JP2005111269A - 動的ヘリカル・スキャンによる画像形成の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査型ＣＴイメージング・システムでのヘリカル・スキャンにおいて、テーブル移動の加速／減速中のデータ取得及び再構成を可能にする。
【解決手段】対象の画像（２２）を形成する方法は、走査型イメージング・システムを用いて、移動式テーブルに載置されている対象（４６）を動的に螺旋走査する工程を含んでいる。走査中に、対象の投影ビューを対応するテーブル位置と共に取得して（１０８）記憶する。対象の画像の再構成のための平面を選択する（１１４）。記憶されているテーブル位置を用いて（１１６）、記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定し、これらの幾何学的変数を用いて、記憶されている投影ビューにフィルタ補正（１１８）及び逆投影を施して、再構成平面での対象の画像を再構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般的には、走査型イメージング・システムに関し、さらに具体的には、物体又は人体の走査中に可変の速度で移動することが可能なテーブルを有する走査型イメージング・システムによる画像の形成に関する。

公知の走査型計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムでは、走査中にヘリカル・スキャン（螺旋走査）のピッチを変化させることができない。代わりに、螺旋ピッチ（すなわちテーブル速度）はＣＴ走査中に一定に保たれる。テーブル速度を一定にするために、テーブルは所望の開始位置から一定の距離で離隔して配置され、所望の速度まで加速される。加速中にはＸ線ビームはオンにされずデータは取得されない。テーブルが所望の速度に達して開始位置を通過したら、ビームをオンにしてデータ取得を開始する。
米国特許第６６００８０２号 米国特許第６５９７８０３号

走査型ＣＴイメージング・システムの速度が高速化し性能が高まるにつれて臨床応用が拡がっている。心臓及び灌流の分野での幾つかの新たな臨床応用では、走査型ＣＴイメージング・システムが走査中にピッチを変化させる必要がある。例えば、典型的な頭部灌流では、患者の体軸（すなわちイメージング・システムのｚ軸であり、通常は患者の頭部から爪先に向かう軸に対応する）に沿って４ｃｍ−８ｃｍの撮像範囲が必要とされる。公知のマルチ・スライスＣＴイメージング・システムは、任意の所与の瞬間には２ｃｍ範囲しか撮像することができない。このため、走査中に患者テーブルを前後に移動させて灌流器官全体を撮像範囲とするシャトル・モード（shuttle mode）で灌流データを取得できると有利である。このようなシャトル・モードでは、テーブル移動の速度上昇期間及び速度下降期間にデータ取得及び再構成を行なう必要がある。公知の走査型ＣＴイメージング・システムはこの能力を提供していない。

従って、本発明の幾つかの構成は、対象の画像を形成する方法を提供する。この方法は、走査型イメージング・システムを用いて移動式テーブルに載置されている対象を動的に螺旋走査する工程を含んでいる。走査中に、対象の投影ビューを取得して、対応するテーブル位置と共に記憶する。対象の画像の再構成のための平面を選択する。記憶されているテーブル位置を用いて、記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定し、これらの幾何学的変数を用いて、記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施して再構成平面での対象の画像を再構成する。

本発明の他の幾つかの構成は、対象の画像を形成する方法を提供し、この方法は、走査型イメージング・システムを用いて移動式テーブルに載置されている対象を動的に螺旋走査する工程と、対象の投影ビュー、及び取得された投影ビューの一部のみについて対応する決定された又は推定されたテーブル位置を取得して記憶する工程とを含んでいる。対象の画像を再構成する平面を選択して、記憶されているテーブル位置を用いて、記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定する。これらの幾何学的変数を用いて、記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施して再構成平面での対象の画像を再構成する。

本発明のさらに他の構成は、移動式テーブルに載置されている対象を動的に螺旋走査するように構成されている撮像装置を提供する。この装置はさらに、対象の投影ビュー及び対応するテーブル位置を取得して記憶し、記憶されているテーブル位置を用いて、記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定し、これらの幾何学的変数を用いて、記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施して、選択された再構成平面での対象の画像を再構成するように構成されている。

本発明の他の構成はまた、移動式テーブルに載置されている対象を動的に螺旋走査するように構成されている撮像装置を提供する。この撮像装置はさらに、対象の投影ビュー、及び取得された投影ビューの幾つかのみについて対応する決定された又は推定されたテーブル位置を取得して記憶するように構成されている。また、この撮像装置は、記憶されているテーブル位置を用いて、記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定し、これらの幾何学的変数を用いて、記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施して、選択された再構成平面での対象の画像を再構成するように構成されている。

本発明の様々な構成によって、正確な又は殆ど正確なテーブル位置を画像再構成工程に用いることが可能になる。これらの構成は、臨床上の要件を満たすために例えばヘリカル・スキャン中に患者の速度又は加速を変化させるのに有用である。本発明の応用としては、限定しないが心臓走査応用及び灌流応用がある。さらに、患者テーブルの加速中及び／又は減速中にヘリカル・スキャンを開始する能力を、固定した螺旋ピッチで走査するときに提供することもできる。

本書に記載する本発明の構成の技術的な効果は、動的ヘリカル・スキャンを用いた物体又は患者の走査及び再構成にあることが理解されよう。

幾つかの公知の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ＸＹ平面であって、一般に「イメージング平面」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撮像対象を透過する。ビームは対象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放射線ビームの強度は、対象による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強度の測定値である別個の電気信号を発生する。全ての検出器からの強度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。

第三世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが撮像対象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撮像対象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。対象の「走査（スキャン）」は、Ｘ線源及び検出器が１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を含んでいる。

アキシャル・スキャン（軸方向走査）では、投影データを処理して、対象を通して得られる二次元スライスに対応する画像を構築する。投影データ集合から画像を再構成する一方法に、当業界でフィルタ補正逆投影法と呼ばれるものがある。この方法は、走査からの減弱測定値を「ＣＴ数」または「ハンスフィールド単位」（ＨＵ）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。

全走査時間を短縮するために、「ヘリカル」・スキャン（螺旋走査）を行なうこともできる。「ヘリカル」・スキャンを実行するためには、患者を移動させながら所定の数のスライスのデータを取得する。かかるシステムは、１回のファン・ビーム・ヘリカル・スキャンから単一の螺旋を生成する。ファン・ビームによって悉く写像された螺旋から投影データが得られ、投影データから各々の所定のスライスにおける画像を再構成することができる。

ヘリカル・スキャンのための再構成アルゴリズムは典型的には、収集したデータにビュー角度及び検出器チャネル番号の関数として加重する螺旋加重アルゴリズムを用いる。明確に述べると、フィルタ補正逆投影工程の前に、ガントリ角度及び検出器角度の両方の関数である螺旋加重ファクタに従ってデータに加重する。次いで、加重したデータを処理してＣＴ数を生成すると共に、対象を通して得られる二次元スライスに対応する画像を構築する。

全取得時間をさらに短縮するために、マルチ・スライスＣＴが導入されている。マルチ・スライスＣＴでは、任意の時間的瞬間に、多数の横列を成す投影データを同時に取得する。ヘリカル・スキャン・モードと併用すると、システムは単一の螺旋分のコーン・ビーム投影データを生成する。シングル・スライス螺旋加重法の場合と同様に、フィルタ補正逆投影アルゴリズムの前に投影データに加重を乗算する方法を導き出すことができる。

本書で用いる場合には、単数形で記載されており単数不定冠詞を冠した要素又は工程という用語は、排除を明記していない限りかかる要素又は工程を複数備えることを排除しないものと理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」に対する参照は、所載の特徴を同様に組み入れている他の実施形態の存在を排除しないものと解釈されたい。

また、本書で用いられる「画像を再構成する」という表現は、画像を表わすデータが生成されるが可視画像は形成されないような本発明の実施形態を排除するものではない。但し、多くの実施形態は１枚以上の可視画像を形成する（か又は形成するように構成されている）。

さらに、本書で用いられる「動的ヘリカル・スキャン」という用語は、走査ピッチを変化させながらデータを収集するヘリカル・スキャンを指す。さらに具体的には、本発明の構成では、走査中に対象を支持しているテーブルを加速又は減速しながら走査を行なって、可変ピッチの走査を生成する。本発明の目的のためには、加速又は減速が意図的であるか、偶発的であるか、又は完全に非意図的であるかについては重要でないが、本書に記載する構成では意図的であるものとする。加速又は減速が意図的である幾つかの例では、フィードバック・ループを用いて走査中のテーブル速度を調節する。

本発明の幾つかの構成では、Ｘ線管及び検出器の画像再構成平面に対する相対位置が、測定された又は推定されたテーブル位置を用いて決定されるという意味で、走査ピッチは変数となる。これらの構成では、走査の一部又は全体にわたって一定の速度でテーブルを移動させてよいが、一定ピッチでの走査の場合のように、一定の速度で移動させると制限されている訳ではない。特に指定のない限り、走査ピッチが上述の意味で可変であるような走査は「動的ヘリカル・スキャン」という用語の範囲に含まれるものとする
さらに、本書に記載する本発明の構成は、データ収集中のガントリ回転速度が一定であるが、本発明の実施に一定のガントリ回転速度が要求される訳ではない。

図１及び図２には、マルチ・スライス走査型イメージング・システム、例えば計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、「第三世代」ＣＴイメージング・システムに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２はＸ線管１４（本書ではＸ線源１４とも呼ぶ）を有しており、Ｘ線管１４は、Ｘ線ビーム１６をガントリ１２の反対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、複数の検出器素子２０を含む複数の検出器横列（図示されていない）によって形成されており、検出器素子２０は一括で、アレイ１８と線源１４との間に位置している患者２２のような対象を透過した投射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対象又は患者２２を透過する際のビームの減弱を推定するのに用いることのできる電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１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。図２は、検出器素子２０の単一の横列（すなわち検出器横列一列）のみを示している。しかしながら、マルチ・スライス検出器アレイ１８は、１回の走査中に複数の準平行スライス又は平行スライスに対応する投影データが同時に取得され得るように検出器素子２０の複数の平行な検出器横列を含んでいる。

ガントリ１２上の構成要素の回転及び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上の構成要素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。画像再構成器３４は、特殊化したハードウェアであってもよいし、コンピュータ３６上で実行されるコンピュータ・プログラムであってもよい。

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２８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はテーブル・モータ制御器４４を動作させ、テーブル・モータ制御器４４は電動式テーブル４６を制御して患者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の各部分をガントリ開口４８を通して移動させる。

一実施形態では、コンピュータ３６は、フレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、又はネットワーク若しくはインターネットのような他のディジタル・ソース等のコンピュータ読み取り可能な媒体５２からの命令及び／又はデータを読み取る装置５０、例えばフレキシブル・ディスク・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）装置、又はイーサネット（商標）装置等のネットワーク接続装置を含めたその他任意のディジタル装置、並びに開発中のディジタル手段を含んでいる。他の実施形態では、コンピュータ３６はファームウェア（図示されていない）に記憶されている命令を実行する。コンピュータ３６は、本書に記載する作用を実行するようにプログラムされており、本書で用いられるコンピュータという用語は当技術分野でコンピュータと呼ばれている集積回路のみに限らず、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ、特定応用向け集積回路、及び他のプログラム可能な回路を広範に指しており、これらの用語は本書では互換的に用いられている。以上に述べた特定の実施形態は第三世代ＣＴシステムを参照しているが、本書に記載する方法は第四世代ＣＴシステム（静止型検出器−回転式Ｘ線源）にも第五世代ＣＴシステム（静止型検出器及び静止型Ｘ線源）にも同等に適用可能である。加えて、本発明の利点はＣＴ以外の撮像モダリティでも発揮されるものと想到される。加えて、本書に記載する方法及び装置は医療環境で記載されているが、本発明の利点は、産業環境又は輸送環境で典型的に用いられるシステムのような非医用イメージング・システムでも発揮される。かかるイメージング・システムの一例としては、限定しないが空港又は他の輸送拠点での手荷物走査用ＣＴシステムがある。

本発明の幾つかの構成は、走査中に螺旋ピッチを変化させることを可能にする。かかる走査を本書では「動的ヘリカル・スキャン」と呼ぶ。これらの構成は、ｚ方向での物体又は患者２２の位置を正確に決定するか又は推定し、これらの位置データを取得された生のＣＴ画像データと共に含めるか又は記憶する。これらの構成では、精度要件及び実用性に従って決定される頻度でテーブル４６の位置を報告する。

さらに具体的には、幾つかの構成では、動的ヘリカル・スキャンの投影サンプル毎にテーブル４６の位置が報告され、すなわち一つ一つの投影ビューが減弱情報及びテーブル４６の位置と共に取得される。但し、動的ヘリカル・スキャン・モードを用いるのが有利である多くの用途では、公知の多くのＣＴイメージング・システム１０に設けられている位置エンコーダ（図示されていない）の速度及び精度では、ここでの位置報告の程度が要求する厳しい要件を満たすには不十分である。このため、本発明の他の構成は、Ｎ個のビュー毎にテーブル４６の位置を報告する。ここでＮは、テーブル４６の加速及び減速特性に従って選択されるか、又は予め決定されている（すなわち事前に選択されている）。加速及び減速が十分に滑らかである構成では、Ｎの値は大きくてよい。加速及び減速がかなりの高周波成分を有する構成では、Ｎの値を相対的に小さくしなければならない。

テーブル４６の位置を推定するのに用いられる推定アルゴリズムの選択もまた、実際的なＮの範囲に影響を及ぼし得る。例えば、２箇所の測定位置の間の中間位置を推定するために、幾つかの構成では線形補間又は高次補間（ラグランジュ補間等）を用いる。高次補間は、かなりの非線形性を織り込みつつ推定精度を保つ。補間の後に、各々の投影ビューについてテーブル４６の位置を生成する。幾つかの構成では、幾つかの形式の補間を行なうために、最も具体的に述べると非線形補間を行なうために、Ｎの値を走査中に変化させる。例示のみのために述べると、カウンタＪを用いて走査回数を数え、最初のＮの値が８であるとすると、Ｊ＝８のときに最初のテーブル位置を記憶し、続いてＪを１にリセットしてＮを５に変えることができる。次いで、第二のテーブル位置をＪ＝５のときに記憶し、続いてＪを１にリセットしてＮを６に変える、等である。

画像再構成は生の画像データを物体又は患者２２のｚ軸位置（又は「ｚ位置」も同義）と共に用いて、ユーザが指定した位置（すなわちユーザが指定した物体又は患者２２の「スライス」又は画像再構成平面）での画像を再構成する。再構成工程は幾つかの構成では、後方逆投影工程の調節を含んでいる。さらに具体的には、本発明の構成の動的ヘリカル・スキャンでは、Ｘ線管１４及び検出器１８の画像再構成平面に対する相対位置を、測定された又は推定されたテーブル４６の位置に従って算出する。この位置情報を逆投影工程に入力して、各々のＸ線経路が正確に決定されていることを保証する。

各々のＸ線経路を決定するときにテーブル４６の測定された又は推定された位置を用いることに加え、本発明の幾つかの構成はまた、再構成画像の各々のピクセルに対する投影サンプルの寄与を正規化する。本発明の構成では、走査を実行しながら動的ヘリカル・スキャンの加重を決定する。これら決定された加重を用いて、シェーディング・アーティファクト及び／又はストリーキング・アーティファクトを回避する態様で冗長なデータに加重する。（一定ピッチのヘリカル・スキャンでは、各々の投影サンプルの位置を走査開始前に決定することができるため、走査に先立って加重を決定することが可能になる。）
例えば、各々の画像位置について、中央ビューを該ビューでのガントリ１２の位置を用いて決定する。一般的には、特定の画像の再構成に利用可能な減弱データの量は最低のハーフスキャン要件よりも多い。従って、幾つかの構成では、中央ビュー位置（画像再構成位置ではなく）を変化させ、異なる投影集合毎に一組の加重を生成する。幾つかの構成ではこの工程を繰り返して、撮像平面に寄与する全ての投影を用いていることを保証する。次いで、ハーフスキャン加重を適当に加重して加算し、最終的な螺旋加重を生成する。

本発明の幾つかの構成では、画像の各々のピクセル位置に寄与した投影ビューの数を決定する。一旦、投影の数が完全再構成の要件を満たすのに十分なものになったら、冗長性を回避するために、存在するならば追加投影の寄与を消去する。

本発明の多くの構成では、走査中にテーブルが移動してデータが収集されているのと同時に１以上の画像平面を再構成する。工程のパイプライン化は当業者には周知であり、一つの入力が他の出力に時間的にも値としても依存していないような工程の順序再決定も周知である。このため、パイプライン構成の説明に必要とされるような複雑さが加わると、本発明の分かり易い説明が妨げられるものと考えられる。結果として、説明を単純にするために、本書に記載する構成の多くでは、走査中にビュー・データを収集し、走査が完了してテーブルの移動が停止した後に、予め選択された画像平面に位置する画像を１枚だけ再構成するものとする。

加えて、繰り返しループを具現化し得る多くの方法が存在する。様々な変化形態として、ループ変数を１に初期化し限度値まで数えるもの、ループ変数を限度値に初期化して１に戻るまで数えるもの、ループ変数を１ではなく０に初期化してループの終わりではなくループの始めに検査する（又は反対も可）等がある。どのループ形態を用いるか等のような「簿記的（bookkeeping）」詳細は、当業者の設計選択に委ねることができる。他の幾つかの詳細は、「端効果（end effect）」として最も十分に説明される範疇に当てはまる。端効果は、最初のビューについてのテーブル４６の位置を記録する（第Ｎビューで初めて記録するのではなく）ことが必要であるか若しくは望ましいか、且つ／又は最後のビューが「第Ｎビュー」でない場合に最後のビューについてのテーブル４６の位置を記録することが必要であるか若しくは望ましいか、等のような詳細を含んでいる。かかる端効果の扱いについても当業者の設計選択に委ねてよい。

また、本発明の構成で利用可能になるテーブル４６の位置情報をコンピュータ３６及び／又は画像再構成器３４によって用いて、加重、正規化、フィルタ補正及び逆投影の各工程に用いられる幾何学的変数を決定することが理解されよう。当業者であれば、テーブル４６の位置情報を用いてこれらの変数を決定するようにイメージング・システム１０を構成するのに必要な設計選択を理解されよう。さらに、本発明は、用いる加重関数の選択のような他の設計選択を制限するものではない。例えば、１以上の異なる加重関数を選択肢として与える又は利用可能にすることに対して構成を制限するものではない。

以上の但書きを念頭に置いて図３を参照すると、本発明の幾つかの構成を表わす流れ図１００が示されている。流れ図１００によって記載される本発明の方法の技術的効果は、物体又は患者２２の走査、及びその画像の形成にある。本発明の構成は、流れ図１００に示されている動作をパイプライン処理すること、追加動作を加えること、又は動作順序を変えることを、所期の技術的効果を達成するために論理的であり可能である任意の限度まで許される。

ブロック１０２では、動的ヘリカル・スキャン形式を選択する。（選択１０２は、動的ヘリカル・スキャン以外の走査形式の選択肢を与えないような構成では省いてよい。）次いで、ブロック１０４で動的走査のパラメータに従ってテーブル４６の移動を開始する。ブロック１０６では、テーブル４６に載置されて走査されている物体又は患者２２の投影ビューを取得する。流れ図１００によって記載する構成では、テーブル４６の位置はかかる取得の各回毎に決定され、ブロック１０８でビュー及び対応するテーブル位置を記憶する。走査が完了していない場合には、手順はブロック１０６に戻り、他の投影ビューを取得する。走査が完了した場合には、ブロック１１２でテーブル４６の移動を停止して、ブロック１１４で画像の再構成のための平面を選択する。ブロック１１６では、記憶されているテーブル位置を用いて、各々の対応する記憶されているビューについて選択された画像再構成平面に対するＸ線管１４及び検出器１８の相対位置を決定する。ブロック１１８では、決定されたＸ線管及び検出器の位置と記憶されているビューとを用いて、フィルタ補正及び逆投影を実行して再構成平面での物体又は患者２２の画像を再構成する。

本発明の幾つかの構成では、図２及び図３を参照して述べると、テーブル４６の位置は、ブロック１０８において走査中にコンピュータ３６に戻して報告され、走査中に実行される物理的動作をコンピュータ３６によって直接的に又は間接的に制御する。取得されたデータ及びテーブル４６の位置はブロック１０８において記憶装置３８に記憶される。ブロック１０２での動的ヘリカル・スキャンの選択、及び／又は画像位置若しくは再構成平面の選択は、操作者が操作コンソール４０及び表示器４２を用いて選択を行なうことにより実行することができる。他の場合には、ヘリカル・スキャンの選択、及び／又は画像位置若しくは再構成平面の選択は、コンピュータ３６によって自動的に行なわれてもよい。（多くのパイプライン構成は各回の走査毎に複数の画像位置又は再構成平面を自動的に又は手動で選択し、既に取得されて記憶されているビューを用いて、他の画像の他のビューが取得され記憶されている間に物体又は患者の画像を再構成する。）ブロック１１６での位置の決定は、記憶装置３８に記憶されているデータを用いてコンピュータ３６によって実行され、フィルタ補正及び逆投影は画像再構成器３４によって実行される。イメージング・システム１０の様々な構成要素に上述の作用を異なるように分配した他の構成も許容される。

図４には、本発明の幾つかの構成を表わすもう一つの流れ図２００が示されている。流れ図２００によって記載される本発明の方法の技術的効果は、物体又は患者２２の走査、及びその画像の形成にある。本発明の構成は、流れ図２００に示されている動作をパイプライン処理すること、追加動作を加えること、又は動作順序を変えることを、所期の技術的効果を達成するために論理的であり可能である任意の限度まで許される。

ブロック２０２では、動的ヘリカル・スキャン形式を選択する。（選択２０２は、動的ヘリカル・スキャン以外の走査形式の選択肢を与えないような構成では省いてよい。）次いで、ブロック２０４で動的走査のパラメータに従ってテーブル４６の移動を開始し、ループ変数Ｊを初期化する。ブロック２０６では、テーブル４６に載置されて走査されている物体又は患者２２の投影ビューを取得する。流れ図２００によって記載する構成では、テーブル４６の位置はＮ回の取得毎にのみ決定される。従って、ブロック２０８で当回の取得についてテーブル４６の位置を決定すべきか否かを判定する試験を行なう。位置を記憶しなくてよい場合には、ブロック２１０でループ変数をインクリメントして、取得されたビューを記憶する。記憶する場合には、ブロック２１２でテーブル４６の位置を決定（又は推定）し、位置を対応する取得されたビューと共に記憶して、ループ変数を再び初期化する。何れの場合にも、次いでブロック２１４で、走査が完了したか否かを判定する試験を行なう。完了していない場合には、ブロック２０６で対象のもう一つの投影ビューを取得する。完了した場合には、ブロック２１６でテーブルを停止し、ブロック２１８で画像を再構成する平面を選択する。ブロック２２０では、記憶されているテーブル４６の位置を用いて、記憶されているビューについてのＸ線管１４及び検出器１８の画像再構成平面に対する相対位置を決定する。ブロック２１２において対応するテーブル位置が記憶されていない記憶されているビューについては、補間を用いてテーブル位置を推定する。ブロック２２２では、決定された及び／又は補間されたＸ線管及び検出器の位置と記憶されているビューとを用いて、フィルタ補正及び逆投影を実行して再構成平面での物体又は患者２２の画像を再構成する。

図５には、本発明の幾つかの構成を表わすもう一つの流れ図３００が示されている。流れ図３００によって記載される本発明の方法の技術的効果は、物体又は患者２２の走査、及びその画像の形成にある。本発明の構成は、流れ図３００に示されている動作をパイプライン処理すること、追加動作を加えること、又は動作順序を変えることを、所期の技術的効果を達成するために論理的であり可能である任意の限度まで許される。

ブロック３０２では、動的ヘリカル・スキャン形式を選択する。（選択３０２は、動的ヘリカル・スキャン以外の走査形式の選択肢を与えないような構成では省いてよい。）次いで、ブロック３０４で動的走査のパラメータに従ってテーブル４６の移動を開始し、ループ変数Ｊを初期化する。ブロック３０６では、テーブル４６に載置されて走査されている物体又は患者２２の投影ビューを取得する。ブロック３０８で、ガントリ１２の現在位置を用いて、選択された画像位置での中央ビューを決定し、ブロック３０８で、選択された画像位置の投影ビューについてハーフスキャン加重を決定する。流れ図３００によって記載する構成では、テーブル４６の位置はＮ回の取得毎にのみ決定される。従って、ブロック３０８で当回の取得についてテーブル４６の位置を決定すべきか否かを判定する試験を行なう。位置を記憶しなくてよい場合には、ブロック３１２でループ変数をインクリメントして、取得されたビューを記憶する。記憶する場合には、ブロック３１４でテーブル４６の位置を決定（又は推定）し、位置を対応する取得されたビューと共に記憶して、ループ変数を再び初期化する。何れの場合にも、次いでブロック３１６で、走査が完了したか否かを判定する試験を行なう。完了していない場合には、ブロック３０６で対象のもう一つの投影ビューを取得する。完了した場合には、ブロック３１８でテーブルを停止する。ブロック３２０では、ブロック３０８で決定されたハーフスキャン加重を用いて最終的な螺旋加重を決定し、この最終的な螺旋加重を用いて、記憶されているビューに加重する。ブロック３２２では、記憶されているテーブル位置を用いて、記憶されているビューについてのＸ線管１４及び検出器１８の画像再構成平面に対する相対位置を決定し、ブロック３１４でテーブル位置データが記憶されていないビューについては補間を用いてテーブル４６の位置を推定する。次いで、ブロック３２４で、加重されたビューにフィルタ補正及び逆投影を実行して、再構成平面での対象の画像を再構成する。このフィルタ補正及び逆投影は、ブロック３２２で決定されたＸ線管１４及び検出器１８の位置を用いる。

本発明の様々な構成によって、正確な又は殆ど正確なテーブル位置を画像再構成工程に用いることが可能になるため、臨床上の要件を満たすためにヘリカル・スキャン中に患者の速度又は加速を変化させ得ることが理解されよう。この能力は、限定しないが心臓走査応用及び灌流応用等の応用を強化するのに特に有用である。さらに、患者テーブルの加速及び／又は減速中にヘリカル・スキャンを開始する能力を、固定した螺旋ピッチで走査するときに提供することもできる。

本発明の構成は計算機式断層写真法（ＣＴ）に限定されていない。磁気共鳴（ＭＲ）のような他の撮像モダリティを用いて、テーブル速度を動的に変化させながら画像を取得することもできる。

また、本書に開示した実例に記載されている様々な動的走査は、「開ループ」の態様で実行されている。しかしながら、本発明の構成は、走査中にテーブル速度を調節するフィードバックを含んでいてもよい。例えば、測定された投影及び／又は他の情報に基づいて、最大のコントラスト強調のような改善された又は最適な臨床結果を得るように螺旋ピッチを調節することができる。かかる構成の一例は、図３のブロック１０８とブロック１１０との間に、現在のテーブル位置を所望のテーブル位置と比較して、補償態様でテーブルの移動を調節する追加作用を設けることである。同様の作用を、例えば図４のブロック２１４の直前に（ブロック２１４にブロック２１０を介して到達したかブロック２１２を介して到達したかを問わず）、又は図５のブロック３１６の直前に（ブロック３１６にブロック３１２を介して到達したかブロック３１４を介して到達したかを問わず）、加えてもよい。但し、走査中にテーブル速度を調節するためにフィードバックを付加し得る多くの方法を以上の実例が網羅している訳ではない。

様々な特定の実施形態について本発明を説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲の要旨及び範囲内で本発明に改変を施して実施得ることを理解されよう。

ＣＴイメージング・システムの見取り図である。 図１に示すシステムのブロック模式図である。 全ての取得された投影ビューについてのテーブル位置を記憶する本発明の幾つかの構成において実行される走査及び画像再構成を表わす流れ図である。 幾つかのみの取得された投影ビューについてのテーブル位置を記憶する本発明の幾つかの構成において実行される走査及び画像再構成を表わす流れ図である。 幾つかのみの取得された投影ビューについてのテーブル位置を記憶すると共に、再構成画像におけるシェーディング・アーティファクト及び／又はストリーキング・アーティファクトを回避するために取得されたビューに加重する本発明の幾つかの構成において実行される走査及び画像再構成を表わす流れ図である。

符号の説明

１０ ＣＴシステム
１２ ガントリ
１４ 放射線源
１６ 放射線コーン・ビーム
１８ 検出器アレイ
２０ 検出器素子
２２ 患者
２４ 回転中心
２６ 制御機構
４２ 表示器
４６ 電動式テーブル
４８ ガントリ開口
５０ 媒体読み取り装置
５２ 媒体

Claims (10)

1. 対象（２２）の画像を形成する方法であって、
   走査型イメージング・システムを用いて移動式テーブル（４６）に載置されている対象を動的に螺旋走査する工程と、
   前記対象の投影ビュー及び対応するテーブル位置を取得して記憶する工程（１０８）と、
   前記対象の画像の再構成のための平面を選択する工程（１１４）と、
   前記記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定するために、記憶されているテーブル位置を用いる工程（１１６）と、
   前記再構成平面での前記対象の画像を再構成するために、前記幾何学的変数を用いて前記記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施す工程（１１８）と、
   を備えた方法。
2. 前記走査型イメージング・システムは計算機式断層写真法イメージング・システム（１０）である、請求項１に記載の方法。
3. 対象（２２）の画像を形成する方法であって、
   走査型イメージング・システムを用いて移動式テーブルに載置されている対象を動的に螺旋走査する工程と、
   前記対象の投影ビュー、及び前記取得された投影ビューの幾つかのみについて対応する決定された又は推定されたテーブル位置を取得して記憶する工程（１０８）と、
   前記対象の画像の再構成のための平面を選択する工程（１１４）と、
   前記記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定するために、記憶されているテーブル位置を用いる工程（１１６）と、
   前記再構成平面での前記対象の画像を再構成するために、前記幾何学的変数を用いて前記記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施す工程（１１８）と、
   を備えた方法。
4. 前記記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定するために、記憶されているテーブル位置を用いる前記工程（１１６）は、対応する決定された又は推定されたテーブル位置を欠いている記憶されている投影ビューの間でのテーブル位置を推定するために補間を用いる工程を含んでいる、請求項３に記載の方法。
5. 前記幾何学的変数は、Ｘ線管（１４）及び検出器（１８）の前記画像再構成平面に対する相対位置を含んでいる、請求項３に記載の方法。
6. 前記走査型イメージング・システムは、回転式ガントリ（１２）を有する計算機式断層写真法イメージング・システム（１０）であり、当該方法は、
   前記投影ビューのガントリ位置を用いて、前記投影ビューについて選択された画像位置での中央ビューを決定する工程（３０８）と、
   前記選択された画像位置の各々の投影ビューについて加重を決定する工程と、
   前記各々の投影ビューについて決定された加重を用いて、最終的な螺旋加重を決定する工程（３２０）と、
   前記決定された最終的な螺旋加重を用いて、前記記憶されている投影ビューに加重する工程と、をさらに含んでおり、
   さらに、前記記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施す前記工程は、前記加重されて記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施す工程（３２４）を含んでいる、
   請求項５に記載の方法。
7. 移動式テーブル（４６）に載置されている対象（２２）を動的に螺旋走査し、
   前記対象の投影ビュー及び対応するテーブル位置を取得して記憶し（１０８）、
   前記記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定するために、記憶されているテーブル位置を用いて（１１６）、
   選択された再構成平面での前記対象の画像を再構成するために、前記幾何学的変数を用いて、前記記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施す（１１８）
   ように構成されている撮像装置。
8. 移動式テーブル（４６）に載置されている対象（２２）を動的に螺旋走査し、
   前記対象の投影ビュー、及び前記取得された投影ビューの幾つかのみについて対応する決定された又は推定されたテーブル位置を取得して記憶し（１０８）、
   前記記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定するために、記憶されているテーブル位置を用いて（１１６）、
   選択された再構成平面での前記対象の画像を再構成するために、前記幾何学的変数を用いて、前記記憶されている投影ビューにフィルタ補正及び逆投影を施す（１１８）
   ように構成されている撮像装置。
9. 前記記憶されている投影ビューに適用可能な幾何学的変数を決定するために、記憶されているテーブル位置を用いる（１１６）ために、対応する決定された又は推定されたテーブル位置を欠いている記憶されている投影ビューの間でのテーブル位置を推定するために補間を用いるように構成されている請求項８に記載の装置。
10. Ｘ線管（１４）及び検出器（１８）をさらに含んでおり、前記幾何学的変数は、前記Ｘ線管及び前記検出器の前記画像再構成平面に対する相対位置を含んでいる、請求項８に記載の装置。

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