断層写真法イメージング・システム（１０）。
  12. 【請求項１２】 各々のボクセル（７６）について、前
    記決定された距離Ｌ 1及び前記放射線源から再構成平面
    までのｚ方向における距離を用いて、前記放射線源（１
    ４）から前記ボクセルまでの距離Ｌ、及び前記検出器ア
    レイ（１８）に投影された前記ボクセルの距離を決定す
    るようにさらに構成されている請求項１１に記載の計算
    機式断層写真法イメージング・システム（１０）。
  13. 【請求項１３】 前記フィルタ処理された（５４）投影
    データを逆投影するために、量Ｌ2をスケーリング・フ
    ァクタとして用いるように構成されている請求項１２に
    記載の計算機式断層写真法イメージング・システム（１
    ０）。
  14. 【請求項１４】 前記ＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６６）
    に、前記ボクセル（７６）位置を示す入力を供給するよ
    うにさらに構成されており、前記入力は、 イソセンタ（２４）から前記ボクセル位置までの距離
    を、前記イソセンタを通るビューにおける放射線の射線
    （１６）に垂直な方向に測定した値として示す第一の入
    力（ｔ／ｋ）と、 前記放射線源（１４）から前記イソセンタまでの前記距
    離に前記イソセンタから前記ボクセル位置までの前記距
    離を加えたものを、前記イソセンタを通る前記ビューに
    おける放射線の射線の方向に測定した値として示す第二
    の入力（（Ｄ＋ｓ）／ｋ）とを含んでいる請求項１１に
    記載の計算機式断層写真法イメージング・システム（１
    ０）。
  15. 【請求項１５】 第二のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（９
    ８）をさらに含んでおり、前記立体画像（９４）の各々
    のボクセル（７６）について、前記第二のＣＯＲＤＩＣ
    プロセッサを用いて、前記ボクセルに適用されるべき行
    角度ρ、及び前記放射線源（１４）から前記ボクセルま
    での距離Ｌを決定するようにさらに構成されている請求
    項１１に記載の計算機式断層写真法イメージング・シス
    テム（１０）。
  16. 【請求項１６】 行角度ρ及び距離Ｌを決定するため
    に、前記第二のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（９８）への入
    力として、前記第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサ（６６）
    から決定された前記値Ｌ1と、前記ボクセル（７６）か
    ら前記再構成平面までの距離ｚを示す値とを供給するよ
    うに構成されている請求項１５に記載の計算機式断層写
    真法イメージング・システム（１０）。
  17. 【請求項１７】 前記第一のＣＯＲＤＩＣプロセッサ
    （６６）に、前記ボクセル（７６）位置を示す入力を供
    給するようにさらに構成されており、前記入力は、 イソセンタ（２４）から前記ボクセル位置までの距離
    を、前記イソセンタを通るビューにおける放射線の射線
    （１６）に垂直な方向に測定した値として示す第一の入
    力（ｔ／ｋ2）と、 前記放射線源（１４）から前記イソセンタまでの前記距
    離に前記イソセンタから前記ボクセル位置までの前記距
    離を加えたものを、前記イソセンタを通るビューにおけ
    る放射線の射線の方向に測定した値として示す第二の入
    力（（Ｄ＋ｓ）／ｋ2）とを含んでいる請求項１６に記
    載の計算機式断層写真法イメージング・システム（１
    ０）。
  18. 【請求項１８】 前記ボクセル（７６）から前記再構成
    平面までの距離ｚを示す前記値は（ｚ／ｋ）である請求
    項１７に記載の計算機式断層写真法イメージング・シス
    テム（１０）。
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