JP2003250793A - コンピュータトモグラフィ方法およびコンピュータトモグラフィ装置 - Google Patents
コンピュータトモグラフィ方法およびコンピュータトモグラフィ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】システム軸線の方向に大きな幅を有する検出器
アレイにも適用できる、すなわち高い品質の像を可能に
する。 【解決手段】１つのスパイラルセグメント上での焦点の
移動中にその都度出力された出力データから、傾斜した
像平面を持つ像が再構成され、像平面が、システム軸線
に直角に交差する第１の軸を中心にしてシステム軸線に
対して傾斜角度γで交差しかつ第１の軸とシステム軸線
とに直角に交差する第２の軸を中心にしてシステム軸線
に対して傾斜角度δで交差し、直接的に連続するスパイ
ラルセグメントが互いにゼロより大きいか又はゼロに等
しい重なり角度で重なり、スパイラルセグメントが、周
期的な運動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周
期的な運動の撮像すべき時相に一致するように選定され
る。
アレイにも適用できる、すなわち高い品質の像を可能に
する。 【解決手段】１つのスパイラルセグメント上での焦点の
移動中にその都度出力された出力データから、傾斜した
像平面を持つ像が再構成され、像平面が、システム軸線
に直角に交差する第１の軸を中心にしてシステム軸線に
対して傾斜角度γで交差しかつ第１の軸とシステム軸線
とに直角に交差する第２の軸を中心にしてシステム軸線
に対して傾斜角度δで交差し、直接的に連続するスパイ
ラルセグメントが互いにゼロより大きいか又はゼロに等
しい重なり角度で重なり、スパイラルセグメントが、周
期的な運動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周
期的な運動の撮像すべき時相に一致するように選定され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焦点から出た円錐
状の放射線束とこの放射線束を検出するマトリックス状
の検出器アレイとを用いて対象物を走査するために、焦
点がシステム軸線を中心とするスパイラル軌道上を対象
物に対して相対的に移動し、検出器アレイが受信した放
射線に相応する出力データを出力し、１つのスパイラル
セグメント上での焦点の移動中にその都度出力された出
力データから、周期的な運動を行う対象物範囲の像が、
走査中に取得され周期的な運動の時間的経過を再生する
信号を考慮して、再構成されるコンピュータトモグラフ
ィ方法に関する。
状の放射線束とこの放射線束を検出するマトリックス状
の検出器アレイとを用いて対象物を走査するために、焦
点がシステム軸線を中心とするスパイラル軌道上を対象
物に対して相対的に移動し、検出器アレイが受信した放
射線に相応する出力データを出力し、１つのスパイラル
セグメント上での焦点の移動中にその都度出力された出
力データから、周期的な運動を行う対象物範囲の像が、
走査中に取得され周期的な運動の時間的経過を再生する
信号を考慮して、再構成されるコンピュータトモグラフ
ィ方法に関する。
【０００２】さらに、本発明は、円錐状の放射線束を出
す焦点を有する放射線源と、放射線束を検出し受信した
放射線に相応する出力データを出力するマトリックス状
の検出器アレイと、放射線源および検出器アレイと対象
物との間に相対運動を発生させる相対運動発生手段と、
出力データが供給される像コンピュータとを備え、相対
運動発生手段が、放射線束と二次元の検出器アレイとを
用いて対象物を走査するために、システム軸線に対する
焦点の相対運動を、焦点がシステム軸線に一致する中心
軸線を有する螺旋状のスパイラル軌道上をシステム軸線
に対して相対的に移動するように生ぜしめ、像コンピュ
ータが、１つのスパイラルセグメント上での焦点の移動
中にその都度出力された出力データから、周期的な運動
を行う対象物範囲の像を、走査中に取得され周期的な運
動の時間的経過を再生する信号を考慮して、再構成する
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）装置に関する。
す焦点を有する放射線源と、放射線束を検出し受信した
放射線に相応する出力データを出力するマトリックス状
の検出器アレイと、放射線源および検出器アレイと対象
物との間に相対運動を発生させる相対運動発生手段と、
出力データが供給される像コンピュータとを備え、相対
運動発生手段が、放射線束と二次元の検出器アレイとを
用いて対象物を走査するために、システム軸線に対する
焦点の相対運動を、焦点がシステム軸線に一致する中心
軸線を有する螺旋状のスパイラル軌道上をシステム軸線
に対して相対的に移動するように生ぜしめ、像コンピュ
ータが、１つのスパイラルセグメント上での焦点の移動
中にその都度出力された出力データから、周期的な運動
を行う対象物範囲の像を、走査中に取得され周期的な運
動の時間的経過を再生する信号を考慮して、再構成する
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】この種の方法もしくはＣＴ装置は知られ
ている（例えば、特許文献１参照）。この方法の欠点
は、この方法がシステム軸線の方向に比較的僅かな幅を
持つ検出器アレイにしか適しないことである。
ている（例えば、特許文献１参照）。この方法の欠点
は、この方法がシステム軸線の方向に比較的僅かな幅を
持つ検出器アレイにしか適しないことである。
【０００４】特に多数の行の検出器要素を有する検出器
アレイに関連して、円錐状のＸ線束を使用する種々のＣ
Ｔ装置が知られている。Ｘ線束の円錐形状に従って発生
する円錐角度が種々考慮されている。
アレイに関連して、円錐状のＸ線束を使用する種々のＣ
Ｔ装置が知られている。Ｘ線束の円錐形状に従って発生
する円錐角度が種々考慮されている。
【０００５】最も簡単な例（例えば、非特許文献１また
は非特許文献２参照）では、行の大多数において、従っ
て大きな円錐角度においてアーチファクトが発生すると
いう欠点を持つ円錐角度が無視されている。
は非特許文献２参照）では、行の大多数において、従っ
て大きな円錐角度においてアーチファクトが発生すると
いう欠点を持つ円錐角度が無視されている。
【０００６】さらに、いわゆるＭＦＲアルゴリズムが知
られているが（例えば、非特許文献３参照）、このＭＦ
Ｒアルゴリズムには、費用のかかるフーリエ再構成を必
要としかつ高い画像品質を望むことを断念しなければな
らないという欠点がある。
られているが（例えば、非特許文献３参照）、このＭＦ
Ｒアルゴリズムには、費用のかかるフーリエ再構成を必
要としかつ高い画像品質を望むことを断念しなければな
らないという欠点がある。
【０００７】さらに、正確なアルゴリズムが知られてい
るが（例えば、非特許文献４または非特許文献５参
照）、このアルゴリズムも極めて費用のかかる再構成の
欠点を有している。
るが（例えば、非特許文献４または非特許文献５参
照）、このアルゴリズムも極めて費用のかかる再構成の
欠点を有している。
【０００８】他のこの種の方法もしくはＣＴ装置も知ら
れている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２
によれば、ｘ軸を中心にしてシステム軸線ｚに向かって
傾斜角度γで傾斜している像平面の像が再構成される。
これによって、できるだけ適切な誤り規範（例えば、ス
パイラルセグメントの全ての点と像平面とのｚ方向に測
定した間隔の最小二乗平均値）に基づいてスパイラル軌
道への像平面の最適な整合が生じるように、傾斜角度γ
が選定されている場合、像が僅かなアーチファクトしか
含まないという少なくとも理論的な利点が達成される。
れている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２
によれば、ｘ軸を中心にしてシステム軸線ｚに向かって
傾斜角度γで傾斜している像平面の像が再構成される。
これによって、できるだけ適切な誤り規範（例えば、ス
パイラルセグメントの全ての点と像平面とのｚ方向に測
定した間隔の最小二乗平均値）に基づいてスパイラル軌
道への像平面の最適な整合が生じるように、傾斜角度γ
が選定されている場合、像が僅かなアーチファクトしか
含まないという少なくとも理論的な利点が達成される。
【０００９】焦点Ｆの図１に示されているスパイラル軌
道は次の数１３もしくは数１４によって記述される。
道は次の数１３もしくは数１４によって記述される。
【００１０】
【数１３】
【００１１】
【数１４】
【００１２】なお、検出器アレイの検出器要素がシステ
ム軸線ｚに対して直交して延びる行とシステム軸線に対
して平行に延びる列とに配置されている場合、Ｓはシス
テム軸線の方向における検出器行の幅を表し、ｐはピッ
チを表す。焦点Ｆの１回転当たりのスパイラル軌道の上
昇量をｈとすると、ｐ＝ｈ／Ｓが適用される。αは投影
角度であり、以下においては±αの投影角度範囲に亘っ
て取得されるデータに属する１つの像平面が考察され
る。その場合、像平面に属する基準投影はαr＝０にあ
る、すなわち投影角度範囲±αの中心を表す。αrは以
下においては基準投影角度と呼ばれる。
ム軸線ｚに対して直交して延びる行とシステム軸線に対
して平行に延びる列とに配置されている場合、Ｓはシス
テム軸線の方向における検出器行の幅を表し、ｐはピッ
チを表す。焦点Ｆの１回転当たりのスパイラル軌道の上
昇量をｈとすると、ｐ＝ｈ／Ｓが適用される。αは投影
角度であり、以下においては±αの投影角度範囲に亘っ
て取得されるデータに属する１つの像平面が考察され
る。その場合、像平面に属する基準投影はαr＝０にあ
る、すなわち投影角度範囲±αの中心を表す。αrは以
下においては基準投影角度と呼ばれる。
【００１３】従来のスパイラルＣＴの場合、いわゆる横
断面断層像（すなわち、ｚを付されたシステム軸線に直
交しｘ軸およびｙ軸を含む像平面の像）が再構成され
る。
断面断層像（すなわち、ｚを付されたシステム軸線に直
交しｘ軸およびｙ軸を含む像平面の像）が再構成され
る。
【００１４】それに対して、特許文献２の場合、図２に
示されているようにｘ軸を中心にしてシステム軸線ｚに
向かって傾斜角度γで傾斜している像平面の像が再構成
される。これによって、できるだけ適切な誤り規範（例
えば、スパイラルセグメントの全ての点と像平面とのｚ
方向に測定した間隔の最小二乗平均値）に基づいてスパ
イラル軌道への像平面の最適な整合が生じるように、傾
斜角度γが選定されている場合、像が僅かなアーチファ
クトしか含まないという少なくとも理論的な利点が達成
される。
示されているようにｘ軸を中心にしてシステム軸線ｚに
向かって傾斜角度γで傾斜している像平面の像が再構成
される。これによって、できるだけ適切な誤り規範（例
えば、スパイラルセグメントの全ての点と像平面とのｚ
方向に測定した間隔の最小二乗平均値）に基づいてスパ
イラル軌道への像平面の最適な整合が生じるように、傾
斜角度γが選定されている場合、像が僅かなアーチファ
クトしか含まないという少なくとも理論的な利点が達成
される。
【００１５】特許文献２の場合、ファンデータすなわち
公知のファンジオメトリによって取得されたデータが再
構成に使用されているが、このデータは、焦点が長さ
（１８０°＋ファン角度もしくは円錐角度）、例えば２
４０°の１つのスパイラルセグメントに亘って移動する
際に獲得される。基準投影角度αr＝０に関して、像平
面の法線ベクトルに数１５が適用される。
公知のファンジオメトリによって取得されたデータが再
構成に使用されているが、このデータは、焦点が長さ
（１８０°＋ファン角度もしくは円錐角度）、例えば２
４０°の１つのスパイラルセグメントに亘って移動する
際に獲得される。基準投影角度αr＝０に関して、像平
面の法線ベクトルに数１５が適用される。
【００１６】
【数１５】
【００１７】最適な傾斜角度γは明らかにスパイラルの
上昇量、従ってピッチｐに依存する。
上昇量、従ってピッチｐに依存する。
【００１８】基本的に特許文献２から公知の方法はピッ
チｐの任意の値で使用される。しかしながら、最大ピッ
チｐmaxの下側では、像獲得のために使用できる検出器
面、従って患者に照射される放射線線量の最適な利用率
（すなわち検出器利用率、従って線量利用率）が可能で
はない。何故ならば、与えられた横断面層すなわちシス
テム軸線ｚに直交する対象物層が（１８０°＋ファン角
度もしくは円錐角度）より長い１つのスパイラルセグメ
ントに亘って走査されるのであるが、特許文献２から公
知の方法においては最大ピッチｐmaxの下側のピッチｐ
の値に対して長さ（１８０°＋円錐角度）の１つのスパ
イラルセグメントしか利用されないからである。という
のは、１つの長いスパイラルセグメントの利用は、像平
面をスパイラル軌道に十分良好に整合させることができ
ないからでる。
チｐの任意の値で使用される。しかしながら、最大ピッ
チｐmaxの下側では、像獲得のために使用できる検出器
面、従って患者に照射される放射線線量の最適な利用率
（すなわち検出器利用率、従って線量利用率）が可能で
はない。何故ならば、与えられた横断面層すなわちシス
テム軸線ｚに直交する対象物層が（１８０°＋ファン角
度もしくは円錐角度）より長い１つのスパイラルセグメ
ントに亘って走査されるのであるが、特許文献２から公
知の方法においては最大ピッチｐmaxの下側のピッチｐ
の値に対して長さ（１８０°＋円錐角度）の１つのスパ
イラルセグメントしか利用されないからである。という
のは、１つの長いスパイラルセグメントの利用は、像平
面をスパイラル軌道に十分良好に整合させることができ
ないからでる。
【００１９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８４２２３８号
明細書
明細書
【特許文献２】米国特許第５８０２１３４号明細書
【非特許文献１】「Ｍｅｄ．Ｐｙｓ．」（第２５巻、ｐ
５５０〜５６１、１９９８年発行）に掲載されたＫ．タ
グチおよびＨ．アラダテ著「マルチスライス−ヘリカル
ＣＴにおける像再構成のためのアルゴリズム」
５５０〜５６１、１９９８年発行）に掲載されたＫ．タ
グチおよびＨ．アラダテ著「マルチスライス−ヘリカル
ＣＴにおける像再構成のためのアルゴリズム」
【非特許文献２】「Ｍｅｄ．Ｐｙｓ．」（第２６巻、ｐ
５〜１８、１９９９年発行）に掲載されたＨ．フー著
「マルチスライス−ヘリカルＣＴ；走査および再構成」
５〜１８、１９９９年発行）に掲載されたＨ．フー著
「マルチスライス−ヘリカルＣＴ；走査および再構成」
【非特許文献３】「ＳＰＩＥ 医用像会議の議事録」
（第３０３２巻、ｐ２１３〜２２４、１９９７年）に掲
載されたＳ．シャーラ、Ｔ．フロール、Ｐ．ステファン
著「小さい円錐角でのスパイラル・コーンビームＣＴに
おける近似的像再構成のための新しい効率的なフーリエ
再構成法」
（第３０３２巻、ｐ２１３〜２２４、１９９７年）に掲
載されたＳ．シャーラ、Ｔ．フロール、Ｐ．ステファン
著「小さい円錐角でのスパイラル・コーンビームＣＴに
おける近似的像再構成のための新しい効率的なフーリエ
再構成法」
【非特許文献４】「１９９９年完全３Ｄ像再構成国際会
議の議事録」（１９９９年、ｐ１１〜１４）に掲載され
たＦ．ノー、Ｆ．サウア、Ｋ．Ｃ．タム、Ｇ．ローリッ
チュ、Ｔ．フロール著「ヘリカル・コーンビームＣＴに
ける長い対象物問題のための正確なラドン リビニング
アルゴリズム」
議の議事録」（１９９９年、ｐ１１〜１４）に掲載され
たＦ．ノー、Ｆ．サウア、Ｋ．Ｃ．タム、Ｇ．ローリッ
チュ、Ｔ．フロール著「ヘリカル・コーンビームＣＴに
ける長い対象物問題のための正確なラドン リビニング
アルゴリズム」
【非特許文献５】「Ｍｅｄ．Ｐｙｓ．Ｂｉｏｌ．」（第
４３巻、ｐ２８８５〜２９０９、１９９８年）に掲載さ
れたＨ．クドウ、Ｆ．ノー、Ｍ．デフリーズ著「短縮さ
れたヘリカルデータのためのコーンビーム−フィルタ付
き逆投影アルゴリズム」
４３巻、ｐ２８８５〜２９０９、１９９８年）に掲載さ
れたＨ．クドウ、Ｆ．ノー、Ｍ．デフリーズ著「短縮さ
れたヘリカルデータのためのコーンビーム−フィルタ付
き逆投影アルゴリズム」
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、シス
テム軸線の方向に大きな幅を有する検出器アレイにも適
用できる、すなわち高い品質の像を可能にする、冒頭で
述べた種類の方法およびＣＴ装置を提供することにあ
る。
テム軸線の方向に大きな幅を有する検出器アレイにも適
用できる、すなわち高い品質の像を可能にする、冒頭で
述べた種類の方法およびＣＴ装置を提供することにあ
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】方法に関する課題は、本
発明によれば、 ａ）焦点から出た円錐状の放射線束とこの放射線束を検
出するマトリックス状の検出器アレイとを用いて対象物
を走査するために、焦点がシステム軸線を中心とするス
パイラル軌道上を対象物に対して相対的に移動し、検出
器アレイが受信した放射線に相応する出力データを出力
し、 ｂ）周期的な運動を行う対象物範囲を撮像するために、
走査中に、周期的な運動の時間的経過を再生する信号が
取得され、 ｃ）１つのスパイラルセグメント上での焦点の移動中に
その都度出力された出力データから、傾斜した像平面を
持つ像が再構成され、像平面が、システム軸線に直角に
交差する第１の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾
斜角度γで交差しかつ第１の軸とシステム軸線とに直角
に交差する第２の軸を中心にしてシステム軸線に対して
傾斜角度δで交差し、直接的に連続するスパイラルセグ
メントが互いにゼロより大きいか又はゼロに等しい重な
り角度で重なり、スパイラルセグメントが、周期的な運
動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周期的な運
動の撮像すべき時相に一致するように選定されることに
よって解決される。
発明によれば、 ａ）焦点から出た円錐状の放射線束とこの放射線束を検
出するマトリックス状の検出器アレイとを用いて対象物
を走査するために、焦点がシステム軸線を中心とするス
パイラル軌道上を対象物に対して相対的に移動し、検出
器アレイが受信した放射線に相応する出力データを出力
し、 ｂ）周期的な運動を行う対象物範囲を撮像するために、
走査中に、周期的な運動の時間的経過を再生する信号が
取得され、 ｃ）１つのスパイラルセグメント上での焦点の移動中に
その都度出力された出力データから、傾斜した像平面を
持つ像が再構成され、像平面が、システム軸線に直角に
交差する第１の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾
斜角度γで交差しかつ第１の軸とシステム軸線とに直角
に交差する第２の軸を中心にしてシステム軸線に対して
傾斜角度δで交差し、直接的に連続するスパイラルセグ
メントが互いにゼロより大きいか又はゼロに等しい重な
り角度で重なり、スパイラルセグメントが、周期的な運
動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周期的な運
動の撮像すべき時相に一致するように選定されることに
よって解決される。
【００２２】本発明の場合、互いに特に重なり合うスパ
イラルセグメント上での焦点の移動中にその都度出力さ
れた出力データから、傾斜した像平面を持つ像が再構成
され、その像平面が、システム軸線に直角に交差する第
１の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾斜角度γで
交差しかつ第１の軸とシステム軸線とに直角に交差する
第２の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾斜角度δ
で交差する。
イラルセグメント上での焦点の移動中にその都度出力さ
れた出力データから、傾斜した像平面を持つ像が再構成
され、その像平面が、システム軸線に直角に交差する第
１の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾斜角度γで
交差しかつ第１の軸とシステム軸線とに直角に交差する
第２の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾斜角度δ
で交差する。
【００２３】これによって、最大ピッチを下回ったピッ
チ値においても、少なくともほぼ完全な検出器利用率お
よび線量利用率を達成することが可能になる。
チ値においても、少なくともほぼ完全な検出器利用率お
よび線量利用率を達成することが可能になる。
【００２４】本発明の場合、周期的な運動の時間的経過
を再生する信号が得られ、スパイラルセグメントが，周
期的な運動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周
期的な運動の撮像すべき時相に一致するように選定され
るので、高品質の像の再構成が保証される。
を再生する信号が得られ、スパイラルセグメントが，周
期的な運動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周
期的な運動の撮像すべき時相に一致するように選定され
るので、高品質の像の再構成が保証される。
【００２５】最も簡単な場合、本発明の実施態様によれ
ば、傾斜した像平面を持つ像が、周期的な運動の単一の
サイクルすなわち単一の周期から生じる１つのスパイラ
ルセグメントに属する出力データから再構成される。
ば、傾斜した像平面を持つ像が、周期的な運動の単一の
サイクルすなわち単一の周期から生じる１つのスパイラ
ルセグメントに属する出力データから再構成される。
【００２６】周期的な運動の単一のサイクルから生じる
出力データを用いて達成される時間分解能が十分ではな
い場合、本発明の実施態様によれば、傾斜した像平面を
持つ像が、周期的な運動の特に直接的に連続する複数の
サイクルから生じる出力データから構成されている１つ
のスパイラルセグメントから再構成される。本発明の１
つの実施態様によれば、スパイラルセグメントを構成す
る出力データが同じ長さのサブセグメントから生じる。
例えばサブセグメントが２つある場合、２つのサイクル
の内の第１のサイクルにおいて、周期的な運動の撮像す
べき時相に対して同時相である１つのサブセグメントが
選定される。連続するサイクルにおいて、第１のサブセ
グメントを相補的に補って１つのスパイラルセグメント
を形成し周期的な運動の撮像すべき時相に対して僅かな
時間間隔を有する１つのサブセグメントが決定される。
出力データを用いて達成される時間分解能が十分ではな
い場合、本発明の実施態様によれば、傾斜した像平面を
持つ像が、周期的な運動の特に直接的に連続する複数の
サイクルから生じる出力データから構成されている１つ
のスパイラルセグメントから再構成される。本発明の１
つの実施態様によれば、スパイラルセグメントを構成す
る出力データが同じ長さのサブセグメントから生じる。
例えばサブセグメントが２つある場合、２つのサイクル
の内の第１のサイクルにおいて、周期的な運動の撮像す
べき時相に対して同時相である１つのサブセグメントが
選定される。連続するサイクルにおいて、第１のサブセ
グメントを相補的に補って１つのスパイラルセグメント
を形成し周期的な運動の撮像すべき時相に対して僅かな
時間間隔を有する１つのサブセグメントが決定される。
【００２７】もしくは、スパイラルセグメントを構成す
る出力データが異なった長さのサブセグメントから生
じ、各サブセグメントが周期的な運動の基準時点に関し
て対称に配置されていてもよい。この場合、両サブセグ
メントは周期的な運動の撮像すべき時相に対して同時相
に選定される。
る出力データが異なった長さのサブセグメントから生
じ、各サブセグメントが周期的な運動の基準時点に関し
て対称に配置されていてもよい。この場合、両サブセグ
メントは周期的な運動の撮像すべき時相に対して同時相
に選定される。
【００２８】基準時点を一義的に決定し得るようにする
ために、本発明の実施態様によれば、基準時点が、周期
的な運動の１つの周期の開始後の、周期的な運動の周期
継続時間の設定可能な一部に相当するそれぞれ１つの時
間インターバルである。その場合、周期継続時間の変動
を補償するために、周期的な運動の平均周期継続時間が
利用される。
ために、本発明の実施態様によれば、基準時点が、周期
的な運動の１つの周期の開始後の、周期的な運動の周期
継続時間の設定可能な一部に相当するそれぞれ１つの時
間インターバルである。その場合、周期継続時間の変動
を補償するために、周期的な運動の平均周期継続時間が
利用される。
【００２９】像再構成に関する本発明の第１の実施態様
によれば、与えられたピッチｐおよび与えられたｚ位置
ｚimaに対して、長さ［−αmax，＋αmax］の全セグメ
ントの出力データが得られ、αmax＝Ｍπ／ｐ（Ｍ：検
出器行の数）が適用される。その全セグメントは数ｎ
imaの互いに重なるスパイラルセグメントに分割され、
各スパイラルセグメントが（１８０°＋円錐角度）の長
さを有している。各スパイラルセグメントに対して、位
置ｚimaに傾斜した像平面を持つ固有の像が再構成され
る。各スパイラルセグメントに対して、傾斜した像平面
を持つ１つの像を再構成することによって、傾斜角度γ
および傾斜角度δを適切に選定することにより、各スパ
イラルセグメントに対する像の像平面をスパイラル軌道
の相応する部分に最適に整合させ、かつ検出器アレイお
よび線量を理論的に完全にしかも実際上十分に利用する
ことができる。
によれば、与えられたピッチｐおよび与えられたｚ位置
ｚimaに対して、長さ［−αmax，＋αmax］の全セグメ
ントの出力データが得られ、αmax＝Ｍπ／ｐ（Ｍ：検
出器行の数）が適用される。その全セグメントは数ｎ
imaの互いに重なるスパイラルセグメントに分割され、
各スパイラルセグメントが（１８０°＋円錐角度）の長
さを有している。各スパイラルセグメントに対して、位
置ｚimaに傾斜した像平面を持つ固有の像が再構成され
る。各スパイラルセグメントに対して、傾斜した像平面
を持つ１つの像を再構成することによって、傾斜角度γ
および傾斜角度δを適切に選定することにより、各スパ
イラルセグメントに対する像の像平面をスパイラル軌道
の相応する部分に最適に整合させ、かつ検出器アレイお
よび線量を理論的に完全にしかも実際上十分に利用する
ことができる。
【００３０】像再構成に関する本発明の第２の実施態様
によれば、基準投影角度αr＝０に関して心出しされた
長さ（１８０°＋円錐角度）のスパイラルセグメントに
対して得られた出力データに基づいて、異なって傾斜し
た像平面を持つ数ｎimaの像が異なったｚ位置ｚimaに関
して再構成される。異なって傾斜した像平面を持つ複数
の像を異なったｚ位置に関して再構成することによっ
て、傾斜角度γおよび傾斜角度δを適切に選定すること
により、各ｚ位置に関する像の像平面をスパイラルセグ
メントに最適に整合させ、かつ検出器アレイおよび線量
を理論的に完全にしかも実際上十分に利用することがで
きる。本発明の優れた実施態様によれば、複数の傾斜し
た像平面がスパイラルに対して接線として延びる１つの
直線で交差する。
によれば、基準投影角度αr＝０に関して心出しされた
長さ（１８０°＋円錐角度）のスパイラルセグメントに
対して得られた出力データに基づいて、異なって傾斜し
た像平面を持つ数ｎimaの像が異なったｚ位置ｚimaに関
して再構成される。異なって傾斜した像平面を持つ複数
の像を異なったｚ位置に関して再構成することによっ
て、傾斜角度γおよび傾斜角度δを適切に選定すること
により、各ｚ位置に関する像の像平面をスパイラルセグ
メントに最適に整合させ、かつ検出器アレイおよび線量
を理論的に完全にしかも実際上十分に利用することがで
きる。本発明の優れた実施態様によれば、複数の傾斜し
た像平面がスパイラルに対して接線として延びる１つの
直線で交差する。
【００３１】できるだけ完全な検出器アレイ利用率およ
び線量利用率を得るために、本発明の実施態様によれ
ば、１つのスパイラルセグメントに属する傾斜した像平
面の傾斜角度δの極値＋δmaxおよび−δmaxに数１６が
適用される。但し、γ0は傾斜角度δ＝０に対して数１
７で求められた傾斜角度γの値である。
び線量利用率を得るために、本発明の実施態様によれ
ば、１つのスパイラルセグメントに属する傾斜した像平
面の傾斜角度δの極値＋δmaxおよび−δmaxに数１６が
適用される。但し、γ0は傾斜角度δ＝０に対して数１
７で求められた傾斜角度γの値である。
【００３２】
【数１６】
【００３３】
【数１７】
【００３４】高い画像品質を得るために、本発明の他の
実施態様によれば、傾斜角度δの最大値の与えられた絶
対値|δmax|に対して、傾斜角度γの最適値γminが、誤
り規範（例えば、スパイラルセグメントの全ての点と像
平面とのｚ方向に測定した間隔の最小二乗平均値）が満
足されるように求められる。
実施態様によれば、傾斜角度δの最大値の与えられた絶
対値|δmax|に対して、傾斜角度γの最適値γminが、誤
り規範（例えば、スパイラルセグメントの全ての点と像
平面とのｚ方向に測定した間隔の最小二乗平均値）が満
足されるように求められる。
【００３５】焦点がシステム軸線の周りを回転軸線を中
心にして回転し、回転軸線がシステム軸線と一致してお
らずにシステム軸線にいわゆるガントリ角度ρで交差し
ている場合、選定されるべき傾斜角度γ´に数１８が適
用される。
心にして回転し、回転軸線がシステム軸線と一致してお
らずにシステム軸線にいわゆるガントリ角度ρで交差し
ている場合、選定されるべき傾斜角度γ´に数１８が適
用される。
【００３６】
【数１８】
【００３７】ここでも同様に、傾斜角度δの最大値の与
えられた絶対値|δmax|に対して、傾斜角度γの最適値
γminを、誤り規範（例えば、スパイラルセグメントの
全ての点と像平面とのｚ方向に測定した間隔の最小二乗
平均値）が満足されるように求めることができる。
えられた絶対値|δmax|に対して、傾斜角度γの最適値
γminを、誤り規範（例えば、スパイラルセグメントの
全ての点と像平面とのｚ方向に測定した間隔の最小二乗
平均値）が満足されるように求めることができる。
【００３８】さらに、できるだけ完全な検出器アレイ利
用率および線量利用率を得るために、本発明の実施態様
によれば、各スパイラルセグメントに対して、傾斜した
像平面を持つ像が数ｎimaの傾斜した像平面に関して作
成され、像平面の数ｎimaに数１９が適用される。
用率および線量利用率を得るために、本発明の実施態様
によれば、各スパイラルセグメントに対して、傾斜した
像平面を持つ像が数ｎimaの傾斜した像平面に関して作
成され、像平面の数ｎimaに数１９が適用される。
【００３９】
【数１９】
【００４０】同様にできるだけ完全な検出器アレイ利用
率および線量利用率を得るために、本発明の実施態様に
よれば、同じ幅の検出器行を使用するという前提条件の
下に、傾斜した像平面の傾斜角度δが数２０に基づいて
求められる。
率および線量利用率を得るために、本発明の実施態様に
よれば、同じ幅の検出器行を使用するという前提条件の
下に、傾斜した像平面の傾斜角度δが数２０に基づいて
求められる。
【００４１】
【数２０】
【００４２】ＣＴ装置のオペレータにとって慣れている
横断面断層像を得るために、本発明の実施態様によれ
ば、傾斜した像平面を持つ複数の像が合成されることに
よって、リフォーマッティングが行われる、すなわち横
断面断層像が他のステップで作成される。本発明の実施
態様によれば、合成は、傾斜した像平面を持つ複数の像
が１つの横断面断層像に補間によって又は特に重み付け
された平均値形成によって合成されることによって、行
われる。
横断面断層像を得るために、本発明の実施態様によれ
ば、傾斜した像平面を持つ複数の像が合成されることに
よって、リフォーマッティングが行われる、すなわち横
断面断層像が他のステップで作成される。本発明の実施
態様によれば、合成は、傾斜した像平面を持つ複数の像
が１つの横断面断層像に補間によって又は特に重み付け
された平均値形成によって合成されることによって、行
われる。
【００４３】傾斜した像平面を持つ複数の像を１つの横
断面断層像に合成する際、本発明の特に優れた実施態様
によれば、横断面断層像を作成するために合成され傾斜
した像平面を持つ像の数が、横断面断層像内に示された
層のその都度所望された層厚みに応じて選定される。そ
の際、横断面断層像のできるだけ高い画像品質を得るた
めに、傾斜した像平面を持つ像ができるだけ小さな層厚
みで再構成される。
断面断層像に合成する際、本発明の特に優れた実施態様
によれば、横断面断層像を作成するために合成され傾斜
した像平面を持つ像の数が、横断面断層像内に示された
層のその都度所望された層厚みに応じて選定される。そ
の際、横断面断層像のできるだけ高い画像品質を得るた
めに、傾斜した像平面を持つ像ができるだけ小さな層厚
みで再構成される。
【００４４】横断面断層像内に示された横断面層の所望
の層厚みは、本発明の他の優れた実施態様によれば、横
断面断層像を作成するために合成され傾斜した像平面を
持つ像の数が数２１に基づいて選定される。
の層厚みは、本発明の他の優れた実施態様によれば、横
断面断層像を作成するために合成され傾斜した像平面を
持つ像の数が数２１に基づいて選定される。
【００４５】
【数２１】
【００４６】ＣＴ装置に関する課題は、本発明によれ
ば、円錐状の放射線束を出す焦点を有する放射線源と、
放射線束を検出し受信した放射線に相応する出力データ
を出力するマトリックス状の検出器アレイと、放射線源
および検出器アレイと対象物との間に相対運動を発生さ
せる相対運動発生手段と、出力データが供給されるコン
ピュータとを備え、相対運動発生手段が、放射線束と二
次元の検出器アレイとを用いて対象物を走査するため
に、システム軸線に対する焦点の相対運動を、焦点がシ
ステム軸線を中心とするスパイラル軌道上をシステム軸
線に対して相対的に移動するように生ぜしめ、周期的な
運動を行う対象物範囲を撮像するために、走査中に、周
期的な運動の時間的経過を再生する信号を取得する手段
が設けられ、コンピュータが、１つのスパイラルセグメ
ント上での焦点の移動中にその都度出力された出力デー
タから、傾斜した像平面を持つ像を再構成し、像平面
が、システム軸線に直角に交差する第１の軸を中心にし
てシステム軸線に対して傾斜角度γで交差し、かつ第１
の軸とシステム軸線とに直角に交差する第２の軸を中心
にしてシステム軸線に対して傾斜角度δで交差し、直接
的に連続するスパイラルセグメントが互いにゼロより大
きいか又はゼロに等しい重なり角度で重なり、コンピュ
ータが、スパイラルセグメントを、周期的な運動の時間
的経過を再生する信号を考慮して、スパイラルセグメン
トが周期的な運動の撮像すべき時相に一致するように選
定することによって解決される。
ば、円錐状の放射線束を出す焦点を有する放射線源と、
放射線束を検出し受信した放射線に相応する出力データ
を出力するマトリックス状の検出器アレイと、放射線源
および検出器アレイと対象物との間に相対運動を発生さ
せる相対運動発生手段と、出力データが供給されるコン
ピュータとを備え、相対運動発生手段が、放射線束と二
次元の検出器アレイとを用いて対象物を走査するため
に、システム軸線に対する焦点の相対運動を、焦点がシ
ステム軸線を中心とするスパイラル軌道上をシステム軸
線に対して相対的に移動するように生ぜしめ、周期的な
運動を行う対象物範囲を撮像するために、走査中に、周
期的な運動の時間的経過を再生する信号を取得する手段
が設けられ、コンピュータが、１つのスパイラルセグメ
ント上での焦点の移動中にその都度出力された出力デー
タから、傾斜した像平面を持つ像を再構成し、像平面
が、システム軸線に直角に交差する第１の軸を中心にし
てシステム軸線に対して傾斜角度γで交差し、かつ第１
の軸とシステム軸線とに直角に交差する第２の軸を中心
にしてシステム軸線に対して傾斜角度δで交差し、直接
的に連続するスパイラルセグメントが互いにゼロより大
きいか又はゼロに等しい重なり角度で重なり、コンピュ
ータが、スパイラルセグメントを、周期的な運動の時間
的経過を再生する信号を考慮して、スパイラルセグメン
トが周期的な運動の撮像すべき時相に一致するように選
定することによって解決される。
【００４７】本発明のＣＴ装置の実施態様は請求項２６
〜４８に記載されている。
〜４８に記載されている。
【００４８】本発明によるＣＴ装置の機能態様および利
点は本発明による方法に関する上述の説明が参照され
る。
点は本発明による方法に関する上述の説明が参照され
る。
【００４９】
【発明の実施の形態】本発明を以下において概略図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００５０】図３，４には、本発明による方法を実施す
るのに適した本発明による第３世代の多層ＣＴ装置が示
されている。全体に１を付された測定装置は、全体に２
を付されたＸ線放射線源と、このＸ線放射線源１の後に
位置する源側放射線絞り３（図４参照）と、多数の行お
よび列の検出器要素（図３，４にはその内の一部が示さ
れている）からなる面状アレイとして形成された検出器
アレイ５と、この検出器アレイ５の前に位置する検出器
側放射線絞り６（図４参照）とを有している。放射線絞
り３を備えたＸ線放射線源１と放射線絞り６を備えた検
出器アレイ５とは、図４から分かるように以下において
は"ガントリ"とも呼ばれる回転枠７に、ＣＴ装置の作動
時にＸ線放射線源１から送出され設定可能な放射線絞り
３によって絞り込まれたピラミッド状のＸ線束（その縁
部放射線に８が付されている）が検出器アレイ５に当た
るように、互いに対向して取付けられている。放射線絞
り６は、放射線絞り３によって設定されたＸ線束の断面
積に応じて、Ｘ線束が直接当たる検出器アレイ５の範囲
のみが露出するように設定されている。この範囲は図
３，４に示された作動状態においては検出器要素の４つ
の行に相当する。放射線絞り６によって遮蔽された検出
器要素の他の行が存在することは図４に点「・」で示さ
れている。
るのに適した本発明による第３世代の多層ＣＴ装置が示
されている。全体に１を付された測定装置は、全体に２
を付されたＸ線放射線源と、このＸ線放射線源１の後に
位置する源側放射線絞り３（図４参照）と、多数の行お
よび列の検出器要素（図３，４にはその内の一部が示さ
れている）からなる面状アレイとして形成された検出器
アレイ５と、この検出器アレイ５の前に位置する検出器
側放射線絞り６（図４参照）とを有している。放射線絞
り３を備えたＸ線放射線源１と放射線絞り６を備えた検
出器アレイ５とは、図４から分かるように以下において
は"ガントリ"とも呼ばれる回転枠７に、ＣＴ装置の作動
時にＸ線放射線源１から送出され設定可能な放射線絞り
３によって絞り込まれたピラミッド状のＸ線束（その縁
部放射線に８が付されている）が検出器アレイ５に当た
るように、互いに対向して取付けられている。放射線絞
り６は、放射線絞り３によって設定されたＸ線束の断面
積に応じて、Ｘ線束が直接当たる検出器アレイ５の範囲
のみが露出するように設定されている。この範囲は図
３，４に示された作動状態においては検出器要素の４つ
の行に相当する。放射線絞り６によって遮蔽された検出
器要素の他の行が存在することは図４に点「・」で示さ
れている。
【００５１】Ｘ線束は、システム軸線に対して直角に延
びる面内で投射されたＸ線束の開口角度である円錐角度
ｆを有している。この円錐角度ｆは検出器アレイ５の個
々の行と協働するＸ線束部分の一部のファン角度に一致
している。
びる面内で投射されたＸ線束の開口角度である円錐角度
ｆを有している。この円錐角度ｆは検出器アレイ５の個
々の行と協働するＸ線束部分の一部のファン角度に一致
している。
【００５２】ガントリ７は図示されていない駆動装置に
よってＺを付された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に示された空間直角座標系の
ｚ軸に一致している。ガントリ７の円形開口は半径ＲM
を有し、この半径ＲMは測定範囲もしくは対象物円筒体
の半径に一致している。焦点Ｆが移動する半径はＲfを
付されている。
よってＺを付された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に示された空間直角座標系の
ｚ軸に一致している。ガントリ７の円形開口は半径ＲM
を有し、この半径ＲMは測定範囲もしくは対象物円筒体
の半径に一致している。焦点Ｆが移動する半径はＲfを
付されている。
【００５３】検出器アレイ５の列は同様にｚ軸の方向に
延び、一方ｚ軸の方向に幅Ｓを有しその幅Ｓが例えば１
ｍｍの大きさである行はシステム軸線Ｚすなわちｚ軸に
対して直角に延びている。
延び、一方ｚ軸の方向に幅Ｓを有しその幅Ｓが例えば１
ｍｍの大きさである行はシステム軸線Ｚすなわちｚ軸に
対して直角に延びている。
【００５４】検査対象物（例えば患者）をＸ線束の放射
線路内にもたらすために、システム軸線Ｚに対して平行
にすなわちｚ軸の方向に移動可能である寝台装置９が設
けられている。
線路内にもたらすために、システム軸線Ｚに対して平行
にすなわちｚ軸の方向に移動可能である寝台装置９が設
けられている。
【００５５】寝台装置９上にいる検査対象物（例えば患
者）のボリュームデータを取得するために、測定装置１
がシステム軸線Ｚの周りを移動して種々の投影方向αか
ら多数の投影を取得することによって、検査対象物の走
査が行われる。検出器アレイ５から出力されたデータは
各能動検出器行に関して多数の投影を含んでいる。
者）のボリュームデータを取得するために、測定装置１
がシステム軸線Ｚの周りを移動して種々の投影方向αか
ら多数の投影を取得することによって、検査対象物の走
査が行われる。検出器アレイ５から出力されたデータは
各能動検出器行に関して多数の投影を含んでいる。
【００５６】測定装置１がシステム軸線Ｚの周りを連続
回転する回転中、同時に寝台装置９が測定装置１に対し
て相対的にシステム軸線Ｚの方向へ連続的に移動する。
回転枠７の回転運動と寝台装置９の並進運動との同期化
は、並進運動と回転運動との比が一定となりかつ、回転
枠７の１回転当たりの寝台装置９の送りｈの値が検査対
象物の関心ボリュームの全走査を保証するように選定さ
れることによって、その一定の比が設定可能であるよう
になされる。
回転する回転中、同時に寝台装置９が測定装置１に対し
て相対的にシステム軸線Ｚの方向へ連続的に移動する。
回転枠７の回転運動と寝台装置９の並進運動との同期化
は、並進運動と回転運動との比が一定となりかつ、回転
枠７の１回転当たりの寝台装置９の送りｈの値が検査対
象物の関心ボリュームの全走査を保証するように選定さ
れることによって、その一定の比が設定可能であるよう
になされる。
【００５７】１つの検出器行の幅Ｓに対する送りｈの比
（ｈ／Ｓ）は既に述べたようにピッチｐと呼ばれる（ｐ
＝ｈ／Ｓ）。検査対象物の無間隙の走査を保証する最大
ピッチｐmaxは、検出器アレイ５の全ての行が同じ幅Ｓ
を有するという前提条件の下に生じる。但し、ｎは検出
器アレイ５の能動行の数である。
（ｈ／Ｓ）は既に述べたようにピッチｐと呼ばれる（ｐ
＝ｈ／Ｓ）。検査対象物の無間隙の走査を保証する最大
ピッチｐmaxは、検出器アレイ５の全ての行が同じ幅Ｓ
を有するという前提条件の下に生じる。但し、ｎは検出
器アレイ５の能動行の数である。
【００５８】Ｘ線放射線源２の焦点Ｆは、検査対象物か
ら見て、システム軸線Ｚの周りの図１にＨを付されてい
る螺旋状のスパイラル軌道上を移動する。それゆえ、ボ
リュームの上述した取得方式はスパイラル走査またはス
パイラルスキャンとも呼ばれている。その際に検出器ア
レイ５の各行の検出器要素から出力されたボリュームデ
ータは、検出器アレイ５の特定の行とシステム軸線Ｚに
関する特定の位置とにそれぞれ所属する投影であり、並
列に読出されてシーケンサ１０内で直列化され、像コン
ピュータ１１に伝送される。
ら見て、システム軸線Ｚの周りの図１にＨを付されてい
る螺旋状のスパイラル軌道上を移動する。それゆえ、ボ
リュームの上述した取得方式はスパイラル走査またはス
パイラルスキャンとも呼ばれている。その際に検出器ア
レイ５の各行の検出器要素から出力されたボリュームデ
ータは、検出器アレイ５の特定の行とシステム軸線Ｚに
関する特定の位置とにそれぞれ所属する投影であり、並
列に読出されてシーケンサ１０内で直列化され、像コン
ピュータ１１に伝送される。
【００５９】像コンピュータ１１の前処理ユニット１２
内でボリュームデータの前処理が行われた後に生じたデ
ータストリームはメモリ１４に達し、このメモリ１４内
にそのデータストリームに相当するボリュームデータが
記憶される。
内でボリュームデータの前処理が行われた後に生じたデ
ータストリームはメモリ１４に達し、このメモリ１４内
にそのデータストリームに相当するボリュームデータが
記憶される。
【００６０】像コンピュータ１１は再構成ユニット１３
を含んでいる。この再構成ユニット１３はボリュームデ
ータから像データを、例えば検査対象物の所望の層の断
層像の形で、専門家には良く知られている方法に基づい
て再構成する。再構成ユニット１３によって再構成され
た像データはメモリ１４内に記憶され、像コンピュータ
１１に接続されている表示ユニット（例えばビデオモニ
タ）に表示される。
を含んでいる。この再構成ユニット１３はボリュームデ
ータから像データを、例えば検査対象物の所望の層の断
層像の形で、専門家には良く知られている方法に基づい
て再構成する。再構成ユニット１３によって再構成され
た像データはメモリ１４内に記憶され、像コンピュータ
１１に接続されている表示ユニット（例えばビデオモニ
タ）に表示される。
【００６１】Ｘ線放射線源２（例えばＸ線管）は発生器
ユニット１７から必要な電圧および電流を供給される。
これらの電圧および電流をそれぞれ必要な値に設定する
ために、発生器ユニット１７にはキーボード１９とマウ
ス２０とを備えた制御ユニット１８が付設されており、
この制御ユニット１８によって必要な設定が行われる。
ユニット１７から必要な電圧および電流を供給される。
これらの電圧および電流をそれぞれ必要な値に設定する
ために、発生器ユニット１７にはキーボード１９とマウ
ス２０とを備えた制御ユニット１８が付設されており、
この制御ユニット１８によって必要な設定が行われる。
【００６２】ＣＴ装置のその他の操作および制御は同様
に制御ユニット１８およびキーボード１９ならびにマウ
ス２０によって行われる。このことは制御ユニット１８
が像コンピュータ１１に接続されていることによって示
されている。
に制御ユニット１８およびキーボード１９ならびにマウ
ス２０によって行われる。このことは制御ユニット１８
が像コンピュータ１１に接続されていることによって示
されている。
【００６３】患者Ｐの周期的な運動を行っている対象範
囲つまり心臓を検査するために、心電図装置２３が設け
られている。心電図装置２３に接続された電極の１つが
図４に示され、２４を付されている。心電図装置２３か
ら発生した信号が制御ユニット１８に供給され、制御ユ
ニット１８はこの信号を検査の実施中すなわち患者Ｐの
スパイラル走査の実施中記憶している。
囲つまり心臓を検査するために、心電図装置２３が設け
られている。心電図装置２３に接続された電極の１つが
図４に示され、２４を付されている。心電図装置２３か
ら発生した信号が制御ユニット１８に供給され、制御ユ
ニット１８はこの信号を検査の実施中すなわち患者Ｐの
スパイラル走査の実施中記憶している。
【００６４】スパイラルスキャンにおける通常の進行形
式に相当する第１の作動方式で、スパイラルスキャン中
に取得されたボリュームデータから横断面断層像すなわ
ちシステム軸線Ｚに対して直角に延びる像平面を有する
断層像が、文献には１８０ＬＩ再構成および３６０ＬＩ
再構成として記載されている公知の方法に基づいて再構
成される。
式に相当する第１の作動方式で、スパイラルスキャン中
に取得されたボリュームデータから横断面断層像すなわ
ちシステム軸線Ｚに対して直角に延びる像平面を有する
断層像が、文献には１８０ＬＩ再構成および３６０ＬＩ
再構成として記載されている公知の方法に基づいて再構
成される。
【００６５】しかしながら、第２の作動方式で、ボリュ
ームデータから、少なくとも中間ステップとして、シス
テム軸線Ｚに対して傾斜している像平面を有する断層像
を再構成することもできる。
ームデータから、少なくとも中間ステップとして、シス
テム軸線Ｚに対して傾斜している像平面を有する断層像
を再構成することもできる。
【００６６】特許文献２から知られている方法に対し
て、本発明によれば、像平面は、図５に示されているよ
うに、システム軸線Ｚに直角に交差する第１の軸（つま
りｘ軸）を中心にしてシステム軸線Ｚに対して傾斜角度
γおよび傾斜角度δだけ傾斜し、しかも第１の軸（ｘ
軸）とシステム軸線Ｚとに直角に交差する第２の軸（つ
まりｙ軸）を中心にしてシステム軸線Ｚに対して傾斜角
度δだけ傾斜している。
て、本発明によれば、像平面は、図５に示されているよ
うに、システム軸線Ｚに直角に交差する第１の軸（つま
りｘ軸）を中心にしてシステム軸線Ｚに対して傾斜角度
γおよび傾斜角度δだけ傾斜し、しかも第１の軸（ｘ
軸）とシステム軸線Ｚとに直角に交差する第２の軸（つ
まりｙ軸）を中心にしてシステム軸線Ｚに対して傾斜角
度δだけ傾斜している。
【００６７】第２の作動方式の第１モードにおいて、与
えられたピッチｐおよび与えられたｚ位置ｚimaに対し
て長さ［−αmax、＋αmax］のスパイラルセグメントの
出力データが利用される。なお、αmax＝Ｍπ／ｐが適
用され（Ｍは検出器行の数）、ｚ位置はｚ軸上の像平面
の位置を示す。この全セグメントは数ｎimaの互いに重
なるスパイラルセグメントに分割され、各スパイラルセ
グメントは（１８０°＋円錐角度）の長さを有する。各
スパイラルセグメントに対して、位置ｚimaに傾斜した
像平面を持つ固有の像が再構成される。各スパイラルセ
グメントに対して、傾斜した像平面を持つ１つの像を再
構成することによって、傾斜角度γおよび傾斜角度δを
適切に選定することにより、その各スパイラルセグメン
トに対する像の像平面をスパイラル軌道の相応の部分に
最適に整合させ、かつ放射線絞り６によって露出された
検出器アレイ５の範囲ならびにこの範囲に当たる放射線
線量を理論的に完全にかつ実際上ほぼ全部利用すること
が可能になる。
えられたピッチｐおよび与えられたｚ位置ｚimaに対し
て長さ［−αmax、＋αmax］のスパイラルセグメントの
出力データが利用される。なお、αmax＝Ｍπ／ｐが適
用され（Ｍは検出器行の数）、ｚ位置はｚ軸上の像平面
の位置を示す。この全セグメントは数ｎimaの互いに重
なるスパイラルセグメントに分割され、各スパイラルセ
グメントは（１８０°＋円錐角度）の長さを有する。各
スパイラルセグメントに対して、位置ｚimaに傾斜した
像平面を持つ固有の像が再構成される。各スパイラルセ
グメントに対して、傾斜した像平面を持つ１つの像を再
構成することによって、傾斜角度γおよび傾斜角度δを
適切に選定することにより、その各スパイラルセグメン
トに対する像の像平面をスパイラル軌道の相応の部分に
最適に整合させ、かつ放射線絞り６によって露出された
検出器アレイ５の範囲ならびにこの範囲に当たる放射線
線量を理論的に完全にかつ実際上ほぼ全部利用すること
が可能になる。
【００６８】第２の作動方式の第２モードにおいて、基
準投影角度αr＝０に関して心出しされた長さ（１８０
°＋円錐角度φ）のスパイラルセグメントが利用され、
かつこのスパイラルセグメントに基づいて、異なったｚ
位置に対して、異なって傾斜した像平面を持つ数ｎima
の像が利用される。この第２モードにおいても、異なっ
たｚ位置に対して、異なって傾斜した像平面を持つ多数
の像を再構成することによって、しかも傾斜角度γおよ
び傾斜角度δを適切に選定することによって、その各ｚ
位置に対する像の像平面をスパイラルセグメントに最適
に整合させ、かつ検出器アレイおよび線量を理論的に完
全にかつ実際上ほぼ全部利用することが可能になる。本
発明の優れた実施例によれば、多数の傾斜した像平面が
スパイラルに対して接線として接して延びる１つの直線
で交差する。
準投影角度αr＝０に関して心出しされた長さ（１８０
°＋円錐角度φ）のスパイラルセグメントが利用され、
かつこのスパイラルセグメントに基づいて、異なったｚ
位置に対して、異なって傾斜した像平面を持つ数ｎima
の像が利用される。この第２モードにおいても、異なっ
たｚ位置に対して、異なって傾斜した像平面を持つ多数
の像を再構成することによって、しかも傾斜角度γおよ
び傾斜角度δを適切に選定することによって、その各ｚ
位置に対する像の像平面をスパイラルセグメントに最適
に整合させ、かつ検出器アレイおよび線量を理論的に完
全にかつ実際上ほぼ全部利用することが可能になる。本
発明の優れた実施例によれば、多数の傾斜した像平面が
スパイラルに対して接線として接して延びる１つの直線
で交差する。
【００６９】第２モードを以下において詳細に説明す
る。
る。
【００７０】簡単化のために、基準投影角度αr＝０に
関して心出しされた単一のスパイラルセグメントが考察
される。数ｎimaの像の像平面がｘ軸に関して傾斜角度
γだけ傾斜されかつｙ軸に関して傾斜角度δだけ傾斜さ
れているので、１つの像平面の法線ベクトルは次の数２
２によって与えられる。
関して心出しされた単一のスパイラルセグメントが考察
される。数ｎimaの像の像平面がｘ軸に関して傾斜角度
γだけ傾斜されかつｙ軸に関して傾斜角度δだけ傾斜さ
れているので、１つの像平面の法線ベクトルは次の数２
２によって与えられる。
【００７１】
【数２２】
【００７２】スパイラル軌道上の任意の点（ｘf，ｙf，
ｚf）と、傾斜角度γおよび傾斜角度αだけ傾斜した像
平面とがｚ方向に有する間隔ｄ（α，δ，γ）は、数２
３によって与えられる。
ｚf）と、傾斜角度γおよび傾斜角度αだけ傾斜した像
平面とがｚ方向に有する間隔ｄ（α，δ，γ）は、数２
３によって与えられる。
【００７３】
【数２３】
【００７４】その場合、基準投影角度αr＝０に対する
焦点Ｆの位置（−Ｒf，０，０）が像平面内に存在する
ということから出発する。
焦点Ｆの位置（−Ｒf，０，０）が像平面内に存在する
ということから出発する。
【００７５】傾斜した像平面の傾斜角度γおよび傾斜角
度δは、スパイラル軌道上の全ての点の二乗平均値が最
小になるように選定される。
度δは、スパイラル軌道上の全ての点の二乗平均値が最
小になるように選定される。
【００７６】ｂ−ｔがｚ軸の周りを角度（α−π／２）
だけ回転した座標系ｘ−ｙであると仮定すると、ｂ−ｔ
は投影角度αを持つ投影に対する局部的座標系である。
だけ回転した座標系ｘ−ｙであると仮定すると、ｂ−ｔ
は投影角度αを持つ投影に対する局部的座標系である。
【００７７】
【数２４】
【００７８】システム軸線Ｚを含む１つの平面いわゆる
仮想検出器平面における検出器アレイの投影に相当する
仮想検出器アレイを想定すると、検出器平面に対してｔ
＝０が適用される。
仮想検出器平面における検出器アレイの投影に相当する
仮想検出器アレイを想定すると、検出器平面に対してｔ
＝０が適用される。
【００７９】像平面上の各点（ｘ，ｙ，ｚ）は数２５に
よって表される。
よって表される。
【００８０】
【数２５】
【００８１】式（４）をｔ＝０として式（５）に導入す
ると、数２６で表される像平面を持つ仮想検出器平面の
切断直線が得られる。
ると、数２６で表される像平面を持つ仮想検出器平面の
切断直線が得られる。
【００８２】
【数２６】
【００８３】仮想検出器平面上のｚ座標は数２７によっ
て与えられる。
て与えられる。
【００８４】
【数２７】
【００８５】傾斜角度γは特許文献２と同様に傾斜角度
δ＝０に対して最適化される。その結果、数２８が得ら
れる。
δ＝０に対して最適化される。その結果、数２８が得ら
れる。
【００８６】
【数２８】
【００８７】但し、バーαは、スパイラル軌道が像平面
を貫通する角度である（なお、"バーα"は式（８）にお
いてはαの上に「−（バー）」を付した形で表されてい
る）。このパラメータに対する最適な値がない場合、バ
ーα＝π／３が最適であることが判明している。
を貫通する角度である（なお、"バーα"は式（８）にお
いてはαの上に「−（バー）」を付した形で表されてい
る）。このパラメータに対する最適な値がない場合、バ
ーα＝π／３が最適であることが判明している。
【００８８】式（８）にバーα＝π／３を導入して得ら
れた傾斜角度γ0に対して、傾斜角度δが最適化され
る。傾斜角度δに対する最適化規範は、式（７）による
ｚ座標が、放射線によって捕捉された検査対象物範囲を
ｚ方向に前方もしくは後方へ制限する直線−ＲＦＯＶ≦
ｂ≦ＲＦＯＶに対して、能動検出器面の内部すなわち放
射線絞り６によって露出され放射線が当たる検出器アレ
イ５の範囲の内部に位置する必要があり、かつ検出器面
ができるだけ良好に利用される必要があることである。
れた傾斜角度γ0に対して、傾斜角度δが最適化され
る。傾斜角度δに対する最適化規範は、式（７）による
ｚ座標が、放射線によって捕捉された検査対象物範囲を
ｚ方向に前方もしくは後方へ制限する直線−ＲＦＯＶ≦
ｂ≦ＲＦＯＶに対して、能動検出器面の内部すなわち放
射線絞り６によって露出され放射線が当たる検出器アレ
イ５の範囲の内部に位置する必要があり、かつ検出器面
ができるだけ良好に利用される必要があることである。
【００８９】最大傾斜角度±δmaxに対して、式（７）
によるｚ座標によって得られたｂ＝±ＲＦＯＶの直線が
検出器面のz方向の前端もしくは後端を達成する。これ
がそれぞれのスパイラルセグメントに対してスパイラル
セグメントの始端および終端での投影に関してすなわち
最も外側の投影角度αl＝±１２０°に関して生じる場
合、数２９が適用される。但し、Ｍは検出器行の数、Ｓ
はｚ方向に測定した検出器行の幅である。
によるｚ座標によって得られたｂ＝±ＲＦＯＶの直線が
検出器面のz方向の前端もしくは後端を達成する。これ
がそれぞれのスパイラルセグメントに対してスパイラル
セグメントの始端および終端での投影に関してすなわち
最も外側の投影角度αl＝±１２０°に関して生じる場
合、数２９が適用される。但し、Ｍは検出器行の数、Ｓ
はｚ方向に測定した検出器行の幅である。
【００９０】
【数２９】
【００９１】式（６）がα＝αlおよびγ＝γ0として式
（８）に導入され、δmaxに基づいて解かれると、数３
０が生じる。
（８）に導入され、δmaxに基づいて解かれると、数３
０が生じる。
【００９２】
【数３０】
【００９３】対応する最大傾斜角度δmaxに対して、新
たなγminが再反復によって、詳細にはスパイラルセグ
メントと像平面とのｚ方向に測定した式（３）による間
隔ｄ（α，δmin，γ）の二乗平均値の最小化によって
求められる。
たなγminが再反復によって、詳細にはスパイラルセグ
メントと像平面とのｚ方向に測定した式（３）による間
隔ｄ（α，δmin，γ）の二乗平均値の最小化によって
求められる。
【００９４】傾斜角度の利用できる範囲［−αmax、α
max］は今や傾斜した像平面を持つ再構成されるべき像
の数ｎimaに応じて特に上述した実施例の場合と同様に
均等に分割される。すなわち、均等な分割の場合、各像
平面０≦ｉ≦ｎima−１は傾斜角度γmin（この傾斜角度
γminは好ましくは上述に実施例の場合のように全ての
像平面に対して等しい）とその都度の傾斜角度δ(i)と
によって表され、その都度の傾斜角度δ(i)には数３１
が適用される。
max］は今や傾斜した像平面を持つ再構成されるべき像
の数ｎimaに応じて特に上述した実施例の場合と同様に
均等に分割される。すなわち、均等な分割の場合、各像
平面０≦ｉ≦ｎima−１は傾斜角度γmin（この傾斜角度
γminは好ましくは上述に実施例の場合のように全ての
像平面に対して等しい）とその都度の傾斜角度δ(i)と
によって表され、その都度の傾斜角度δ(i)には数３１
が適用される。
【００９５】
【数３１】
【００９６】傾斜した像平面を持ちスパイラルセグメン
トに対して再構成されるべき像の数ｎimaは数３２によ
って与えられる。
トに対して再構成されるべき像の数ｎimaは数３２によ
って与えられる。
【００９７】
【数３２】
【００９８】本発明による方法およびＣＴ装置の機能
を、以下において幅ＳでＭ＝１２の検出器行を有するＣ
Ｔ装置を例にして説明する。このＣＴ装置はｐ＝１２の
ピッチで作動される。各ｚ位置ｚimaに対してαmax＝π
を持つ長さ［−αmax、αmax］のスパイラルセグメント
が取得される。
を、以下において幅ＳでＭ＝１２の検出器行を有するＣ
Ｔ装置を例にして説明する。このＣＴ装置はｐ＝１２の
ピッチで作動される。各ｚ位置ｚimaに対してαmax＝π
を持つ長さ［−αmax、αmax］のスパイラルセグメント
が取得される。
【００９９】図６は、半径Ｒfに投影角度αのｓｉｎ関
数を乗じた値Ｒf×ｓｉｎαを横軸にして、そのスパイ
ラルセグメントの全ての点と種々の傾斜角度γの像平面
との、検出器アレイの１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の方
向に測定された間隔を縦軸にして、傾斜角度δ＝０で示
している。
数を乗じた値Ｒf×ｓｉｎαを横軸にして、そのスパイ
ラルセグメントの全ての点と種々の傾斜角度γの像平面
との、検出器アレイの１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の方
向に測定された間隔を縦軸にして、傾斜角度δ＝０で示
している。
【０１００】図７は、図６をベースにして、考察された
スパイラルセグメントの全てがその都度の像に寄与する
という仮定の下に、商γ／γ0を横軸にして、考察され
たスパイラルセグメントの全ての点と像平面とのｚ軸の
方向に測定された間隔の二乗平均値の、１つの検出器行
の幅Ｓに関する平方根（以下においてはＳＭＳＤ（Ｓｑ
ｕａｒｅｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｄｉｓｔ
ａｎｃｅ＝二乗平均間隔の平方根）と呼ばれる）を縦軸
にして示している。
スパイラルセグメントの全てがその都度の像に寄与する
という仮定の下に、商γ／γ0を横軸にして、考察され
たスパイラルセグメントの全ての点と像平面とのｚ軸の
方向に測定された間隔の二乗平均値の、１つの検出器行
の幅Ｓに関する平方根（以下においてはＳＭＳＤ（Ｓｑ
ｕａｒｅｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｄｉｓｔ
ａｎｃｅ＝二乗平均間隔の平方根）と呼ばれる）を縦軸
にして示している。
【０１０１】図７から明らかなように、ＳＭＳＤは全く
傾斜していない像平面（すなわちγ＝０）の場合の３．
５Ｓから、γの最適化によって２．２Ｓに減少してい
る。特許文献２による方法を用いて達成可能な画像品質
の改善はＳＭＳＤのこの減少に基づいていることから出
発する。さらに、ＳＭＳＤを最少にする傾斜角度γの値
はピッチｐの考察された値にとっては式（８）から求め
られたγ0値とは殆ど異なっていない。
傾斜していない像平面（すなわちγ＝０）の場合の３．
５Ｓから、γの最適化によって２．２Ｓに減少してい
る。特許文献２による方法を用いて達成可能な画像品質
の改善はＳＭＳＤのこの減少に基づいていることから出
発する。さらに、ＳＭＳＤを最少にする傾斜角度γの値
はピッチｐの考察された値にとっては式（８）から求め
られたγ0値とは殆ど異なっていない。
【０１０２】全てのスパイラルセグメントに関して単一
の像が再構成されるのではなく、傾斜した像平面を持ち
式（１２）により求められた必要な数ｎimaの像が再構
成される場合、この例のために選定された値Ｍ＝１２、
ｐ＝１２に対しては数ｎima＝２が生じる。すなわち、
長さ２αmax＝２π＝３６０°の全セグメントの際、長
さ（１８０°＋円錐角度）の２つのスパイラルセグメン
トすなわち例えば１２０°互いにずらされ全セグメント
を共通に含んでいる長さ２４０°の２つのスパイラルセ
グメントに対して、傾斜した像平面を持つ２つの像が再
構成される。その際、像の像平面は異なったｚ位置、従
って式（１１）により異なった傾斜角度δつまり−δ
maxおよびδmaxを有する。
の像が再構成されるのではなく、傾斜した像平面を持ち
式（１２）により求められた必要な数ｎimaの像が再構
成される場合、この例のために選定された値Ｍ＝１２、
ｐ＝１２に対しては数ｎima＝２が生じる。すなわち、
長さ２αmax＝２π＝３６０°の全セグメントの際、長
さ（１８０°＋円錐角度）の２つのスパイラルセグメン
トすなわち例えば１２０°互いにずらされ全セグメント
を共通に含んでいる長さ２４０°の２つのスパイラルセ
グメントに対して、傾斜した像平面を持つ２つの像が再
構成される。その際、像の像平面は異なったｚ位置、従
って式（１１）により異なった傾斜角度δつまり−δ
maxおよびδmaxを有する。
【０１０３】図８は、長さ２４０°のスパイラルセグメ
ントの内の１つのスパイラルセグメントについて、半径
Ｒfに投影角度αのｓｉｎ関数を乗じた値Ｒf×ｓｉｎα
を横軸にして、そのスパイラルセグメントの全ての点と
そのスパイラルセグメントに属する２つの像の−
δmax，＋δmaxならびにそれぞれγmaxだけ傾斜した像
平面との、検出器要素の１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の
方向に測定された間隔を縦軸にして示す。先ずδmaxお
よびγ0が式（８），（１０）に基づいて求められ、そ
の後最適化のために傾斜角度γの再反復がδmaxに基づ
いて実施され、このためにＳＭＳＤが考察されたスパイ
ラルセグメントの２つの像平面に分離されて求められ、
その後全ＳＭＳＤが分離されて求められたＳＭＳＤの平
方根として形成され、最後に傾斜角度γが再反復され、
これによってγmin＝１．２６γ0および０．８ＳのＳＭ
ＳＤが生じる。
ントの内の１つのスパイラルセグメントについて、半径
Ｒfに投影角度αのｓｉｎ関数を乗じた値Ｒf×ｓｉｎα
を横軸にして、そのスパイラルセグメントの全ての点と
そのスパイラルセグメントに属する２つの像の−
δmax，＋δmaxならびにそれぞれγmaxだけ傾斜した像
平面との、検出器要素の１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の
方向に測定された間隔を縦軸にして示す。先ずδmaxお
よびγ0が式（８），（１０）に基づいて求められ、そ
の後最適化のために傾斜角度γの再反復がδmaxに基づ
いて実施され、このためにＳＭＳＤが考察されたスパイ
ラルセグメントの２つの像平面に分離されて求められ、
その後全ＳＭＳＤが分離されて求められたＳＭＳＤの平
方根として形成され、最後に傾斜角度γが再反復され、
これによってγmin＝１．２６γ0および０．８ＳのＳＭ
ＳＤが生じる。
【０１０４】これは特許文献２から公知の方法（すなわ
ち、傾斜角度δ＝０および全セグメントから単一の像の
再構成）に比べてＳＭＳＤの４倍以上の減少に相当し、
高い画像品質の獲得を約束する。
ち、傾斜角度δ＝０および全セグメントから単一の像の
再構成）に比べてＳＭＳＤの４倍以上の減少に相当し、
高い画像品質の獲得を約束する。
【０１０５】各２４０°の長さの２つのスパイラルセグ
メントの内の１つに属する像平面が例えば図９および図
１０に異なった方向から見た斜視図で示されている。特
に図１０から明らかなように、２つの傾斜した像平面は
スパイラルに対して接線として接して延びる１つの直線
で上述のように交差している。
メントの内の１つに属する像平面が例えば図９および図
１０に異なった方向から見た斜視図で示されている。特
に図１０から明らかなように、２つの傾斜した像平面は
スパイラルに対して接線として接して延びる１つの直線
で上述のように交差している。
【０１０６】特許文献２から公知の方法の検出器利用率
および線量利用率が図１１にＭ＝１２およびｐ＝８の仮
想検出器に基づいて示されている。図１１には、スパイ
ラルセグメントに属する傾斜した像平面がスパイラルセ
グメントに沿う焦点の移動移動中に投射される仮想検出
器面の範囲が、平行四辺形状の太線で区画されて示され
ている。
および線量利用率が図１１にＭ＝１２およびｐ＝８の仮
想検出器に基づいて示されている。図１１には、スパイ
ラルセグメントに属する傾斜した像平面がスパイラルセ
グメントに沿う焦点の移動移動中に投射される仮想検出
器面の範囲が、平行四辺形状の太線で区画されて示され
ている。
【０１０７】検出器面の大部分が利用されないままであ
り、従って線量利用率が同様に少ないことが明らかであ
る。理論的に最適な検出器利用率および線量利用率は最
大ピッチｐmax＝１２に対してのみ可能であり、ピッチ
ｐの減少と共に検出器利用率および線量利用率が徐々に
悪化する。
り、従って線量利用率が同様に少ないことが明らかであ
る。理論的に最適な検出器利用率および線量利用率は最
大ピッチｐmax＝１２に対してのみ可能であり、ピッチ
ｐの減少と共に検出器利用率および線量利用率が徐々に
悪化する。
【０１０８】本発明による検出器利用率および線量利用
率が図１２に同様にＭ＝１２，ｐ＝８の仮想検出器に基
づいて示されている。図１２には、スパイラルセグメン
トに属し式（１２）のｎima＝３で傾斜した像平面がス
パイラルセグメントに沿う焦点の移動移動中に投射され
る仮想検出器面の範囲が、平行四辺形状の太線で区画さ
れて示されている。
率が図１２に同様にＭ＝１２，ｐ＝８の仮想検出器に基
づいて示されている。図１２には、スパイラルセグメン
トに属し式（１２）のｎima＝３で傾斜した像平面がス
パイラルセグメントに沿う焦点の移動移動中に投射され
る仮想検出器面の範囲が、平行四辺形状の太線で区画さ
れて示されている。
【０１０９】本発明の場合には、２つの小さな三角形領
域のみが利用されないだけで、仮想検出器面の大部分は
利用され、それに応じて線量利用率が高いことが分か
る。
域のみが利用されないだけで、仮想検出器面の大部分は
利用され、それに応じて線量利用率が高いことが分か
る。
【０１１０】図１３は図１２と同様に本発明についてＭ
＝１２，ｐ＝１２の状況を示す。図１３には、スパイラ
ルセグメントに属し式（１２）のｎima＝２で傾斜した
像平面がスパイラルセグメントに沿う焦点の移動移動中
に投射される仮想検出器面の範囲が、平行四辺形状の太
線で区画されて示されている。
＝１２，ｐ＝１２の状況を示す。図１３には、スパイラ
ルセグメントに属し式（１２）のｎima＝２で傾斜した
像平面がスパイラルセグメントに沿う焦点の移動移動中
に投射される仮想検出器面の範囲が、平行四辺形状の太
線で区画されて示されている。
【０１１１】図１１および図１２と比較すると明らかな
ように、本発明の場合には実際上、検出器利用率および
線量利用率がピッチｐに僅かしか関係せずしかも仮想検
出器面の２つの小さな利用されない三角形領域はピッチ
ｐの減少と共に徐々に大きくなっている。
ように、本発明の場合には実際上、検出器利用率および
線量利用率がピッチｐに僅かしか関係せずしかも仮想検
出器面の２つの小さな利用されない三角形領域はピッチ
ｐの減少と共に徐々に大きくなっている。
【０１１２】すなわち、特許文献２から公知の方法に比
べて、本発明の場合には、検出器利用率および線量利用
率がピッチｐに大幅に関係せず、ほぼ最適であることが
明らかである。
べて、本発明の場合には、検出器利用率および線量利用
率がピッチｐに大幅に関係せず、ほぼ最適であることが
明らかである。
【０１１３】本発明は心臓の検査のために重要である。
【０１１４】図１４は式（１０）により求められた最大
傾斜角度δmaxをＭ＝１２を持つＣＴ装置のピッチｐの
関数として示す。本発明はｐ＝１６，δmax＝０で特許
文献２から公知のアルゴリズムに移行する。
傾斜角度δmaxをＭ＝１２を持つＣＴ装置のピッチｐの
関数として示す。本発明はｐ＝１６，δmax＝０で特許
文献２から公知のアルゴリズムに移行する。
【０１１５】数３３で示された式（１３）を使用して、
傾斜角度δは相応する像のｚシフトに変換される。これ
は数３４で示される基準投影角度αrのシフトに相当し
ている。
傾斜角度δは相応する像のｚシフトに変換される。これ
は数３４で示される基準投影角度αrのシフトに相当し
ている。
【０１１６】
【数３３】
【０１１７】
【数３４】
【０１１８】それによって任意のｚ位置で２４０°の長
さのスパイラルセグメントの像が算出でき、これらの像
は［−Δα，Δα］の範囲に位置する基準投影角度に関
して心出しされている。
さのスパイラルセグメントの像が算出でき、これらの像
は［−Δα，Δα］の範囲に位置する基準投影角度に関
して心出しされている。
【０１１９】ガントリが時間Ｔrotで１回転する場合、
この範囲は長さ［−Δα，Δα］×（Ｔrot／２π）の
時間インターバルに相当する。Ｔrot＝０．５ｓに関し
て、任意のｚ位置をカバーする時間インターバルが図１
５にピッチｐの関数として示されている。
この範囲は長さ［−Δα，Δα］×（Ｔrot／２π）の
時間インターバルに相当する。Ｔrot＝０．５ｓに関し
て、任意のｚ位置をカバーする時間インターバルが図１
５にピッチｐの関数として示されている。
【０１２０】長さ２４０°の１つのスパイラルセグメン
トの全部が何れにしても仮想検出器面上を通過するべき
である場合、１分当たり６０拍の脈拍率（６０ｂｐｍ）
の際の心周期に相当する１秒の時間インターバルをカバ
ーするために、ｐ＝３の最大ピッチを利用できる。
トの全部が何れにしても仮想検出器面上を通過するべき
である場合、１分当たり６０拍の脈拍率（６０ｂｐｍ）
の際の心周期に相当する１秒の時間インターバルをカバ
ーするために、ｐ＝３の最大ピッチを利用できる。
【０１２１】同一の基準投影角度αrについてすなわち
同一の心周期から得られる像の像平面が図１６に示され
ている。横断面断層像を得るためにはリフォーマッティ
ング（ｒｅｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ）が必要である。傾斜
した像平面の、１つの基準投影角度に属する像の全体は
分かり易くするために以下においてはブックレッット
（ｂｏｏｋｌｅｔ、小冊子）とも呼ばれる。１つのブッ
クレッットの傾斜した像平面の個々の像は同様に分かり
易くするために以下においてはページ（ｐａｇｅ、頁）
とも呼ばれる。ページの数はＮtiltである。
同一の心周期から得られる像の像平面が図１６に示され
ている。横断面断層像を得るためにはリフォーマッティ
ング（ｒｅｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ）が必要である。傾斜
した像平面の、１つの基準投影角度に属する像の全体は
分かり易くするために以下においてはブックレッット
（ｂｏｏｋｌｅｔ、小冊子）とも呼ばれる。１つのブッ
クレッットの傾斜した像平面の個々の像は同様に分かり
易くするために以下においてはページ（ｐａｇｅ、頁）
とも呼ばれる。ページの数はＮtiltである。
【０１２２】上述したように、従来のＣＴ装置では必要
とされない横断面断層像を得るためにはリフォーマッテ
ィングが必要である。
とされない横断面断層像を得るためにはリフォーマッテ
ィングが必要である。
【０１２３】現在利用可能な多層ＣＴ装置は検出器要素
の幾つかの少数（例えば４つ）の行を有している。この
行数に関してはＸ線の斜めの放射線経過が無視される。
従って、このようなＣＴ装置に対してはスパイラルデー
タから横断面断層像を再構成するための従来のアルゴリ
ズムが拡張される。再構成の層厚みを決定するために適
当な重み付け関数を用いてスパイラル重み付けを行った
後、個別行のデータセットが生じ、これから折畳みの逆
投影アルゴリズムを用いて横断面断層像が再構成され
る。再構成の層厚み、すなわち検査対象物の再構成され
た横断面断層像内で捕捉された層の厚みは、スパイラル
重み付けの際に使用された重み付け関数の幅を選定する
ことによって決定される。再構成の層厚みの変更は変更
された重み付け関数を用いた新たな再構成によってのみ
可能である。
の幾つかの少数（例えば４つ）の行を有している。この
行数に関してはＸ線の斜めの放射線経過が無視される。
従って、このようなＣＴ装置に対してはスパイラルデー
タから横断面断層像を再構成するための従来のアルゴリ
ズムが拡張される。再構成の層厚みを決定するために適
当な重み付け関数を用いてスパイラル重み付けを行った
後、個別行のデータセットが生じ、これから折畳みの逆
投影アルゴリズムを用いて横断面断層像が再構成され
る。再構成の層厚み、すなわち検査対象物の再構成され
た横断面断層像内で捕捉された層の厚みは、スパイラル
重み付けの際に使用された重み付け関数の幅を選定する
ことによって決定される。再構成の層厚みの変更は変更
された重み付け関数を用いた新たな再構成によってのみ
可能である。
【０１２４】本発明による進行形式が特に多くない行数
（Ｍ≦４０）を持つＣＴ装置に適する本発明において
は、既に述べたように傾斜がスパイラル状のスキャンジ
オメトリに整合した像平面の像が再構成されることによ
って、再構成時にＸ線の斜めの放射線経過への整合が行
われる。像平面の傾きに従って、再構成後にシステム軸
線に関して傾斜した像平面を持つこの像を横断面断層像
に換算（以下においてはリフォーマッティングと呼ばれ
る）することが必要である。これが行われない場合、特
に再構成された像ボリュームの副次図（例えばサジタル
像またはコロナル像）に幾何学的な呼び名が考慮される
べきである。
（Ｍ≦４０）を持つＣＴ装置に適する本発明において
は、既に述べたように傾斜がスパイラル状のスキャンジ
オメトリに整合した像平面の像が再構成されることによ
って、再構成時にＸ線の斜めの放射線経過への整合が行
われる。像平面の傾きに従って、再構成後にシステム軸
線に関して傾斜した像平面を持つこの像を横断面断層像
に換算（以下においてはリフォーマッティングと呼ばれ
る）することが必要である。これが行われない場合、特
に再構成された像ボリュームの副次図（例えばサジタル
像またはコロナル像）に幾何学的な呼び名が考慮される
べきである。
【０１２５】リフォーマッティングは選定可能な幅を有
する補間関数によって行われる。これによって、合成さ
れた横断面断層像における層感度プロフィールおよび層
雑音が影響を受ける。
する補間関数によって行われる。これによって、合成さ
れた横断面断層像における層感度プロフィールおよび層
雑音が影響を受ける。
【０１２６】その際、所望された再構成層厚みの決定が
リフォーマッティング中に遡及的に行われると有利であ
る。
リフォーマッティング中に遡及的に行われると有利であ
る。
【０１２７】傾斜した像平面を持ち、ｚ位置ｚ＝ｚRで
の横断面断層像を獲得するために実施されたリフォーマ
ッティングに必要な数の像は次のようにして得られる。
の横断面断層像を獲得するために実施されたリフォーマ
ッティングに必要な数の像は次のようにして得られる。
【０１２８】（ｘ，ｙ）＝（ＲMｃｏｓ（Φ），ＲMｓｉ
ｎ（Φ））によってパラメータ化された対象物円筒体の
縁部で、（ｘ，ｙ，ΔｚR）を数３６で表される面方程
式に導入することによって、数３５で表された法線ベク
トルと点（−Ｒf，０，ｚR）における零点とを持ち傾斜
角度γおよび傾斜角度δで傾斜した像平面の間隔Δｚ R
が得られる。この間隔ΔｚRは数３７で表される。
ｎ（Φ））によってパラメータ化された対象物円筒体の
縁部で、（ｘ，ｙ，ΔｚR）を数３６で表される面方程
式に導入することによって、数３５で表された法線ベク
トルと点（−Ｒf，０，ｚR）における零点とを持ち傾斜
角度γおよび傾斜角度δで傾斜した像平面の間隔Δｚ R
が得られる。この間隔ΔｚRは数３７で表される。
【０１２９】
【数３５】
【０１３０】
【数３６】
【０１３１】
【数３７】
【０１３２】ｚ位置ｚRに像平面を持つ横断面断層像の
リフォーマッティングを行うために、傾斜した像平面を
持ち数３８で表されるインターバル内で再構成された全
ての像が使用される、すなわちメモリ１４内に記憶され
る。
リフォーマッティングを行うために、傾斜した像平面を
持ち数３８で表されるインターバル内で再構成された全
ての像が使用される、すなわちメモリ１４内に記憶され
る。
【０１３３】
【数３８】
【０１３４】上述したインターバルによって設定された
限界値を超える長さｚ*を有する補間関数がリフォーマ
ッティング時に使用される場合、傾斜した像平面を持ち
リフォーマッティングのために必要な再構成された像の
数は補間フィルタの長さによって決定される。
限界値を超える長さｚ*を有する補間関数がリフォーマ
ッティング時に使用される場合、傾斜した像平面を持ち
リフォーマッティングのために必要な再構成された像の
数は補間フィルタの長さによって決定される。
【０１３５】一般的な場合、傾斜した像平面を持ち横断
面断層像のリフォーマッティングのために必要である再
構成された像の数ＮMには数３９が適用される。但し、
数３９におけるＮSは、傾斜した像平面を持ち検出器要
素の１つの行の幅Ｓ当たりに再構成された像の数であ
る。
面断層像のリフォーマッティングのために必要である再
構成された像の数ＮMには数３９が適用される。但し、
数３９におけるＮSは、傾斜した像平面を持ち検出器要
素の１つの行の幅Ｓ当たりに再構成された像の数であ
る。
【０１３６】
【数３９】
【０１３７】例えば、傾斜した像平面を持ち幅Ｓ当たり
に再構成された像の数ＮS＝４およびピッチｐ＝１６の
ために１６個の行の検出器要素を有する検出器アレイに
対して、傾斜した像平面を持ち１つの横断面断層像のリ
フォーマッティングのために必要である再構成された像
の数ＮMとして、半値幅Ｓの三角形状の補間関数の使用
の下に、ＮM＝１０が得られる。
に再構成された像の数ＮS＝４およびピッチｐ＝１６の
ために１６個の行の検出器要素を有する検出器アレイに
対して、傾斜した像平面を持ち１つの横断面断層像のリ
フォーマッティングのために必要である再構成された像
の数ＮMとして、半値幅Ｓの三角形状の補間関数の使用
の下に、ＮM＝１０が得られる。
【０１３８】所望の横断面断層像の再構成層厚みが遡及
的に決定されるとい事情に基づいて、傾斜した像平面を
持つ像の再構成は、特にできるだけ僅かな再構成層厚み
を有するスパイラル再構成の際に、相応に狭い重み付け
関数を選定することによって行われる。これは傾斜した
像平面を持つ像とリフォーマッティングによって得られ
た横断面断層像とのｚ方向における高い鮮明度を保証す
る。
的に決定されるとい事情に基づいて、傾斜した像平面を
持つ像の再構成は、特にできるだけ僅かな再構成層厚み
を有するスパイラル再構成の際に、相応に狭い重み付け
関数を選定することによって行われる。これは傾斜した
像平面を持つ像とリフォーマッティングによって得られ
た横断面断層像とのｚ方向における高い鮮明度を保証す
る。
【０１３９】この利点のほかに、上述したリフォーマッ
ティングの他の利点として、次の利点が挙げられる。 （１）再構成の層厚みは、新たな再構成を必要とするこ
となく、遡及的に選定される。 （２）再構成の層厚みは自由に選定可能である。 （３）リフォーマッティングのために、自由に選定可能
な幅の多数の適切な補間関数を使用できる。
ティングの他の利点として、次の利点が挙げられる。 （１）再構成の層厚みは、新たな再構成を必要とするこ
となく、遡及的に選定される。 （２）再構成の層厚みは自由に選定可能である。 （３）リフォーマッティングのために、自由に選定可能
な幅の多数の適切な補間関数を使用できる。
【０１４０】傾斜したガントリ７を用いた図１７の作動
方式において、焦点Ｆはシステム軸線Ｚの周りを回転軸
線Ｚ´を中心にして回転するが、回転軸線Ｚ´はシステ
ム軸線Ｚに一致しておらず、このシステム軸線Ｚにいわ
ゆるガントリ角度ρをなして交差している。それゆえ、
図５のジオメトリから、スパイラル軌道Ｈの中心軸線に
一致しｚ軸に対してガントリ角度ρだけ傾斜したｚ´軸
と、ｙ軸に対して同様にガントリ角度ρだけ傾斜したｙ
´軸と、変化せずに維持されているｘ軸とを有する図１
８のように傾斜した座標系が生じる。
方式において、焦点Ｆはシステム軸線Ｚの周りを回転軸
線Ｚ´を中心にして回転するが、回転軸線Ｚ´はシステ
ム軸線Ｚに一致しておらず、このシステム軸線Ｚにいわ
ゆるガントリ角度ρをなして交差している。それゆえ、
図５のジオメトリから、スパイラル軌道Ｈの中心軸線に
一致しｚ軸に対してガントリ角度ρだけ傾斜したｚ´軸
と、ｙ軸に対して同様にガントリ角度ρだけ傾斜したｙ
´軸と、変化せずに維持されているｘ軸とを有する図１
８のように傾斜した座標系が生じる。
【０１４１】この座標系においてはスパイラル軌道Ｈに
数４０が適用される。
数４０が適用される。
【０１４２】
【数４０】
【０１４３】最大傾斜角度δmaxを決定するための上述
した進行形式は傾斜したガントリの事例に転用できる。
但し、式（７）の代わりに数４１に示された式（１９）
が適用される。
した進行形式は傾斜したガントリの事例に転用できる。
但し、式（７）の代わりに数４１に示された式（１９）
が適用される。
【０１４４】
【数４１】
【０１４５】それからｂ＝±ＲＦＯＶに対して数４２が
生じる。
生じる。
【０１４６】
【数４２】
【０１４７】当然、最大傾斜角度δmaxの決定方程式に
おいてすなわち式（１０）内へ、傾斜したガントリのた
めの座標系（ｘ，ｙ´，ｚ´）における傾斜角度γ´を
導入することができる。
おいてすなわち式（１０）内へ、傾斜したガントリのた
めの座標系（ｘ，ｙ´，ｚ´）における傾斜角度γ´を
導入することができる。
【０１４８】傾斜したガントリの事例における傾斜角度
γ´には数４３が適用される。但し、数４３において、
ｓはその都度考察されたスパイラルセグメントに対する
スパイラル軌道の円弧長である。
γ´には数４３が適用される。但し、数４３において、
ｓはその都度考察されたスパイラルセグメントに対する
スパイラル軌道の円弧長である。
【０１４９】
【数４３】
【０１５０】図１９に示されているように、傾斜したガ
ントリの事例における傾斜角度γ´は基準投影角度αr
に殆ど依存しない。なお、図１９は行数Ｍ＝１６、ピッ
チｐ＝１６およびガントリ角度ρ＝３０°についての状
況を示す。
ントリの事例における傾斜角度γ´は基準投影角度αr
に殆ど依存しない。なお、図１９は行数Ｍ＝１６、ピッ
チｐ＝１６およびガントリ角度ρ＝３０°についての状
況を示す。
【０１５１】最大傾斜角度δmaxも図２０に示されてい
るように基準投影角度αrに殆ど依存しない。なお、図
２０も同様に行数Ｍ＝１６、ピッチｐ＝１６およびガン
トリ角度ρ＝３０°についての状況を示す。Ａは＋ＲＦ
ＯＶおよびρ＝３０°についての最大傾斜角度δmaxの
経過を示し、一方Ｃは−ＲＦＯＶおよびρ＝３０°につ
いての最大傾斜角度δmaxの経過を示す。
るように基準投影角度αrに殆ど依存しない。なお、図
２０も同様に行数Ｍ＝１６、ピッチｐ＝１６およびガン
トリ角度ρ＝３０°についての状況を示す。Ａは＋ＲＦ
ＯＶおよびρ＝３０°についての最大傾斜角度δmaxの
経過を示し、一方Ｃは−ＲＦＯＶおよびρ＝３０°につ
いての最大傾斜角度δmaxの経過を示す。
【０１５２】比較のために、図２０には、ガントリ角度
ρ＝０°についての最大傾斜角度δ maxの相応する経過
が記載されており、Ｂは＋ＲＦＯＶおよびρ＝０°につ
いての最大傾斜角度δmaxの経過を示し、一方Ｄは−Ｒ
ＦＯＶおよびρ＝０°についての最大傾斜角度δmaxの
経過を示す。
ρ＝０°についての最大傾斜角度δ maxの相応する経過
が記載されており、Ｂは＋ＲＦＯＶおよびρ＝０°につ
いての最大傾斜角度δmaxの経過を示し、一方Ｄは−Ｒ
ＦＯＶおよびρ＝０°についての最大傾斜角度δmaxの
経過を示す。
【０１５３】本発明の作用を示すために、図２１には図
１９と同じように、傾斜角度γの経過が、基準投影角度
αrの関数として同様に特許文献２から公知の方法にお
ける行数Ｍ＝１６、ピッチｐ＝１６、ガントリ角度ρ＝
３０°について示されている。図２１から、傾斜角度γ
が基準投影角度αrに強く依存することが明らかになっ
ている。
１９と同じように、傾斜角度γの経過が、基準投影角度
αrの関数として同様に特許文献２から公知の方法にお
ける行数Ｍ＝１６、ピッチｐ＝１６、ガントリ角度ρ＝
３０°について示されている。図２１から、傾斜角度γ
が基準投影角度αrに強く依存することが明らかになっ
ている。
【０１５４】なお、図１９〜２１はそれぞれ焦点Ｆの１
回転（３６０°）を示している。
回転（３６０°）を示している。
【０１５５】傾斜したガントリの事例の場合も、例えば
スパイラル軌道Ｈの上昇量から式（２１）に基づいて式
（１０）から得られる傾斜角度の最大値の与えられた絶
対値|δmax|に関して、傾斜角度γ´の最適値を、誤り
規範（例えば、スパイラルセグメントの全ての点と像平
面とのｚ方向に測定した間隔の最小平均値）が満足され
るように求めることができる。
スパイラル軌道Ｈの上昇量から式（２１）に基づいて式
（１０）から得られる傾斜角度の最大値の与えられた絶
対値|δmax|に関して、傾斜角度γ´の最適値を、誤り
規範（例えば、スパイラルセグメントの全ての点と像平
面とのｚ方向に測定した間隔の最小平均値）が満足され
るように求めることができる。
【０１５６】要約すると、スパイラル軌道が最小長さα
Scan≧πの重なるスパイラルセグメントに分割され、こ
の各スパイラルセグメントに対して１つのブックレット
Ｎti ltを２倍に傾斜させたページが求められ、そのペー
ジが１つのブックレットに合成される。すなわち、１つ
のブックレットには一義的に、基準投影角度αrによっ
て表される中心を有する１つのスパイラルセグメントが
属する。各スパイラルセグメントに対して、ページが異
なった像傾斜のＮtiltおよび場合によっては異なったス
パイラル回転について単一のオリエンテーションを持つ
所望の目標像平面に既に述べたように（例えば重み付け
法によって）リフォーマッティングされる。
Scan≧πの重なるスパイラルセグメントに分割され、こ
の各スパイラルセグメントに対して１つのブックレット
Ｎti ltを２倍に傾斜させたページが求められ、そのペー
ジが１つのブックレットに合成される。すなわち、１つ
のブックレットには一義的に、基準投影角度αrによっ
て表される中心を有する１つのスパイラルセグメントが
属する。各スパイラルセグメントに対して、ページが異
なった像傾斜のＮtiltおよび場合によっては異なったス
パイラル回転について単一のオリエンテーションを持つ
所望の目標像平面に既に述べたように（例えば重み付け
法によって）リフォーマッティングされる。
【０１５７】図２２には、時間ｔに亘って、従ってガン
トリの回転速度が一定であるために投影角度αに亘っ
て、検出器行について個々のスパイラルセグメント（そ
の内の１つにＳＳが付されている）に対応するブックレ
ットのページ位置がｚ方向に示され、ＥＣＧを付された
心電図信号の時間的経過が示されている。なお、ページ
は時間ｔ軸に平行に延びる直線の積み重ねとして示され
ている。
トリの回転速度が一定であるために投影角度αに亘っ
て、検出器行について個々のスパイラルセグメント（そ
の内の１つにＳＳが付されている）に対応するブックレ
ットのページ位置がｚ方向に示され、ＥＣＧを付された
心電図信号の時間的経過が示されている。なお、ページ
は時間ｔ軸に平行に延びる直線の積み重ねとして示され
ている。
【０１５８】心電図のＲを付された２つの連続するＲ波
によって限定された心周期の周期継続時間は図２２では
ＴPを付されている。心周期の一般的に撮像に適してい
ない運動相はそれぞれのＲ波の範囲内に位置し、図２２
では点点「・・」で示されている。
によって限定された心周期の周期継続時間は図２２では
ＴPを付されている。心周期の一般的に撮像に適してい
ない運動相はそれぞれのＲ波の範囲内に位置し、図２２
では点点「・・」で示されている。
【０１５９】患者Ｐの連続走査に対して平行に心電図が
示されているので、心電図の時間位置とブックレットの
基準投影角度αrとの一義的な関係付けが与えられる。
図２２においては、ＳＳを付されたスパイラルセグメン
トに対して、基準投影角度α rが破線で示されている。
それによって、本発明による方法の心電図に基づく第１
作動方式を示す図２２に従って明らかになるように、本
発明による方法の心電図に基づく第１作動方式により、
上述した像再構成および像リフォーマッティングに、心
臓動作に関して時相正しく選定されたブックレットのみ
を含ませることが可能である。所望の心時相（ｃａｒｄ
ｉａｃ ｐｈａｓｅ；心拍位相とも呼ばれている）はＨ
Ｐを付され、先行のＲ波に対してＴrずらされており、
図２２に示された状況の場合には基準投影角度に一致し
ている。
示されているので、心電図の時間位置とブックレットの
基準投影角度αrとの一義的な関係付けが与えられる。
図２２においては、ＳＳを付されたスパイラルセグメン
トに対して、基準投影角度α rが破線で示されている。
それによって、本発明による方法の心電図に基づく第１
作動方式を示す図２２に従って明らかになるように、本
発明による方法の心電図に基づく第１作動方式により、
上述した像再構成および像リフォーマッティングに、心
臓動作に関して時相正しく選定されたブックレットのみ
を含ませることが可能である。所望の心時相（ｃａｒｄ
ｉａｃ ｐｈａｓｅ；心拍位相とも呼ばれている）はＨ
Ｐを付され、先行のＲ波に対してＴrずらされており、
図２２に示された状況の場合には基準投影角度に一致し
ている。
【０１６０】心電図に基づく第１作動方式で達成可能な
時間分解能Δｔは少なくとも数４４で示された大きさで
ある。但し、数４４において、ＴrotはＣＴ装置の回転
時間すなわちガントリが１回転するのに要する時間であ
る。
時間分解能Δｔは少なくとも数４４で示された大きさで
ある。但し、数４４において、ＴrotはＣＴ装置の回転
時間すなわちガントリが１回転するのに要する時間であ
る。
【０１６１】
【数４４】
【０１６２】検査対象物の関心領域の無間隙の走査のた
めに、場合によってはスパイラル軌道の上昇量が理論的
に制限される必要がある。それにも拘らずスパイラル軌
道の十分に大きい上昇量を可能にするために、次のこと
が可能である。 （ａ）選定された心時相に直接隣接し心臓の休止相に時
間的に属するブックレットがリフォーマッティングのた
めに同様に利用される。これによって、心周期毎に再構
成された目標ボリュームが拡大される。 （ｂ）最大傾斜角度δmaxを持つページが高い補間値を
用いてリフォーマッティングされる。 （ｃ）極めて小さな心拍数（例えば心臓の期外収縮）の
際、大きすぎるスパイラル送りのためにリフォーマッテ
ィングされない層が補間法によって算出される。
めに、場合によってはスパイラル軌道の上昇量が理論的
に制限される必要がある。それにも拘らずスパイラル軌
道の十分に大きい上昇量を可能にするために、次のこと
が可能である。 （ａ）選定された心時相に直接隣接し心臓の休止相に時
間的に属するブックレットがリフォーマッティングのた
めに同様に利用される。これによって、心周期毎に再構
成された目標ボリュームが拡大される。 （ｂ）最大傾斜角度δmaxを持つページが高い補間値を
用いてリフォーマッティングされる。 （ｃ）極めて小さな心拍数（例えば心臓の期外収縮）の
際、大きすぎるスパイラル送りのためにリフォーマッテ
ィングされない層が補間法によって算出される。
【０１６３】時間分解能を高めるために、本発明による
方法の心電図に基づく第２作動方式においては、ページ
が、多数の心周期（特に直接的に連続する多数の心周
期）から生ずる出力データから構成された１つのスパイ
ラルセグメントに基づいて再構成されるか又はリフォー
マッティングされる。このために、再構成に必要である
長さαScanのスパイラルセグメントが相補的に補い合う
多数のサブセグメントに分割される。サブセグメントは
相補的に補い合ってスパイラルセグメントを形成する。
方法の心電図に基づく第２作動方式においては、ページ
が、多数の心周期（特に直接的に連続する多数の心周
期）から生ずる出力データから構成された１つのスパイ
ラルセグメントに基づいて再構成されるか又はリフォー
マッティングされる。このために、再構成に必要である
長さαScanのスパイラルセグメントが相補的に補い合う
多数のサブセグメントに分割される。サブセグメントは
相補的に補い合ってスパイラルセグメントを形成する。
【０１６４】この分割は以下において図２２に類似した
図２３，２４を参照して、スパイラルセグメントがそれ
ぞれ２つのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２に分割される
場合について説明される。なお、３つ以上のサブセグメ
ントへの分割も可能である。
図２３，２４を参照して、スパイラルセグメントがそれ
ぞれ２つのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２に分割される
場合について説明される。なお、３つ以上のサブセグメ
ントへの分割も可能である。
【０１６５】心電図に基づく第１作動方式において、図
２３によれば、同じ長さαScan／２を持つ２つのサブセ
グメントへの分割が行われている。
２３によれば、同じ長さαScan／２を持つ２つのサブセ
グメントへの分割が行われている。
【０１６６】２つの使用された心周期の内の第１の心周
期において、長さαScan／２のサブセグメントＵＳ１が
ＨＰで示された所望の心時相に対して同時相に決定され
る。第１の心周期に連続する第２の心周期において、長
さαScan／２のサブセグメントＵＳ２が決定され、この
サブセグメントＵＳ２はサブセグメントＵＳ１を相補的
に補って長さαScanの１つのデータインターバルすなわ
ち１つのスパイラルセグメントを形成し、第２の心周期
の所望の心時相ＨＰに対して僅かな時間間隔を有してい
る。
期において、長さαScan／２のサブセグメントＵＳ１が
ＨＰで示された所望の心時相に対して同時相に決定され
る。第１の心周期に連続する第２の心周期において、長
さαScan／２のサブセグメントＵＳ２が決定され、この
サブセグメントＵＳ２はサブセグメントＵＳ１を相補的
に補って長さαScanの１つのデータインターバルすなわ
ち１つのスパイラルセグメントを形成し、第２の心周期
の所望の心時相ＨＰに対して僅かな時間間隔を有してい
る。
【０１６７】各心周期はいわゆる２つの連続する部分ボ
リュームの構築に関与するが、対応する部分ボリューム
の時間位置は一般的に異なっているので、心周期毎に２
つのブックレットが決定される必要がある。それぞれの
像ボリュームを構築するために、データセグメントに属
するブックレットが上述のように再構成されかつリフォ
ーマッティングされ、引続いて層毎に加算されて完全な
ＣＴ像を形成する。
リュームの構築に関与するが、対応する部分ボリューム
の時間位置は一般的に異なっているので、心周期毎に２
つのブックレットが決定される必要がある。それぞれの
像ボリュームを構築するために、データセグメントに属
するブックレットが上述のように再構成されかつリフォ
ーマッティングされ、引続いて層毎に加算されて完全な
ＣＴ像を形成する。
【０１６８】時間分解能Δｔは局部的な心拍数に関係
し、２つのファンが正確に同時相の状態である最も好ま
しい場合には数４５で表される大きさになり、最も好ま
しくない場合には数４６で表される大きさになる。
し、２つのファンが正確に同時相の状態である最も好ま
しい場合には数４５で表される大きさになり、最も好ま
しくない場合には数４６で表される大きさになる。
【０１６９】
【数４５】
【０１７０】
【数４６】
【０１７１】"局部的な心拍数"とは、検査期間中に場合
によっては変動する患者の心拍数を考慮して、その都度
考察される出力データを取得する際に存在した心拍数で
ある。局部的な心拍数は、この局部的な心拍数が考察し
た出力データの取得時点での心周期の周期継続時間から
得られるので、心電図信号から容易に取出すことができ
る。
によっては変動する患者の心拍数を考慮して、その都度
考察される出力データを取得する際に存在した心拍数で
ある。局部的な心拍数は、この局部的な心拍数が考察し
た出力データの取得時点での心周期の周期継続時間から
得られるので、心電図信号から容易に取出すことができ
る。
【０１７２】分割と心電図とに基づく２つの作動方式の
内の第２作動方式において、図２４によれば、異なった
長さを持つ２つのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２への分
割が行われている。
内の第２作動方式において、図２４によれば、異なった
長さを持つ２つのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２への分
割が行われている。
【０１７３】サブセグメントＵＳ１，ＵＳ２は、これら
が相補的に補い合って長さαScanの１つのスパイラルセ
グメントを形成し、それらの時間位置が連続する心周期
において所望の心時相ＨＰと正確に同時相にすなわち対
称的であるように決定される。それによって通常は異な
った長さｔ1，ｔ2を持つサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２
が生じる。
が相補的に補い合って長さαScanの１つのスパイラルセ
グメントを形成し、それらの時間位置が連続する心周期
において所望の心時相ＨＰと正確に同時相にすなわち対
称的であるように決定される。それによって通常は異な
った長さｔ1，ｔ2を持つサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２
が生じる。
【０１７４】ここでも同様に１つの部分ボリュームを構
築するために２つづつの心周期が必要とされる。第ｉ番
目の部分ボリュームのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２の
長さは基準となるサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２の時点
での局部的な心拍数に一般的に関係し、従って添え字ｉ
に関係するので、各心周期において異なったセグメント
長さを持つ２つのブックレットを算出することが必要で
ある。
築するために２つづつの心周期が必要とされる。第ｉ番
目の部分ボリュームのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２の
長さは基準となるサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２の時点
での局部的な心拍数に一般的に関係し、従って添え字ｉ
に関係するので、各心周期において異なったセグメント
長さを持つ２つのブックレットを算出することが必要で
ある。
【０１７５】各心周期は上述のように２つの連続する部
分ボリュームの構築に関与する。それぞれの部分ボリュ
ームを構築するために、スパイラルセグメントに属する
ブックレットが再構成されかつリフォーマッティングさ
れ、引続いて層毎に加算されて完全なＣＴ像を形成す
る。
分ボリュームの構築に関与する。それぞれの部分ボリュ
ームを構築するために、スパイラルセグメントに属する
ブックレットが再構成されかつリフォーマッティングさ
れ、引続いて層毎に加算されて完全なＣＴ像を形成す
る。
【０１７６】時間分解能Δｔは局部的な心拍数に関係
し、２つのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２の長さが同じ
である最も好ましい場合には数４７で表される大きさに
なり、２つのサブセグメントの内の１つのサブセグメン
トの長さがゼロである最も好ましくない場合には数４８
で表される大きさになり、それゆえ図２２による作動方
式に対する限界が生じる。
し、２つのサブセグメントＵＳ１，ＵＳ２の長さが同じ
である最も好ましい場合には数４７で表される大きさに
なり、２つのサブセグメントの内の１つのサブセグメン
トの長さがゼロである最も好ましくない場合には数４８
で表される大きさになり、それゆえ図２２による作動方
式に対する限界が生じる。
【０１７７】
【数４７】
【０１７８】
【数４８】
【０１７９】心電図においてその都度所望された心時相
ＨＰに一致する基準時点は、この基準時点に、所望され
た心時相ＨＰを示し図２３，２４においてＴrを付され
その都度先行するＲ波からの時間間隔が属するように決
定される。時間間隔は心拍数の変動を考慮してその都度
の実際の心周期の周期継続時間の設定可能な一部に相当
している。実際の周期継続時間の代わりに、設定可能な
数の先行する心周期によって求められた周期継続時間を
使用することもできる。
ＨＰに一致する基準時点は、この基準時点に、所望され
た心時相ＨＰを示し図２３，２４においてＴrを付され
その都度先行するＲ波からの時間間隔が属するように決
定される。時間間隔は心拍数の変動を考慮してその都度
の実際の心周期の周期継続時間の設定可能な一部に相当
している。実際の周期継続時間の代わりに、設定可能な
数の先行する心周期によって求められた周期継続時間を
使用することもできる。
【０１８０】Ｘ線放射線源２としてＸ線管が設けられて
いる場合、像形成が行われるべきではない心臓の収縮時
相中に管電流が公知のように低下することによって、患
者に投与された線量が減少する。このために制御ユニッ
ト１８が心電図信号に基づいて発生器ユニット１７をそ
の減少に応じて駆動する。
いる場合、像形成が行われるべきではない心臓の収縮時
相中に管電流が公知のように低下することによって、患
者に投与された線量が減少する。このために制御ユニッ
ト１８が心電図信号に基づいて発生器ユニット１７をそ
の減少に応じて駆動する。
【０１８１】像コンピュータ１１の構成は前述の実施例
の場合には前処理ユニット１２および再構成ユニット１
３がハードウエア構成要素であるように説明されてい
る。これは実際にもそのように構成されている。しか
し、通常は上記構成要素は必要なインタフェースを備え
たユニバーサルコンピュータでランするソフトウエアモ
ジュールによって実現することもできる。ユニバーサル
コンピュータは図３とは異なりその場合には不必要にな
る制御ユニット１８の機能をも引受けることができる。
の場合には前処理ユニット１２および再構成ユニット１
３がハードウエア構成要素であるように説明されてい
る。これは実際にもそのように構成されている。しか
し、通常は上記構成要素は必要なインタフェースを備え
たユニバーサルコンピュータでランするソフトウエアモ
ジュールによって実現することもできる。ユニバーサル
コンピュータは図３とは異なりその場合には不必要にな
る制御ユニット１８の機能をも引受けることができる。
【０１８２】上述した実施例の場合のＣＴ装置は、ｚ方
向に測定した幅が同じ大きさであり例えば１ｍｍの大き
さである行を備えた検出器アレイ５を有している。それ
とは異なり、本発明の枠内においては、異なった幅の複
数の行を有する検出器アレイを設けることもできる。例
えば、２つの内側の行がそれぞれ１ｍｍの幅を有し、そ
れらの両側に位置するそれぞれ１つの行が２ｍｍの幅を
有していてもよい。
向に測定した幅が同じ大きさであり例えば１ｍｍの大き
さである行を備えた検出器アレイ５を有している。それ
とは異なり、本発明の枠内においては、異なった幅の複
数の行を有する検出器アレイを設けることもできる。例
えば、２つの内側の行がそれぞれ１ｍｍの幅を有し、そ
れらの両側に位置するそれぞれ１つの行が２ｍｍの幅を
有していてもよい。
【０１８３】上述した実施例の場合、測定ユニット１と
寝台装置９との間の相対運動は、寝台装置９が移動され
ることによって発生される。しかしながら、本発明の枠
内においては、寝台装置９が位置固定され、その代わり
に測定ユニット１が移動されるようにすることも可能で
ある。さらに、本発明の枠内においては、必要な相対運
動が測定ユニット１ならびに寝台装置９の移動によって
発生されるようにすることも可能である。
寝台装置９との間の相対運動は、寝台装置９が移動され
ることによって発生される。しかしながら、本発明の枠
内においては、寝台装置９が位置固定され、その代わり
に測定ユニット１が移動されるようにすることも可能で
ある。さらに、本発明の枠内においては、必要な相対運
動が測定ユニット１ならびに寝台装置９の移動によって
発生されるようにすることも可能である。
【０１８４】前述した実施例に関連して、Ｘ線放射線源
と検出器アレイとが撮像中に共通にシステム軸線の周り
を移動させられる第３世代のＣＴ装置が使用されてい
る。しかし、本発明は、Ｘ線放射線源のみがシステム軸
線の周りを移動させられ、検出器アレイが検出器要素の
ファン形アレイである場合には位置固定された検出器リ
ングと協働する第４世代のＣＴ装置に関連して使用する
こともできる。
と検出器アレイとが撮像中に共通にシステム軸線の周り
を移動させられる第３世代のＣＴ装置が使用されてい
る。しかし、本発明は、Ｘ線放射線源のみがシステム軸
線の周りを移動させられ、検出器アレイが検出器要素の
ファン形アレイである場合には位置固定された検出器リ
ングと協働する第４世代のＣＴ装置に関連して使用する
こともできる。
【０１８５】Ｘ線が１つの焦点からだけでなくシステム
軸線の周りを移動させられる１つ又は複数のＸ線放射線
源の複数の焦点から出る第５世代のＣＴ装置において
も、本発明による方法は検出器アレイが検出器要素のフ
ァン形アレイを有する場合には使用できる。
軸線の周りを移動させられる１つ又は複数のＸ線放射線
源の複数の焦点から出る第５世代のＣＴ装置において
も、本発明による方法は検出器アレイが検出器要素のフ
ァン形アレイを有する場合には使用できる。
【０１８６】前述した実施例に関連して使用されたＣＴ
装置は正方形のマトリックスの形に配置された検出器要
素を備えた検出器アレイを有している。しかし、本発明
は、検出器アレイがファン形アレイとは異なった形で配
置された検出器要素を有するＣＴ装置に関連しても使用
できる。
装置は正方形のマトリックスの形に配置された検出器要
素を備えた検出器アレイを有している。しかし、本発明
は、検出器アレイがファン形アレイとは異なった形で配
置された検出器要素を有するＣＴ装置に関連しても使用
できる。
【０１８７】本発明は心臓の検査に適するだけでなく、
（例えば患者の呼吸動作によって）周期的に運動する他
の部位の検査にも適し、周期的な運動を検出するために
適切なセンサが設けられる。
（例えば患者の呼吸動作によって）周期的に運動する他
の部位の検査にも適し、周期的な運動を検出するために
適切なセンサが設けられる。
【０１８８】上述した実施例は本発明による方法の医用
用途に関する。しかしながら、本発明は医用以外にも適
用可能である。
用途に関する。しかしながら、本発明は医用以外にも適
用可能である。
【図１】従来技術に基づく方法のジオメトリを示す概略
図
図
【図２】従来技術に基づく方法のジオメトリを示す概略
図
図
【図３】本発明による方法に基づいて動作する本発明に
よるＣＴ装置の一部をブロック図で示した概略図
よるＣＴ装置の一部をブロック図で示した概略図
【図４】本発明による方法に基づいて動作する本発明に
よるＣＴ装置の一部をブロック図で示した概略図
よるＣＴ装置の一部をブロック図で示した概略図
【図５】本発明に基づく方法のジオメトリを示す、図１
および図２と同様の概略図
および図２と同様の概略図
【図６】半径Ｒfに投影角度αのｓｉｎ関数を乗じた値
Ｒf×ｓｉｎαを横軸にして、１つのスパイラルセグメ
ントの全ての点と種々の傾斜角度γの像平面との、検出
器アレイの１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の方向に測定さ
れた間隔を縦軸にして、傾斜角度δ＝０で示した図
Ｒf×ｓｉｎαを横軸にして、１つのスパイラルセグメ
ントの全ての点と種々の傾斜角度γの像平面との、検出
器アレイの１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の方向に測定さ
れた間隔を縦軸にして、傾斜角度δ＝０で示した図
【図７】商γ／γ0を横軸にして、スパイラルセグメン
トの全ての点と像平面とのｚ軸の方向に測定された間隔
の二乗平均値の、１つの検出器行の幅Ｓに関する平方根
を縦軸にして示した図
トの全ての点と像平面とのｚ軸の方向に測定された間隔
の二乗平均値の、１つの検出器行の幅Ｓに関する平方根
を縦軸にして示した図
【図８】半径Ｒfに投影角度αのｓｉｎ関数を乗じた値
Ｒf×ｓｉｎαを横軸にして、１つのスパイラルセグメ
ントの全ての点とこのスパイラルセグメントに属する２
つの像の−δmax，＋δmax，γmaxだけ傾斜した像平面
との、検出器要素の１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の方向
に測定された間隔を縦軸にして示す図
Ｒf×ｓｉｎαを横軸にして、１つのスパイラルセグメ
ントの全ての点とこのスパイラルセグメントに属する２
つの像の−δmax，＋δmax，γmaxだけ傾斜した像平面
との、検出器要素の１つの行の幅Ｓに関してｚ軸の方向
に測定された間隔を縦軸にして示す図
【図９】１つのスパイラルセグメントに属する像平面の
斜視図
斜視図
【図１０】１つのスパイラルセグメントに属する像平面
の、図９とは異なる角度から見た斜視図
の、図９とは異なる角度から見た斜視図
【図１１】Ｍ＝１２，ｐ＝８の仮想検出器を用いた従来
技術に基づくＣＴ装置の検出器、従って線量利用率を示
す図
技術に基づくＣＴ装置の検出器、従って線量利用率を示
す図
【図１２】Ｍ＝１２，ｐ＝８の仮想検出器を用いた本発
明に基づくＣＴ装置の検出器、従って線量利用率を示す
図
明に基づくＣＴ装置の検出器、従って線量利用率を示す
図
【図１３】Ｍ＝１２，ｐ＝１２の仮想検出器を用いた本
発明に基づくＣＴ装置の検出器、従って線量利用率を示
す図
発明に基づくＣＴ装置の検出器、従って線量利用率を示
す図
【図１４】Ｍ＝１２についてピッチｐの関数としての最
大傾斜角度δmaxを示す図
大傾斜角度δmaxを示す図
【図１５】Ｔrot＝０．５ｓについてピッチの関数とし
ての、任意のｚ位置に対してカバーした時間インターバ
ルを示す図
ての、任意のｚ位置に対してカバーした時間インターバ
ルを示す図
【図１６】同じ基準投影角度αrすなわち同じ心周期か
ら得られたＭ＝１２，ｐ＝３の像の像平面を示す図
ら得られたＭ＝１２，ｐ＝３の像の像平面を示す図
【図１７】ガントリがシステム軸線に対して傾斜してい
る作動状態における本発明によるＣＴ装置を図４と同様
に示す図
る作動状態における本発明によるＣＴ装置を図４と同様
に示す図
【図１８】図１７に示されたガントリがシステム軸線に
対して傾斜している作動状態のための本発明によるＣＴ
装置のジオメトリを図１と同様に示す図
対して傾斜している作動状態のための本発明によるＣＴ
装置のジオメトリを図１と同様に示す図
【図１９】ガントリが傾斜した場合に基準投影角度αr
を横軸にして、傾斜角度γ´を縦軸にして、Ｍ＝１６，
ｐ＝１６，ガントリ角度ρ＝３０°で示す図
を横軸にして、傾斜角度γ´を縦軸にして、Ｍ＝１６，
ｐ＝１６，ガントリ角度ρ＝３０°で示す図
【図２０】ガントリが傾斜した場合に基準投影角度αr
を横軸にして、最大傾斜角度δmaxを縦軸にして、Ｍ＝
１６，ｐ＝１６，ガントリ角度ρ＝３０°，±ＲＦＯＶ
で示す図
を横軸にして、最大傾斜角度δmaxを縦軸にして、Ｍ＝
１６，ｐ＝１６，ガントリ角度ρ＝３０°，±ＲＦＯＶ
で示す図
【図２１】従来技術に基づくＣＴ装置を図１９と同様に
示す図
示す図
【図２２】心電図の記録と一緒に行われるデータ取得を
示す図
示す図
【図２３】心電図の記録と一緒に行われるデータ取得を
示す図
示す図
【図２４】心電図の記録と一緒に行われるデータ取得を
示す図
示す図
１ 測定装置
２ Ｘ線放射線源
３ 放射線絞り
４ 検出器要素
５ 検出器アレイ
６ 放射線絞り
７ 回転枠、ガントリ
８ 縁部放射線
９ 寝台装置
１０ シーケンサ
１１ 像コンピュータ
１２ 前処理ユニット
１３ 再構成ユニット
１４ メモリ
１６ モニタ
１７ 発生器ユニット
１８ 制御ユニット
１９ キーボード
２０ マウス
２１ 心電図装置
２２ 電極
Ｐ 患者
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 ボニファチウスシュトラーセ ６
(72)発明者 ベルント オーネゾルゲ
ドイツ連邦共和国 91054 エルランゲン
ユングシュトラーセ 12
(72)発明者 シュテファン シャラー
ドイツ連邦共和国 90762 フュルト ニ
ュルンベルガー シュトラーセ ３
(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 AA22 BA10 CA01 CA37 DA02
DA03 EB17 EC42 EC47 FA15
FA33 FA44 FA47 FE01 FE30
Claims (48)
- 【請求項１】 ａ）焦点から出た円錐状の放射線束とこ
の放射線束を検出するマトリックス状の検出器アレイと
を用いて対象物を走査するために、焦点がシステム軸線
を中心とするスパイラル軌道上を対象物に対して相対的
に移動し、検出器アレイが受信した放射線に相応する出
力データを出力し、 ｂ）周期的な運動を行う対象物範囲を撮像するために、
走査中に、周期的な運動の時間的経過を再生する信号が
取得され、 ｃ）１つのスパイラルセグメント上での焦点の移動中に
その都度出力された出力データから、傾斜した像平面を
持つ像が再構成され、像平面が、システム軸線に直角に
交差する第１の軸を中心にしてシステム軸線に対して傾
斜角度γで交差しかつ第１の軸とシステム軸線とに直角
に交差する第２の軸を中心にしてシステム軸線に対して
傾斜角度δで交差し、直接的に連続するスパイラルセグ
メントが互いにゼロより大きいか又はゼロに等しい重な
り角度で重なり、スパイラルセグメントが、周期的な運
動の時間的経過を再生する信号を考慮して、周期的な運
動の撮像すべき時相に一致するように選定されることを
特徴とするコンピュータトモグラフィ方法。 - 【請求項２】 傾斜した像平面を持つ像が、周期的な運
動の単一のサイクルから生じる１つのスパイラルセグメ
ントに属する出力データから再構成されることを特徴と
する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 傾斜した像平面を持つ像が、周期的な運
動の複数のサイクルから生じる出力データから構成され
ている１つのスパイラルセグメントから再構成されるこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 スパイラルセグメントを構成する出力デ
ータが周期的な運動の直接的に連続するサイクルから生
じることを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 スパイラルセグメントを構成する出力デ
ータが同じ長さのサブセグメントから生じることを特徴
とする請求項３又は４記載の方法。 - 【請求項６】 スパイラルセグメントを構成する出力デ
ータが異なった長さのサブセグメントから生じ、各サブ
セグメントが周期的な運動の基準時点に関して対称に配
置されていることを特徴とする請求項３又は４記載の方
法。 - 【請求項７】 基準時点が、周期的な運動の１つの周期
の開始後の、周期的な運動の周期継続時間の設定可能な
一部に相当するそれぞれ１つの時間インターバルである
ことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 基準時点が、周期的な運動の１つの周期
の開始後の、周期的な運動の平均周期継続時間の設定可
能な一部に相当するそれぞれ１つの時間インターバルで
あることを特徴とする請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 数ｎimaの連続するスパイラルセグメン
トに対して、傾斜した像平面を持つ像が再構成され、像
平面が同じｚ位置ｚimaを有し、直接的に連続するスパ
イラルセグメントが最高でも１８０°互いにずらされ長
さ［−αmax，＋αmax］の全セグメントを形成し、α
max＝Ｍπ／ｐ（Ｍ：検出器行の数）が適用されること
を特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。 - 【請求項１０】 各スパイラルセグメントが（１８０°
＋円錐角度）の長さを有し、各スパイラルセグメントに
対して、傾斜した像平面を持つ像が数ｎimaの傾斜した
像平面に関して再構成され、像平面が異なったｚ位置ｚ
imaを有することを特徴とする請求項１乃至８の１つに
記載の方法。 - 【請求項１１】 複数の傾斜した像平面がスパイラルに
対して接線として延びる１つの直線で交差することを特
徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 １つのスパイラルセグメントに属する
傾斜した像平面の傾斜角度δの極値＋δmaxおよび−δ
maxに数１が適用される 【数１】 （但し、γ0は傾斜角度δ＝０に対して数２で求められ
た傾斜角度γの値である） 【数２】 ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の方法。 - 【請求項１３】 焦点がシステム軸線の周りを回転軸線
を中心にして回転し、回転軸線がシステム軸線に一致し
ていることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載
の方法。 - 【請求項１４】 焦点がシステム軸線の周りを回転軸線
を中心にして回転し、回転軸線がシステム軸線にガント
リ角度ρで交差し、選定されるべき傾斜角度γ´に数３
が適用される 【数３】 ことを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の方
法。 - 【請求項１５】 傾斜角度δの最大値の与えられた絶対
値|δmax|に対して、傾斜角度γの最適値γminが、誤り
規範が満足されるように求められることを特徴とする請
求項１２乃至１４の１つに記載の方法。 - 【請求項１６】 各スパイラルセグメントに対して、傾
斜した像平面を持つ像が数ｎimaの傾斜した像平面に関
して作成され、傾斜した像平面の数ｎimaに数４が適用
される 【数４】 ことを特徴とする請求項１０乃至１５の１つに記載の方
法。 - 【請求項１７】 傾斜した像平面の傾斜角度δが数５に
基づいて求められる 【数５】 ことを特徴とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 傾斜した像平面を持つ複数の像が合成
されることによって、システム軸線に直角に交差する横
断面層の横断面断層像が作成されることを特徴とする請
求項１乃至１７の１つに記載の方法。 - 【請求項１９】 傾斜した像平面を持つ複数の像を１つ
の横断面断層像に合成することが補間によって行われる
ことを特徴とする請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 傾斜した像平面を持つ複数の像を１つ
の横断面断層像に合成することが平均値形成によって行
われることを特徴とする請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】 傾斜した像平面を持つ複数の像を１つ
の横断面断層像に合成することが重み付けされた平均値
形成によって行われることを特徴とする請求項２０記載
の方法。 - 【請求項２２】 横断面断層像を作成するために合成さ
れ傾斜した像平面を持つ像の数が、横断面層のその都度
所望された層厚みに応じて選定されることを特徴とする
請求項１８乃至２１の１つに記載の方法。 - 【請求項２３】 傾斜した像平面を持つ像ができるだけ
小さな層厚みで再構成されることを特徴とする請求項２
２記載の方法。 - 【請求項２４】 横断面断層像を作成するために合成さ
れ傾斜した像平面を持つ像の数が数６に基づいて選定さ
れる 【数６】 ことを特徴とする請求項２２又は２３記載の方法。 - 【請求項２５】 円錐状の放射線束を出す焦点を有する
放射線源と、放射線束を検出し受信した放射線に相応す
る出力データを出力するマトリックス状の検出器アレイ
と、放射線源および検出器アレイと対象物との間に相対
運動を発生させる相対運動発生手段と、出力データが供
給されるコンピュータとを備え、 相対運動発生手段が、放射線束と二次元の検出器アレイ
とを用いて対象物を走査するために、システム軸線に対
する焦点の相対運動を、焦点がシステム軸線を中心とす
るスパイラル軌道上をシステム軸線に対して相対的に移
動するように生ぜしめ、 周期的な運動を行う対象物範囲を撮像するために、走査
中に、周期的な運動の時間的経過を再生する信号を取得
する手段が設けられ、 コンピュータが、１つのスパイラルセグメント上での焦
点の移動中にその都度出力された出力データから、傾斜
した像平面を持つ像を再構成し、 像平面が、システム軸線に直角に交差する第１の軸を中
心にしてシステム軸線に対して傾斜角度γで交差し、か
つ第１の軸とシステム軸線とに直角に交差する第２の軸
を中心にしてシステム軸線に対して傾斜角度δで交差
し、 直接的に連続するスパイラルセグメントが互いにゼロよ
り大きいか又はゼロに等しい重なり角度で重なり、 コンピュータが、スパイラルセグメントを、周期的な運
動の時間的経過を再生する信号を考慮して、スパイラル
セグメントが周期的な運動の撮像すべき時相に一致する
ように選定することを特徴とするコンピュータトモグラ
フィ装置。 - 【請求項２６】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ像を、周期的な運動の単一のサイクルから生じる１つ
のスパイラルセグメントに属する出力データから再構成
することを特徴とする請求項２５記載のＣＴ装置。 - 【請求項２７】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ像を、周期的な運動の複数のサイクルから生じる出力
データから構成されている１つのスパイラルセグメント
から再構成することを特徴とする請求項２５記載のＣＴ
装置。 - 【請求項２８】 スパイラルセグメントを構成する出力
データが周期的な運動の直接的に連続するサイクルから
生じることを特徴とする請求項２７記載のＣＴ装置。 - 【請求項２９】 スパイラルセグメントを構成する出力
データが同じ長さのサブセグメントから生じることを特
徴とする請求項２７又は２８記載のＣＴ装置。 - 【請求項３０】 スパイラルセグメントを構成する出力
データが異なった長さのサブセグメントから生じ、各サ
ブセグメントが周期的な運動の基準時点に関して対称に
配置されていることを特徴とする請求項２７又は２８記
載のＣＴ装置。 - 【請求項３１】 基準時点が、周期的な運動の１つの周
期の開始後の、周期的な運動の周期継続時間の設定可能
な一部に相当するそれぞれ１つの時間インターバルであ
ることを特徴とする請求項３０記載のＣＴ装置。 - 【請求項３２】 基準時点が、周期的な運動の１つの周
期の開始後の、周期的な運動の平均周期継続時間の設定
可能な一部に相当するそれぞれ１つの時間インターバル
であることを特徴とする請求項３１記載のＣＴ装置。 - 【請求項３３】 コンピュータが、数ｎimaの連続する
スパイラルセグメントに対して、傾斜した像平面を持つ
像を再構成し、像平面が同じｚ位置ｚimaを有し、直接
的に連続するスパイラルセグメントが最高でも１８０°
互いにずらされ長さ［−αmax，＋αmax］の全セグメン
トを形成し、αmax＝Ｍπ／ｐ（Ｍ：検出器行の数）が
適用されることを特徴とする請求項２５乃至３３の１つ
に記載のＣＴ装置。 - 【請求項３４】 各スパイラルセグメントが（１８０°
＋円錐角度）の長さを有し、コンピュータが、各スパイ
ラルセグメントに対して、傾斜した像平面を持つ像を数
ｎimaの傾斜した像平面に関して再構成し、像平面が異
なったｚ位置ｚimaを有することを特徴とする請求項１
乃至８の１つに記載のＣＴ装置。 - 【請求項３５】 複数の傾斜した像平面がスパイラルに
対して接線として延びる１つの直線で交差することを特
徴とする請求項３４記載のＣＴ装置。 - 【請求項３６】 １つのスパイラルセグメントに属する
傾斜した像平面の傾斜角度δの極値＋δmaxおよび−δ
maxに数７が適用される 【数７】 （但し、γ0は傾斜角度δ＝０に対して数８で求められ
た傾斜角度γの値である） 【数８】 ことを特徴とする請求項３４又は３５記載のＣＴ装置。 - 【請求項３７】 焦点がシステム軸線の周りを回転軸線
を中心にして回転し、回転軸線がシステム軸線に一致し
ていることを特徴とする請求項２５乃至３６の１つに記
載のＣＴ装置。 - 【請求項３８】 焦点がシステム軸線の周りを回転軸線
を中心にして回転し、回転軸線がシステム軸線にガント
リ角度ρで交差し、コンピュータが傾斜角度γ´を数９
により選定する 【数９】 ことを特徴とする請求項２５乃至３６の１つに記載のＣ
Ｔ装置。 - 【請求項３９】 コンピュータが、傾斜角度δの最大値
の与えられた絶対値|δmax|に対して、傾斜角度γの最
適値γminを、誤り規範が満足されるように求めること
を特徴とする請求項３６乃至３８の１つに記載のＣＴ装
置。 - 【請求項４０】 コンピュータが、各スパイラルセグメ
ントに対して、傾斜した像平面を持つ像を数ｎimaの傾
斜した像平面に関して作成し、傾斜した像平面の数ｎ
imaに数１０が適用される 【数１０】 ことを特徴とする請求項３４乃至３９の１つに記載のＣ
Ｔ装置。 - 【請求項４１】 コンピュータが、傾斜した像平面の傾
斜角度δを数１１に基づいて求める 【数１１】 ことを特徴とする請求項４０記載のＣＴ装置。 - 【請求項４２】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ複数の像を合成することによって、システム軸線に直
角に交差する横断面層の横断面断層像を作成することを
特徴とする請求項２５乃至４１の１つに記載のＣＴ装
置。 - 【請求項４３】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ複数の像を１つの横断面断層像に合成することを、補
間によって行うこと特徴とする請求項４２記載のＣＴ装
置。 - 【請求項４４】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ複数の像を１つの横断面断層像に合成することを、平
均値形成によって行うことを特徴とする請求項４３記載
のＣＴ装置。 - 【請求項４５】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ複数の像を１つの横断面断層像に合成することを、重
み付けされた平均値形成によって行うことを特徴とする
請求項４４記載のＣＴ装置。 - 【請求項４６】 コンピュータが、横断面断層像を作成
するために合成され傾斜した像平面を持つ像の数を、横
断面層のその都度所望された層厚みに応じて選定するこ
とを特徴とする請求項４２乃至４５の１つに記載のＣＴ
装置。 - 【請求項４７】 コンピュータが、傾斜した像平面を持
つ像をできるだけ小さな層厚みで再構成することを特徴
とする請求項４６記載のＣＴ装置。 - 【請求項４８】 コンピュータが、横断面断層像を作成
するために合成され傾斜した像平面を持つ像の数を数１
２に基づいて選定する 【数１２】 ことを特徴とする請求項４６又は４７記載のＣＴ装置。
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