JP2003180676A - コンピュータトモグラフィ用の像再構成方法 - Google Patents

コンピュータトモグラフィ用の像再構成方法

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JP2003180676A JP2002349525A JP2002349525A JP2003180676A JP 2003180676 A JP2003180676 A JP 2003180676A JP 2002349525 A JP2002349525 A JP 2002349525A JP 2002349525 A JP2002349525 A JP 2002349525A JP 2003180676 A JP2003180676 A JP 2003180676A
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ブルーダー ヘルベルト
Thomas Flohr
フロール トーマス
Karl Stierstorfer
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 像質の向上を可能にする。 【解決手段】ａ）焦点から出発する円錐状の放射束と、
放射束を検出するためのマトリックス状の検出器アレイ
とにより検査対象物を走査するため、焦点が検査対象物
に対して相対的に焦点軌道上をシステム軸線の周りに動
かされ、検出器アレイが受信された放射に相応する出力
データをファン放射ジオメトリでの放射の形態で供給
し、ｂ）出力データがフィルタされ、ｃ）フィルタされ
た出力データが続いて検査対象物の層厚みを有する層の
少なくとも１つの断層像を発生するために三次元に逆投
影され、断層像が、放射束の放射に対する検査対象物の
層に属するボクセルの、出力データから取得された吸収
値を表し、ｄ）フィルタリングが少なくとも焦点軌道に
おけるそれぞれの焦点位置に属する接線の方向にも実行
され、ｅ）考察されるボクセルごとに正規化が行われ
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、 ａ）焦点から出発する円錐状の放射束と、放射束を検出
するためのマトリックス状の検出器アレイとにより検査
対象物を走査するために、焦点が検査対象物に対して相
対的に焦点軌道上をシステム軸線の周りに動かされ、検
出器アレイが受信された放射に相応する出力データをフ
ァン放射ジオメトリでの放射の形態で供給し、 ｂ）出力データがフィルタされ、 ｃ）フィルタされた出力データが続いて検査対象物の層
厚みを有する層の少なくとも１つの断層像を発生するた
め三次元に逆投影され、断層像が、放射束の放射に対す
る検査対象物の層に属するボクセルの、出力データから
取得された吸収値を表す、コンピュータトモグラフィ用
の像再構成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は用語“フィルタ付き逆投
影”のもとに知られているが、３Ｄ方法としては、すな
わちマトリックス状の検出器アレイとの関連では、実際
上十分とみなされる像質をもたらさない。なぜならば、
円錐状のＸ線放射束が用いられるために、いわゆる“円
錐ビーム‐アーチファクト”が生ずるからである。
【０００３】さらに、これらの方法には、小さいテーブ
ル送りを有するらせん走査の際に同じボクセルの多数回
の照射により生ずるような冗長性のデータが利用され
ず、このことが検査対象物に与えられる放射線量が不完
全にしか利用されないという結果を招くという欠点があ
る。
【０００４】さらに、像再構成のために２Ｄ法と関連し
て、仮の像が多数、像再構成のためにそれ自体は十分で
ない焦点軌道のセグメントに由来する出力データから
“フィルタ付き逆投影”により計算され、仮の像が初め
て第２のステップで最終的な断層像として再形成される
方法も考察されている。これらの２Ｄ法は、大きい幅
（すなわちシステム軸線の方向に大きい広がり）を有す
る検出器アレイに対してはあまり使用可能でない。なぜ
ならば、その場合には非常に多数の仮の像を処理しなけ
ればならず、そのことは大きいコンピュータ能力を利用
できる場合でも問題となるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、像質
の向上を可能にする冒頭に記載されている種類の方法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１の特徴を有する方法により解決される。
【０００７】それによれば、一方では、フィルタリング
が少なくとも焦点軌道におけるその都度の焦点位置に属
する接線の方向に実行され、他方では、公知の正規化が
ボクセル特有にすなわち考察されるボクセルごとに実行
される。本発明によるこのフィルタリングとボクセル特
有の正規化との組み合わせにより特に高い像質が達成さ
れることが判明している。この際に、専ら前記のフィル
タ方向にフィルタされることは特に有利である。フィル
タ方向は検出器上へのらせん接線の投影の方向に一致し
ており、投影方向はもちろん焦点からガントリの回転中
心への接続線により決定されている。
【０００８】このフィルタ方向の選択は、仮の像の計算
の基礎となっている焦点軌道のセグメントが、それらが
単一の投影のみを含んでおり、そのデータが次いで焦点
軌道における接線の方向にフィルタされるように、また
このような３Ｄ法が次いで２Ｄ法と比較可能な良い像質
を可能にすることが期待されるように、強く短縮された
ならば、２Ｄ法がいわば３Ｄ法に移行するという認識に
基づいている。
【０００９】さらに、考察されるボクセルごとに正規化
を行うことにより、ボクセルに放射が多数回当たること
により生じるボクセル特有の像アーチファクトが回避さ
れるように配慮される。
【００１０】本発明による方法は、フィルタする前に、
ファン放射ジオメトリで取得された放射Ｐ（α，β，
ｑ）の形態の出力データを、平行放射ジオメトリで存在
している放射Ｐ（θ，β，ｑ）（方位リビニング（ｒｅ
ｂｉｎｎｉｎｇ））またはＰ（θ，ｐ，ｑ）（完全リビ
ニング、すなわち方位リビニングおよび半径リビニン
グ）の形態の平行データへ換算することが行われる（こ
こで α； 焦点角度 β； ファン角度 ｑ； 検出器システムのｚ座標に相応する行インデック
ス θ＝α＋β； 平行ファン角度 ｐ＝ＲFｓｉｎ（β）； 回転軸線（システム軸線）か
らの放射間隔に相応する平行座標 ＲF； 焦点軌道の半径 ならば、特に容易に実施され得る。
【００１１】平行データの逆投影は、本発明の好ましい
実施例によれば、平行データの逆投影が、投影がシステ
ム軸線に沿って（ｘ，ｙ）を通る放射Ｐ（θ＋ｋπ，β
〜，ｑ）またはＰ（θ＋ｋπ，ｐ〜，ｑ）に対する各θ
∈〔０，π〔に対する各ボクセル（ｘ，ｙ，ｚ）に対す
る逆投影の途中で（なお、“β〜”，“ｐ〜”は数４に
おいては“β”、“ｐ”の上にそれぞれ“〜”を付され
た形で表示されている。以下の式においても同じ。）、
和
【数４】 （ここで ｘ，ｙ，ｚ； それぞれのボクセルの座標、 ｋ； 再構成に取り入れられる焦点の半回転の数に相応
する整数、 ｐ〜； 投影がシステム軸線に沿ってそれぞれのボクセ
ル（ｘ，ｙ，ｚ）の座標（ｘ，ｙ）を通って延びている
放射の平行座標、 β〜； 投影がシステム軸線に沿ってそれぞれのボクセ
ル（ｘ，ｙ，ｚ）の座標（ｘ，ｙ）を通って延びている
放射のファン角度、 ｈ； 検査対象物の発生される断層像内に表示される層
の層厚みを決定する重み付け関数、 ｄ； 相応のボクセル（ｘ，ｙ）からのそれぞれの放射
の間隔に等しい、または相応のボクセル（ｘ，ｙ）から
のそれぞれの放射の間隔に関係する関数）が形成される
ように行われる。
【００１２】記述の仕方
【数５】 は、和形成が選択的に方位リビニングにより得られる放
射または完全リビニングにより得られる放射に対して行
われることを表し、焦点軌道に対して接線方向のフィル
タリングはフィルタリングの方位リビニングの場合には
β方向であり、フィルタリングの完全リビニングの場合
にはｐ方向である。
【００１３】ｋ，ｑの双方に関する和形成の結果とし
て、同じボクセルを通って延びているすべての放射が考
慮に入れられ、検査対象物に与えられる放射線量がこう
して完全に利用されることが保証されている。
【００１４】特に好ましい実施例では、平行データの逆
投影の際に重みｈの和Ｈ
【数６】 に正規化された和
【数７】 が形成される。この進行は再度改善された像質を可能に
する。なぜならば、他のボクセルよりも多くの放射を当
てられるボクセルの可能な過強調が是正され、こうして
相応のアーチファクトが回避されるからである。それぞ
れのボクセルのＣＴ値はθに関する和形成により得られ
る。
【００１５】本発明による方法は例えば、本発明の変形
例により焦点軌道が円軌道であるときに応用され得る
（トモグラム走査）。しかし、本発明の好ましい変形例
によれば、焦点軌道は、焦点がシステム軸線の周りの円
軌道上を動かされ、同時に焦点と検査対象物との間の相
対的運動がシステム軸線の方向に行われることにより実
現されるらせん軌道である。このようならせん走査に基
づいて、検査対象物のより大きいボリュームも問題なく
検査される。
【００１６】トモグラム走査の場合にはｋに対して通常
ｋ＝１またはｋ＝２であり、らせん走査の場合にはｋ
は、一回転あたり行われるシステム軸線の方向の相対的
なずれを考慮に入れて、検査対象物の撮像すべき範囲が
完全に捕捉されているように、選ばれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を以下に、添付の概略図に
示されている実施例により一層詳細に説明する。図１は
複数の行の検出器要素を有するＣＴ装置を部分的に斜視
図で、また部分的にブロック回路図で示す図、図２は図
１による装置の縦断面図、図３はリビニングを示す説明
図である。
【００１８】図１および２には本発明による方法を実施
するために適した第３世代のＣＴ装置が示されている。
その全体として参照符号１を付されている測定装置は、
全体として参照符号２を付されているＸ線放射源と、全
体として参照符号５を付されている検出器システムとを
有する。Ｘ線放射源はその前に配置されている放射源付
近の放射絞り３（図２参照）を有する。検出器システム
は検出器要素の複数の行および列の面状アレイとして構
成され、その前に配置されている検出器付近の放射絞り
６（図２参照）を有する。図１には、図面を見やすくす
るため、検出器要素４の８つの行のみが示されている
が、検出器システム５は、図２中に点々で示されている
ように、検出器要素４のさらに多くの行を有する。
【００１９】放射絞り３を有するＸ線放射源２と放射絞
り６を有する検出器システム５とは図２から明らかなよ
うに回転枠７に、ＣＴ装置の作動中にＸ線放射源２から
出発し設定可能な放射絞り３により絞られたピラミッド
状のＸ線放射束（その縁放射が参照符号８を付して示さ
れている）が検出器システム５上に当たるように、向か
い合って取付けられている。放射絞り６は、放射絞り３
により設定されるＸ線放射束の横断面に相応して、Ｘ線
放射束を直接に当てられ得る検出器システム５の範囲の
みが露出されているように設定されている。これらは図
１および２中に示されている作動モードでは以下で能動
的な行と呼ばれる検出器要素４の８つの行である。その
他の点々で示されている行は放射絞り６により覆われて
おり、従って能動的でない。
【００２０】検出器要素４の各行は数Ｋの検出器要素を
有し、βk＝β1〜βKはチャネルインデックスであり、
各検出器要素にファン角度βkが対応付けられている。
中央の検出器要素のファン角度は零に等しい。両方の最
も外側の検出器要素のファン角度はβ1＝＋βmax、βK
＝−βmaxである。
【００２１】検出器要素４の能動的な行Ｌqは図２中に
参照符号Ｌ1〜ＬQを付されており、ｑ＝１〜Ｑは説明さ
れる実施例の場合にはいわばｚ座標に相応する行インデ
ックスである。
【００２２】Ｘ線放射束は図１および２に記入されてい
る円錐角度φを有し、これはシステム軸線Ｚおよび焦点
Ｆを含んでいる１つの平面内のＸ線放射束の開き角度で
ある。システム軸線Ｚに対して垂直に位置し焦点Ｆを含
んでいる１つの平面内のＸ線放射束の開き角度（ファン
開き角度）は２βmaxであり、図１に記入されている。
【００２３】回転枠７は駆動装置２２により参照符号Ｚ
を付されているシステム軸線の周りを回転させられる。
システム軸線Ｚは図１に示されている空間直角座標系の
ｚ軸に平行に延びている。
【００２４】検出器システム５の列は同じくｚ軸の方向
に延び、他方において、ｚ軸の方向に測られた幅ｂが例
えば１ｍｍである行はシステム軸線Ｚまたはｚ軸に対し
て直角方向に延びている。
【００２５】検査対象物（例えば患者）をＸ線放射束の
放射路内にもたらし得るように、寝台装置９が設けられ
ている。この寝台装置９はシステム軸線Ｚに対して平行
にすなわちｚ軸の方向に、回転枠７の回転運動と寝台装
置９の並進運動との間の同期化が、並進速度と回転速度
との比が一定であるという意味で存在しているように、
ずらされ得る。この比は、回転枠の１回転あたりの寝台
装置の送りｖに対する所望の値が選ばれることによっ
て、設定可能である。
【００２６】こうして寝台装置９上に位置している検査
対象物のボリュームがボリューム走査の進行中に検査さ
れる。ボリューム走査はらせん走査の形態で、測定ユニ
ット１の回転および寝台装置９の並進を同時に行いなが
ら測定ユニット１により種々の投影方向から多数の投影
が撮像されるという意味で行われる。らせん走査の際に
はＸ線放射源の焦点Ｆは寝台装置９に対して相対的に、
図１に参照符号Ｓを付されているらせん軌道上を運動す
る。らせん走査は、検出器要素の行あたり１つのＣＴ像
の完全な再構成を可能にするために、α方向に少なくと
も１つのπ＋２βmaxにわたって延びていなければなら
ない。しかしそれはＣＴ装置の技術的限界内でそれより
も任意に長くてもよい。
【００２７】しかし検査対象物のボリュームは、検出器
要素４の複数の行が存在しているので、測定ユニット１
と寝台装置９との間のｚ軸の方向の相対的運動が行われ
ない（ｖ＝０）いわゆるトモグラム走査の進行中にも検
査される。トモグラム走査の場合には、検査されるボリ
ュームの大きさは検出器要素４の能動的な行の数により
決定されている。トモグラム走査中に焦点Ｆは、以下で
中央平面と呼ばれる平面内に位置している円形の焦点軌
道上を運動する。
【００２８】トモグラム走査は部分回転の形態でまたは
一回転の形態で行われる。部分回転はＣＴ像の完全な再
構成を可能にする少なくともπ＋２βmax（半回転＋フ
ァン開き角度）の部分回転間隔を含んでおり、他方にお
いて一回転は２πを含んでいる。
【００２９】らせん走査またはトモグラム走査中に検出
器システム５の能動的な各行の検出器要素から並列に読
出される、ファン放射ジオメトリでの個々の投影Ｐ
（α，β，ｑ）に相応する測定データはデータ前処理ユ
ニット１０内でディジタル‐アナログ変換を受け、直列
化され、像コンピュータ１１に伝達される。
【００３０】像コンピュータ１１の前処理ユニット１２
内での測定データの前処理の後に、その結果としてのデ
ータストリームが断層像再構成ユニット１３に到達す
る。この断層像再構成ユニット１３が測定データから検
査対象物の所望の層の断層像を、後で詳細に説明する本
発明による方法に従って“フィルタ付き逆投影”に基づ
いて再構成する。
【００３１】ＣＴ像はマトリックス状に構成された画素
（Ｐｉｘｅｌ＝ｐｉｃｔｕｒｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）から
構成されており、画素はそれぞれの像平面に対応付けら
れ、各画素にＨｏｕｎｓｆｉｅｌｄ Ｕｎｉｔ（ＨＵ）
でのＣＴ数が対応付けられ、個々の画素がＣＴ数／グレ
イ値スケールに相応してその都度のＣＴ数に相応するグ
レイ値で表される。各画素は、ＣＴ像内に表される検査
対象物の層のボクセル（Ｖｏｘｅｌ＝ｖｏｌｕｍｅ ｅ
ｌｅｍｅｎｔ）を表す。検出器システム５の多行性およ
び場合によってはらせん走査の多行性の結果として検査
対象物の複数の層に関する測定データが取得されるの
で、本発明の範囲内で３Ｄ‐逆投影を受ける３Ｄデータ
が得られる。最終結果として、例えばｘ，ｙ，ｚ軸を有
する三次元のマトリックスの形態で３Ｄ‐像データが得
られ、マトリックスの各要素はボクセル（ｘ，ｙ，ｚ）
に相応し、ＣＴ数に相応するグレイ値を含んでいる。三
次元のマトリックスの等しいｘ‐、ｙ‐、またはｚ‐値
を有する要素は、次いでそれぞれ検査対象物のｘ‐、ｙ
‐、またはｚ‐値に相応する検査対象物の層の平らな断
層像を示す。
【００３２】断層像再構成ユニット１３により再構成さ
れた像は像コンピュータ１１に接続されている表示ユニ
ット（例えばモニタ）１６上に表示される。
【００３３】Ｘ線放射源（例えばＸ線管）２は発生器ユ
ニット１７から必要な電圧および電流（例えば管電圧
Ｕ）を与えられる。これをそれぞれ必要な値に設定し得
るように、発生器ユニット１７に、必要な設定を可能に
するキーボード１９を有する制御ユニット１８が付設さ
れている。
【００３４】ＣＴ装置のその他の操作および制御も制御
ユニット１８およびキーボード１９により行われる。こ
のことは、制御ユニット１８が像コンピュータ１１と接
続されていることにより示されている。
【００３５】なかんずく検出器要素４の能動的な行の数
Ｑ、従って放射絞り３，６の位置が設定される。そのた
めに制御ユニット１８は放射絞り３，６に対応付けられ
ている位置調節ユニット２０，２１と接続されている。
さらに、回転枠７が一回転のために必要とする回転時間
τが設定される。このことは、回転枠７に対応付けられ
ている駆動ユニット２２が制御ユニット１８と接続され
ていることにより示されている。
【００３６】本発明による方法をファン放射ジオメトリ
で実現することも基本的に可能であるが、説明されるＣ
Ｔ装置は、好ましくは、本発明による方法が平行放射ジ
オメトリで実現されているモードで作動させられる。
【００３７】それによればその都度の検査のために重要
な患者８の身体範囲の走査の際にらせん走査またはトモ
グラム走査によりファン放射ジオメトリで取得されたデ
ータが先ず一般に“リビニング法”と呼ばれる方法によ
り平行放射ジオメトリでのデータに変換される。この変
換は、ファン放射ジオメトリで取得されたさまざまな投
影から放射が取り出され、また平行放射ジオメトリでの
投影に組み合わされるような、ファン放射ジオメトリで
取得されたデータの分類変更に基づいている。平行放射
ジオメトリでは、完全な像を再構成し得るために、長さ
πの間隔から成るデータで十分である。これらのデータ
を取得し得るためには、それにもかかわらず、長さπ＋
２βmaxの間隔からのファン放射ジオメトリでのデータ
が利用可能でなければならない。
【００３８】平行放射ジオメトリでの投影が図３に示さ
れている。それによればこの投影のすべてのｎの平行放
射ＲＰ1〜ＲＰNは、図３中に示されており、また図１に
よる座標系と一致する座標系のｘ軸にくらべて、平行フ
ァン角度θを占める。
【００３９】図３に実線で示されている平行放射ＲＰ1
により以下にファン放射ジオメトリから平行放射ジオメ
トリへの移行を説明する。
【００４０】平行放射ＲＰ1は、焦点軌道Ｓの上に位置
している焦点位置Ｆ1に対してファン放射ジオメトリで
取得された投影に由来する。ファン放射ジオメトリでこ
の投影に属する、回転軸線６、従って座標系のｚ軸を通
って延びている中央放射ＲＦz1が同じく図３に記入され
ている。焦点位置Ｆ1は焦点角度α1に相応する、これは
ｘ軸と中央放射ＲＦz1とが形成する角度である。中央放
射ＲＦz1にくらべて放射ＲＰ1はファン角度βを有す
る。こうして平行ファン角度θに対して θ＝α＋β が成り立つことが容易に認識可能である。
【００４１】それぞれの平行放射に対して垂直に測られ
た、回転軸線６またはｚ軸からの放射間隔ｐは ｐ＝ＲFｓｉｎ（β） により与えられている。
【００４２】図３中に太線で示されている、回転軸線６
またはｘ軸を通って延びている中央放射ＲＰzにより明
らかになるように、この放射はファンジオメトリで焦点
位置ＦＺに対して焦点角度αzのもとに取得されたファ
ン放射ジオメトリでの投影の中央放射である。ファン放
射ジオメトリで取得された投影の中央放射に対してβ＝
０が成り立つので、中央放射の場合に対して成り立つこ
とが明らかになる。
【００４３】方位リビニングが実行されるか完全リビニ
ングが実行されるかに応じて、平行投影は形態 Ｐ（α，β，ｑ） または形態 Ｐ（θ，ｐ，ｑ） （ここで α； 焦点角度 β； ファン角度 ｑ； 検出器システムのｚ座標に相応する行インデック
ス θ＝α＋β； 平行ファン角度 ｐ＝ＲFｓｉｎ（β）； 回転軸線（システム軸線）か
らの放射間隔に相応する平行座標 ＲF； 焦点軌道の半径） で存在している。
【００４４】本発明による方法の第１の実施例に相応す
る、キーボード１９により選択可能な第１の作動形式で
は、説明されるＣＴ装置は方位リビニングにより得られ
た投影に基づいて動作する。これらの投影に相応するデ
ータは方位リビニングの場合にはβ方向に、すなわちそ
れぞれそれぞれの平行投影の中央放射の焦点位置に属す
る接線Ｔ（図３参照）の方向に、詳細にはコンピュータ
トモグラフィで通常のフィルタコア、例えばＳｈｅｐｐ
‐Ｌｏｇａｎ‐またはＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎ‐Ｌａ
ａｋｓｓｈｍｉｎａａｒａｙａｎａｎ‐コアの使用のも
とに、フィルタされる。
【００４５】このようにフィルタされた平行データは次
いで、投影がシステム軸線に沿って（ｘ，ｙ）を通る放
射Ｐ（θ＋ｋπ，β〜，ｑ）に対する各θ∈〔０，π
〔に対する各ボクセル（ｘ，ｙ，ｚ）に対する逆投影の
途中で（なお、“β〜”は数８においては“β”の上に
“〜”を付された形で表示されている）、和
【数８】 （ここで ｘ，ｙ，ｚ； それぞれのボクセルの座標、 ｋ； 再構成に取り入れられる焦点の半回転の数に相応
する整数、 β〜； 投影がシステム軸線に沿ってそれぞれのボクセ
ル（ｘ，ｙ，ｚ）の座標（ｘ，ｙ）を通って延びている
放射のファン角度、 ｈ； 検査対象物の発生される断層像内に表示される層
の層厚みを決定する重み付け関数、 ｄ； 相応のボクセル（ｘ，ｙ）からのそれぞれの放射
の間隔に等しい、または相応のボクセル（ｘ，ｙ）から
のそれぞれの放射の間隔に関係する関数）が形成される
ように逆投影される。
【００４６】選ばれたフィルタ方向の結果として、また
ｋおよびｑの双方に関する加算の結果として、一方では
円錐ビームアーチファクトが回避され、また他方では高
い線量利用の関心にボクセル（ｘ，ｙ，ｚ）を通って延
びるすべての放射が考慮に入れられる。
【００４７】ボクセルｘ，ｙ，ｚに対応付けられる吸収
値μx、y、zは少なくとも１つの半回転にわたるθに関す
る加算により、すなわち
【数９】 の形成により得られる。
【００４８】その都度の吸収値に相応するＣＴ数は従来
のように吸収値から求められる。
【００４９】キーボード１９によりさまざまな重み付け
関数ｈおよびさまざまな関数ｄが設定され得る。
【００５０】重み付け関数ｈとしては、例えば三角形ま
たは台形関数が適している。
【００５１】関数ｄとしてはボクセルｘ，ｙ，ｚからの
それぞれの平行放射の間隔またはその代わりに例えばこ
の間隔のｚ（軸）成分が設定される。
【００５２】以上に説明された第１の作動形式の変形例
では、平行データを逆投影するために重みｈの和Ｈ
【数１０】 に正規化された和
【数１１】 が形成される。このことは再度改善された像質を可能に
する。なぜならば、複数の半回転中に“照射”されるす
なわち放射を当てられるボクセルの可能な過強調が是正
され、またこうして相応のアーチファクトが回避される
からである。この冗長性はらせん走査の際に、測定装置
の一回転あたり行われる相対的な運動がボクセルが多数
回照射されるように小さい（小さいピッチ）ならば、生
ずる。
【００５３】本発明による方法の他の実施例に相応す
る、キーボード１９により選択可能な第２の作動形式で
は、第１の作動形式との相違点として、説明されるＣＴ
装置は、方位リビニングにより取得された投影ではな
く、完全リビニングにより取得された投影に基づいて作
動する。これらの投影に相応するデータは完全リビニン
グの場合にはｐ方向に、すなわちそれぞれ同じくそれぞ
れの平行投影の中央放射の焦点位置に属する接線Ｔ（図
３参照）の方向にフィルタされる。
【００５４】それによれば、このようにフィルタされた
平行データに対して逆投影の途中で和
【数１２】 （但し ｐ〜； 投影がシステム軸線に沿ってそれぞれのボクセ
ル（ｘ，ｙ，ｚ）の座標（ｘ，ｙ）を通って延びている
放射の平行座標）が形成される。
【００５５】第２の作動形式の場合にも、平行データを
逆投影するため変形例で重みｈの和
【数１３】 に正規化された和、すなわち和
【数１４】 が形成される。
【００５６】以上に説明された第１および第２の作動形
式の場合には、本発明による方法の機能態様として、ボ
クセルと関連して、投影が回転軸線６またはｚ軸に沿っ
てｘ、ｙを通るすべての放射が考察される。これらの放
射が考慮にいれられるかどうか、またどの程度に考慮に
いれられるかは重み付け関数ｈおよび関数ｄにより決定
される。
【００５７】しかしＣＴ装置は、先に説明された作動形
式との相違点として、所与の焦点位置に対してそれぞれ
のボクセル（ｘ，ｙ，ｚ）を通って延びている理論的な
放射が求められ、また次いで重み付け関数ｈおよび関数
ｄの考慮のもとに逆投影の途中の和形成内に、実際に和
への寄与を与え得る放射のみが組み入れられるという相
違点を有する、キーボード１９により選択可能な別の作
動形式をも有し得る。
【００５８】説明された実施例の場合には、測定ユニッ
ト１と寝台装置９との間の相対的な運動がそれぞれ、寝
台装置９がずらされることにより発生される。しかし、
寝台装置９を位置固定とし、その代わりに測定ユニット
１をずらすことも本発明の範囲内にある。さらに、必要
な相対的な運動を、測定ユニット１および寝台装置９の
双方をずらすことにより発生することも本発明の範囲内
にある。
【００５９】円錐状のＸ線放射束は説明された実施例の
場合には長方形の横断面を有する。しかし本発明の範囲
内で他の横断面ジオメトリも可能である。
【００６０】以上に説明された実施例と関連して第３世
代のＣＴ装置（すなわち、Ｘ線放射源および検出器シス
テムが像発生中に共通にシステム軸線方向の周りに移動
するＣＴ装置）も使用される。しかし本発明は第４世代
のＣＴ装置（すなわち、Ｘ線放射源のみがシステム軸線
の周りを移動され、位置固定の検出器リングと協働する
ＣＴ装置）と関連しても、検出器システムが検出器要素
の多行のアレイであるかぎり、使用される。
【００６１】第５世代のＣＴ装置（すなわち、Ｘ線放射
が焦点からだけでなくシステム軸線の周りに移動される
１つまたは複数のＸ線放射源の複数の焦点からも出発す
るＣＴ装置）においても、検出器システムが多行のアレ
イの検出器要素を有するかぎり、本発明による方法は使
用され得る。
【００６２】以上に説明された実施例と関連して使用さ
れるＣＴ装置は直交マトリックスの形式に従って配置さ
れている検出器要素を有する検出器システムを有する。
しかし本発明はその検出器システムが面状アレイ内に配
置されている検出器要素を有するＣＴ装置と関連しても
使用され得る。
【００６３】以上に説明された実施例は本発明による方
法の医学上の応用に関する。しかし本発明は医学のほか
にも例えば包装検査の際または材料検査の際にも応用さ
れ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の行の検出器要素を有するＣＴ装置を示す
概略図
【図２】図１による装置の概略縦断面図
【図３】リビニングを示す説明図
【符号の説明】
Ｆ1 焦点位置 ｐ 放射間隔 ＲF 焦点軌道の半径 ＲＦz1 中央放射 ＲＰ1〜ＲＰN 平行放射 ＲＰz 中央放射 Ｓ 焦点軌道 ｘ，ｙ，ｚ ボクセル α1 焦点角度 β ファン角度 θ 平行ファン角度
フロントページの続き (72)発明者 トーマス フロール ドイツ連邦共和国 91486 ユールフェル ト ボニファティウスシュトラーセ ６ (72)発明者 カール シュティールシュトルファー ドイツ連邦共和国 91052 エルランゲン エステルライヒァー シュトラーセ 13 Ｆターム(参考） 4C093 AA21 BA10 CA13 EB17 FD03 FD05 FD12 FE06 FF42 5B057 AA09 BA03 BA12 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB13 CB16 CC01 CD14

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）焦点から出発する円錐状の放射束
    と、放射束を検出するためのマトリックス状の検出器ア
    レイとにより検査対象物を走査するために、焦点が検査
    対象物に対して相対的に焦点軌道上をシステム軸線の周
    りに動かされ、検出器アレイが受信された放射に相応す
    る出力データをファン放射ジオメトリでの放射の形態で
    供給し、 ｂ）出力データがフィルタされ、 ｃ）フィルタされた出力データが続いて検査対象物の層
    厚みを有する層の少なくとも１つの断層像を発生するた
    めに三次元に逆投影され、断層像が、放射束の放射に対
    する検査対象物の層に属するボクセルの、出力データか
    ら取得された吸収値を表す、コンピュータトモグラフィ
    用の像再構成方法において、 ｄ）フィルタリングが少なくとも焦点軌道におけるそれ
    ぞれの焦点位置に属する接線の方向にも実行され、 ｅ）考察されるボクセルごとに正規化が行われることを
    特徴とするコンピュータトモグラフィ用の像再構成方
    法。
  2. 【請求項２】 フィルタする前に、ファン放射ジオメト
    リで取得された放射Ｐ（α，β，ｑ）の形態の出力デー
    タを、平行放射ジオメトリで存在している放射Ｐ（θ，
    β，ｑ）またはＰ（θ，ｐ，ｑ）の形態の平行データへ
    換算することが行われる（但し、 α； 焦点角度 β； ファン角度 ｑ； 検出器システムのｚ座標に相応する行インデック
    ス θ＝α＋β； 平行ファン角度 ｐ＝ＲFｓｉｎ（β）； 回転軸線（システム軸線）か
    らの放射間隔に相応する 平行座標 ＲF； 焦点軌道の半径） ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 平行データの逆投影が、投影がシステム
    軸線に沿って（ｘ，ｙ）を通る放射Ｐ（θ＋ｋπ，β
    〜，ｑ）またはＰ（θ＋ｋπ，ｐ〜，ｑ）に対する各θ
    ∈〔０，π〔に対する各ボクセル（ｘ，ｙ，ｚ）に対す
    る逆投影の途中で（なお、“β〜”，“ｐ〜”は数１に
    おいては“β”、“ｐ”の上にそれぞれ“〜”を付され
    た形で表示されている）、和 【数１】 （ここで ｘ，ｙ，ｚ； それぞれのボクセルの座標、 ｋ； 再構成に取り入れられる焦点の半回転の数に相応
    する整数、 ｐ〜； 投影がシステム軸線に沿ってそれぞれのボクセ
    ル（ｘ，ｙ，ｚ）の座標（ｘ，ｙ）を通って延びている
    放射の平行座標、 β〜； 投影がシステム軸線に沿ってそれぞれのボクセ
    ル（ｘ，ｙ，ｚ）の座標（ｘ，ｙ）を通って延びている
    放射のファン角度、 ｈ； 検査対象物の発生される断層像内に表示される層
    の層厚みを決定する重み付け関数、 ｄ； 相応のボクセル（ｘ，ｙ）からのそれぞれの放射
    の間隔に等しい、または相応のボクセル（ｘ，ｙ）から
    のそれぞれの放射の間隔に関係する関数）が形成される
    ように行われることを特徴とする請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 平行データの逆投影の際に重みｈの和Ｈ 【数２】 に正規化された和 【数３】 が形成されることを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 フィルタリングが専ら焦点軌道における
    その都度の焦点位置に属する接線の方向に実行されるこ
    とを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 焦点軌道が円軌道であることを特徴とす
    る請求項１乃至４の１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 焦点軌道が、焦点がシステム軸線の周り
    の円軌道上を動かされ、同時に焦点と検査対象物との間
    の相対的運動がシステム軸線の方向に行われることによ
    り実現されるらせん軌道であることを特徴とする請求項
    １乃至４の１つに記載の方法。
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