JP2004524943A - フィルターを伴ったコンピューター断層撮影システム - Google Patents

Abstract

コンピューター断層撮影システムは、特定の方向における減衰特性を受信すべくアレンジされたデーター加工システムを構成する。個々の減衰特性の代表的なノイズレベルの最小値は同定される。この減衰特性は、前記の代表的なノイズレベルの最小値に依存してフィルター化される。特に達成されるのは、フィルター化された減衰特性は、受信した減衰特性の中で、最大ノイズレベルの最小値を有していることである。

Description

【０００１】
一般に、コンピューター断層撮影システムは、検査すべき物体、特に検査すべき患者の周りを回転可能なＸ線源及びＸ線検出器で構成される。物体は、Ｘ線源に由来するＸ線ビームにより、いくつかの方向から放射される。これらのそれぞれの方向において、Ｘ線検出器は、物体を透過したＸ放射線を受け入れ、それぞれの方向における減衰特性を形成する。この減衰特性は、物体に投射したＸ線の減衰を示し、特に、Ｘ線の通路に沿った特定の方向における物体を通過したＸ線の散乱及びＸ線の吸収に起因している。
【０００２】
本発明は、データー加工システムを構成するコンピューター断層撮影システムに関する。
【０００３】
このようなコンピューター断層撮影システムは、米国特許第５，４１６，８１５号明細書にて知られている。
【０００４】
公知のコンピューター断層撮影システムにおけるデーター加工システムは、減衰特性を形成する投影データーからスライス画像を再構築すべくアレンジされている。この減衰特性は、再構築されたスライス画像における、ストリーク様アーチファクトを回避するため、適応的にフィルターされる。既知のコンピューター断層撮影システムにおける適応的なフィルターは、減衰特性の信号レベルに非依存的に調節される。
【０００５】
本発明の目的は、再構築されたスライス画像における診断的質がさらに向上されたコンピューター断層撮影を供することである。
【０００６】
この目的は、本発明におけるコンピューター断層撮影システムにより達成でき、そのデーター加工システムは：
それぞれの方向における減衰特性を受信し；
個々の減衰特性における最も低いノイズレベルを同定し；かつ
このノイズレベルに依存した減衰特性をフィルターする；
ようにアレンジされている。
【０００７】
本発明におけるコンピューター断層撮影システムに関するデーター加工は、減衰特性において、フィルターされた減衰特性から再構築されたスライス画像へとノイズの伝播を減弱する。特に、再構築されたスライス画像のコントラスト解像度は、このフィルターによって増大する。その結果、再構築されたスライス画像の診断学的質は、若干のコントラストを有する微小部分においても、再構築されたスライス画像の表示において、良好に観察できるべく、向上される。
【０００８】
好ましくは、このフィルターされた減衰特性は、実質的に同等のノイズレベルを有している。これは、例えば、フィルターされた減衰特性が、データー加工システムによって受信した個々の減衰特性における代表的なノイズレベルの最小値と同等なノイズレベルを有することにより、達成されてもよい。
【０００９】
さらに好ましくは、個々の減衰特性における最大ノイズレベルは、個々の減衰特性の代表的なノイズレベルとして使用される。この方法において、フィルターされた減衰特性のすべては、受信した減衰特性において生じる最大ノイズレベルの最小値を有している。スライス画像の再構築において、フィルターされた減衰特性に適用するフィルター化された背景映写（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）などによって、コントラスト解像度は向上する。減衰特性のフィルターは、空間分解能の若干の劣化を招くが、コントラスト解像度は、空間解像度の悪化による量よりも大きく向上する。
【００１０】
有意的に、代表的なノイズレベル、例えば、個々の減衰特性における最大ノイズレベルは、減衰特性における減衰値に由来する。特に、このノイズレベルは、主として、ポワソン様Ｘ線ショットノイズ（Ｐｏｉｓｓｏｎ−ｌｉｋｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｈｏｔ ｎｏｉｓｅ）によって決定される。ノイズのポワソン特性によって、このノイズレベルは、減衰特性における減衰値から決定可能である。この減衰値は、検査される患者などの物体を通過したＸ線強度と、投射したＸ線強度との比率である。実用的において、減衰値に関する正確な値は、減衰特性に関するこの比率の平均化によって得られる。記すべきは、それぞれの特性における減衰値は、それぞれに相対して比較され、実際に投射したＸ線強度に相対した絶対的な減衰レベルは必要ない、ということである。例えば、物体においてそれぞれの位置におけるいくつかの減衰特性に関する減衰値は、スキャノグラムと呼ばれる、減衰特性の取得前に形成される外挿的なＸ線画像に由来してもよい。
【００１１】
本発明はまた、請求項５に定義したコンピューター断層撮影方法にも関する。本発明におけるコンピューター断層撮影方法は、フィルター化によって、再構築されたスライス画像のコントラスト解像度を増加させる。
【００１２】
本発明はさらに、請求項６に記載したコンピュータープログラムにも関する。本発明におけるこのコンピュータープログラムは、コンピューター断層撮影システムのワーキングメモリへと、例えばソフトウェアなどをインストールしてロードされてもよい。従って、このコンピューター断層撮影システムは、請求項５に定義した方法を適用することにより、コントラスト解像度の向上を可能にする。このコンピューター断層撮影システムは、一般に、減衰特性を受信するためにアレンジされていることを記すべきであり、従って、コントラスト解像度を向上させることを目的とした指示書を伴った一般に提供されない減衰を受信するための指示書が必要である。しかしながら、もちろん、完全なソフトウェアがインストールされた場合、減衰特性取得に関する指示書もまた含まれている。
【００１３】
本発明におけるこれら及びその他の面は、この後に述べる実施例に対する参考文及び添付した図面に対する参考文により明らかにされるだろう。
【００１４】
図は、本発明におけるコンピューター装置を、図式的に示している。
【００１５】
Ｘ線源１は、スリット型隔壁１０とともに共動作する。これは、例えば、検査する患者などの物体２を照射するための分散型フラット（ファン型）Ｘ線ビーム３を放射するためである。Ｘ線検出器５は、Ｘ線源１の反対側に配されている。本実施例におけるこのＸ線検出器は、分離された検出セルの列を構成する位置感受性Ｘ線検出器である。この検出セル１１は、例えば、ガス（キセノン）充填された検出器、又は固体状態検出器である。ファン型Ｘ線ビームの厚みは、Ｘ線源とＸ線検出器との間の中間点で計測した場合、一般に１以上１０ｍｍ以下である。患者を横断する放射及びＸ線検出器に投射する強度は、主として、Ｘ線源とＸ線検出器との間のテーブル１２上に配された患者２内部での吸収により決定される。減衰特性は、Ｘ線源１及び支持体１３により患者の周囲にあるＸ線検出器が回転することにより、多数方向に由来する多数の線に沿って測定される。Ｘ線源及びＸ線検出器の組み合わされた回転は、連続的であっても、間欠的であってもよい。さらに、患者は、放射及び回転の間、回転軸に沿って配されてもよい。したがって、Ｘ線検出器は、患者の有意な三次元的容積からデーターを取得する。Ｘ線源及びＸ線検出器の回転可能な組立品に加えて、コンピューター装置は回転可能ではないが、（実質的に）患者の外周全体に沿って延びる検出システムを含めてもよい。一般的に言えば、このＸ線源及びこのＸ線検出器は、患者の周囲を、例えば、３６０°にわたって、完全に一緒に回転される。代替的に、患者の外周全体に沿って延びる検出器システムを使用可能である。この場合、Ｘ線源は、患者の周囲を完全に回転する。さらに、患者の周りに配された環状陽極もまた、Ｘ線源として使用可能である。陽極材料由来のＸ線が生成した電子ビームの投射点は、患者周囲の環状陽極に沿って配される。しかしながら、原則として、患者の周りを１８０°及びファン型ビームのアパチャー角度なる角度を以て回転するファン型ビームを使用することは十分である。
【００１６】
さらに、ファン型ビームに代えて、実質的に広範な拡散性を有するコーン型ビームも適用可能で、好ましくは、検出エレメントとしていくつかの列が配されたマルチアレイＸ線検出器との組み合わせで適用する。これにより、平行したいくつかの減衰特性の取得が可能となる。
【００１７】
フィルターされた減衰特性は、再構成ユニット４に適用される。このユニット４において、既知のエラー源及び妨害の修正の後、検査される患者を介した平面に沿ったスライス画像は、これらフィルターされた減衰特性に由来する。この種の画像は、例えば、検査される患者の横断面を示してもよい。このような画像は、再構築ユニットに接続されたモニター１４上に映し出すことができる。この画像は、デジタル画像マトリクスとして記録されてもよいし、さらなる加工用として、画像加工ユニット１５に適用されてもよい。
【００１８】
本発明における特定のフィルターは、パラメーター的なフィルターカーネル（ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｆｉｌｔｅｒ ｋｅｒｎｅｌ）（１／２ａ、１−ａ、１／２ａ）を有する空間フィルターであり、ここで、重量ａは調節可能である。特に、重量ａは、減衰特性における最大減衰値と、最大減衰における最小値を有する減衰において生じる最大減衰値とを基準にして調節される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明におけるコンピューター装置を、図式的に示している。

Claims (6)

1. 個々の方向における減衰特性を受信し；
   前記個々の減衰特性の代表的ノイズレベルの最小値を同定し；かつ
   前記代表的ノイズレベルの最小値に依存して前記減衰特性をフィルターする；
   ように整えられた、データー加工システムを構成するコンピューター断層システム。
2. 前記データー加工システムは、前記減衰特性をフィルター化するために配されていることを特徴とする請求項１に記載のシステムであって、前記フィルター化された減衰特性は、実質的に前記代表的ノイズレベルの最小値と同等であることを特徴とする、コンピューター断層撮影システム。
3. 前記個々の減衰特性における前記代表的ノイズレベルは、個々の減衰特性におけるノイズレベルの最大値であることを特徴とする請求項１に記載のコンピューター断層撮影システム。
4. 前記データー加工システムは、個々の減衰特性における減衰値からの個々の減衰特性における代表的ノイズレベルに由来すべく配され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ー断層撮影システム。
5. 個々の方向における減衰特性を受信するステップ；
   前記個々の減衰特性の代表的ノイズレベルの最小値を同定するステップ；及び
   前記代表的ノイズレベルの最小値に依存して前記減衰特性をフィルター化するステップ；
   で構成されるコンピューター断層撮影方法。
6. 個々の減衰特性における代表的なノイズレベルの最小値を同定し；かつ
   前記代表的なノイズレベルの最小値に依存して、前記減衰特性をフィルター化する；
   ための指示で構成されるコンピュータープログラム。