JP2004113784A - 周期的に運動する被検体のct画像の形成方法およびこの方法を実施するためのct装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンピュータ断層撮影法において、焦点から出るX線ビームおよび平面構成の検出器アレイにより、周期的に運動する被検体を走査し、定められた運動状態における被検体スライスの吸収値を表す少なくとも1つの断層画像を得るために、検出された出力データをフィルタ処理して逆投影し、逆投影のために、一方では考察ボクセルに対する観察X線の空間距離を重み付ける重み関数が使用され、他方ではその都度表示すべき検査範囲運動状態に対する時間的間隔を表す重み関数が使用される。
【選択図】図6
Description
1.1)少なくとも1つの焦点から出るビーム束と、ビーム束のビームを検出するための複数の分布配置された検出器要素を備えた平面構成の検出器アレイとにより、周期的に運動する被検体を走査するために、少なくとも1つの焦点が、被検体に対して相対的に、被検体の周りを回転する少なくとも1つの焦点軌道上で対向する検出器アレイと共に運動させられ、検出器アレイの検出器要素が被検体透過時のビームの減弱を表す出力データを供給し、
1.2)検出器データおよびそれから生じるデータを運動状態に割り付けるために、同時の運動データが周期的に運動する検査範囲から収集され、
1.3)出力データがフィルタ処理され、
1.4)フィルタ処理された出力データは、スライス厚を有する被検体スライスの少なくとも1つの断層画像を発生させるために3次元に逆投影され、
1.5)各断層画像は、被検体スライスに属するボクセルのビーム束の放射に対する、出力データから得られた吸収値を表わし、
1.6)逆投影のために、一方では、考察ボクセルに対する考察ビームの空間的間隔を重み付けする重み関数がスライス厚の影響を可能にするために使用され、
1.7)逆投影のために、他方では、検査範囲のその都度表示すべき運動状態に対する時間的間隔を表す重み関数が使用される、
ことを提案する。
α 焦点角
β ファン角
q z座標に対応する検出器システムの行インデックス
θ=α+β 平行ファン角
p=RFsin(β) 回転軸線(システム軸線)からの距離に対応する平行座標
RF 焦点軌道の半径
である。
但し、
x,y,z その都度のボクセルの座標、
k 再構成において取り込まれた焦点半回転の回数に対応する整数、
p~ その都度のボクセル(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームの平行座標(なお、p~は数式においてpの上に“〜”を付された符号を表す。以下同じ)、
β~ その都度のボクセル(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームのファン角(なお、β~は数式においてβの上に“〜”を付された符号を表す。以下同じ)、
hZ 発生した断層画像に表示された被検体スライスのスライス厚を決定する重み関数、
d その都度のビームの対応ボクセル(x,y,z)からの距離に等しい、もしくはその都度のビームの対応ボクセル(x,y,z)からの距離に関係する関数、
hphase 運動状態に対する投影P(θ+kπ,β~,q)もしくはP(θ+kπ,p~,q)の時間的間隔tを評価する重み関数
CR(k) 検査範囲の周期的運動状態、特に心周期を決める時間位置
である。
α 焦点角
β ファン角
q z座標に対応する検出器システムの行インデックス
θ=α+β 平行ファン角
p=RFsin(β) 回転軸線(システム軸線)からの距離に対応する平行座標
RF 焦点軌道の半径
である。
x,y,z その都度のボクセルの座標、
k 再構成において取り込まれた焦点半回転の回数に対応する整数、
β~ その都度のボクセル(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームのファン角、
hZ 発生した断層画像に表示された被検体スライスのスライス厚を決定する重み関数、
d その都度のビームの対応ボクセル(x,y,z)からの距離に等しい、もしくはその都度のビームの対応ボクセル(x,y,z)からの距離に関係する関数、
hphase 投影P(θ+kπ,β~,q)もしくはP(θ+kπ,p~,q)の時間的間隔tを運動状態に対して評価する重み関数
CR(k) 被検体の周期的運動状態、とりわけ対応の心周期を決める時間位置
である。なお、β~,p~は数式においてβ,pの上に“〜”を付された符号を表す。この表記は以下においても同じである。
2 X線ビーム源
3 線源側ビーム絞り
4 検出器要素
5 検出器システム
6 検出器側ビーム絞り
7 回転フレーム
8 縁部のX線
9 寝台装置
10 データ処理ユニット
11 画像コンピュータ
12 前処理ユニット
13 断層画像再構成ユニット
14 回転軸線
16 表示ユニット
17 発電機ユニット、
18 制御ユニット
19 制御ユニットのキーボード
20 操作ユニット
21 操作ユニット
22 駆動ユニット
Sx X線
Lx 検出器行
Vx ボクセル
F 焦点
Fx 焦点位置
S スパイラル軌道
Z システム軸線
U 管電圧
α 焦点角
β ファン角
q z座標の行インデックス
θ=α+β 平行ファン角
p=RFsin(β)回転軸線のビーム距離の平行座標
RF 焦点軌道の半径
x,y,z ボクセル
k 再構成に取り込まれた焦点半回転の個数に応じた整数
p~ その都度のボクセルV(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームの平行座標
β~ その都度のボクセルV(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームのファン角
hZ スライス厚を決定する重み関数
d ボクセルのその都度のビームの距離の関数
hphase 運動状態を評価する重み関数
CR(k) 検査範囲の周期的運動状態を定める時間位置
Claims (11)
- 周期的に運動する検査範囲のCT画像を形成するために、
1.1)少なくとも1つの焦点から出るビーム束と、ビーム束のビームを検出するための複数の分布配置された検出器要素を備えた平面構成の検出器アレイとにより、周期的に運動する被検体を走査するために、少なくとも1つの焦点が、被検体に対して相対的に、被検体の周りを回転する少なくとも1つの焦点軌道上で対向する検出器アレイと共に運動させられ、検出器アレイの検出器要素が被検体透過時のビームの減弱を表す出力データを供給し、
1.2)検出器データおよびそれから生じるデータを運動状態に割り付けることを可能にするために、同時の運動データが周期的に運動する検査範囲から収集され、
1.3)出力データがフィルタ処理され、
1.4)フィルタ処理された出力データは、スライス厚を有する被検体スライスの少なくとも1つの断層画像を発生させるために3次元に逆投影され、
1.5)各断層画像は、被検体スライスに属するボクセルのビーム束の放射に対する、出力データから得られた吸収値を表わし、
1.6)逆投影のために、一方では、考察ボクセルに対する考察ビームの空間的間隔を重み付けする重み関数が使用され、
1.7)逆投影のために、他方では、検査範囲のその都度表示すべき運動状態に対する時間的間隔を表す重み関数が使用され、
ことを特徴とする周期的に運動する被検体のCT画像の形成方法。 - 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フィルタ処理が行なわれることを特徴とする請求項1記載の方法。
- フィルタ処理の前に、ファンビームジオメトリにおいてビームP(α,β,q)の形式で得られた出力データが、パラレルビームジオメトリにおいて存在するビームP(θ,β,q)もしくはP(θ,p,q)の形式の平行データへ換算される(但し、
α 焦点角
β ファン角
q z座標に対応する検出器システムの行インデックス
θ=α+β 平行ファン角
p=RFsin(β) 回転軸線(システム軸線)からの距離に対応する平行座標
RF 焦点軌道の半径
である)ことを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 平行データの逆投影は、(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームP(θ+kπ,β~,q)もしくはP(θ+kπ,p~,q)に関する各θ∈[0,π]についての各ボクセル(x,y,z)のための逆投影中に次の総和
x,y,z その都度のボクセルの座標、
k 再構成において取り込まれた焦点半回転の回数に対応する整数、
p~ その都度のボクセル(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームの平行座標(なお、p~は数式においてpの上に“〜”を付された符号を表す。以下同じ)、
β~ その都度のボクセル(x,y,z)の座標(x,y)を通るシステム軸線に沿った投影を有するビームのファン角(なお、β~は数式においてβの上に“〜”を付された符号を表す。以下同じ)、
hZ 発生した断層画像に示された被検体スライスのスライス厚を決定する重み関数、
d その都度のビームの対応ボクセル(x,y,z)からの距離に等しい、もしくはその都度のビームの対応ボクセル(x,y,z)からの距離に関係する関数、
hphase 運動状態に対する投影P(θ+kπ,β~,q)もしくはP(θ+kπ,p~,q)の時間的間隔tを評価する重み関数、
CR(k) 検査範囲の周期的運動状態を決める時間位置
である)ことを特徴とする請求項3記載の方法。 - 逆投影において各考察ボクセルのビームは中央の検出器要素に当たるビームが縁側に当たるビームよりも強く重み付けされることを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の方法。
- 焦点軌道は円形軌道であることを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の方法。
- 焦点軌道は、焦点が円形軌道上でシステム軸線の周りを移動させられ同時にシステム軸線方向への焦点と被検体との間の相対移動が行なわれることによって生じるスパイラル軌道であることを特徴とする請求項1乃至7の1つに記載の方法。
- 検出器アレイにおける検出器要素は行および列に分布配置されてい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。
- 少なくとも1つの焦点から出るビーム束と、ビーム束のビームを検出するための分布配置された複数の検出器要素を備えた平面構成の検出器アレイとを有し、周期的に運動する被検体を走査するためのCT装置において、少なくとも1つの焦点が被検体に対して相対的に被検体の周りを回転する少なくとも1つの焦点軌道上で対向する検出器アレイとともに移動させられ、少なくとも、請求項1乃至9の1つによる被検体の運動状態の検出、検出器データの収集、フィルタ処理および逆投影を行うための手段が設けられていることを特徴とするCT装置。
- 前記機能手段は少なくとも部分的にプログラムもしくはプログラムモジュールによって実現されていることを特徴とする請求項10記載のCT装置。
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