JP2006503619A - コーンビーム・コンピュータ断層撮影法 - Google Patents
コーンビーム・コンピュータ断層撮影法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006503619A JP2006503619A JP2004544572A JP2004544572A JP2006503619A JP 2006503619 A JP2006503619 A JP 2006503619A JP 2004544572 A JP2004544572 A JP 2004544572A JP 2004544572 A JP2004544572 A JP 2004544572A JP 2006503619 A JP2006503619 A JP 2006503619A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projection data
- weighting
- aperture
- detector
- angular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4064—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam
- A61B6/4085—Cone-beams
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
- G06T11/005—Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/027—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/541—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2211/00—Image generation
- G06T2211/40—Computed tomography
- G06T2211/412—Dynamic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S378/00—X-ray or gamma ray systems or devices
- Y10S378/901—Computer tomography program or processor
Abstract
コーン又はウェッジビーム・コンピュータ断層撮影投影データを再構成する画像再構成方法であって、同様の角度的な向きを有する投影データを関連づけるよう投影データをリビニングする段階と、検出器開口内でのその角度的な向き又はその位置のうちの少なくとも一方に基づいて投影データを重み付けする段階と、体積画像表現を形成するよう前記重み付けされた投影データを再構成する段階とを含む。1つの望ましい実施例では、重み付けする段階は、(a)同じ角度的な向きを有するか、(b)選択された1つ又はそれ以上の複数の平行な処理パイプラインへと180°の整数倍だけ角度的に離されているかのいずれかである、選択された画像要素に関連づけられるリビニングされた投影データを分配する段階と、重み付けされた投影データを生成するよう、選択された1つ又はそれ以上の並列処理パイプラインの出力を結合する段階とを含む。
Description
本発明は、コンピュータ断層撮影法及び医用撮像技術に関連する。本発明は特に、円錐状ビームを生成し、撮像対象に対して螺旋状の軌跡を旋回する、X線源を用いたコンピュータ断層撮影法(CT)(コーンビームCT)に関連し、これについて特に説明する。しかしながら、本発明は、マルチスライス撮像法、扇形(ファン)ビームCT等の他の種類のCTに関する、また、他の撮像技術に関する用途がある。
コンピュータ断層撮影(CT)撮像法は、対象の内部特徴の非侵襲的な検査を含む多くの領域に用途がある。例えば、CTは、手荷物検査や、臨床及び診断医用撮像に適用可能である。医療用途では、CTは、心臓撮像、肺などの動的に動く器官の機能撮像、血流撮像、及び他の種類の医用撮像に使用されてきた。CTは、有利には、注入される放射性医薬品なしに3次元臨床撮像法を与える。しかしながら、CTは、限られた収集速度による影響を受けることがある。例えば、近年のCTでは、X線源は、一般的には約120rpmで対象の周りを周回し、これは180°に亘るデータ収集のときは0.25秒に対応する。完全な心周期期間は約1秒以下であるため、CT収集時間は心臓撮像中の動きによるぼけを生じさせうる。
CT撮像では、X線源は、撮像されている対象によってX線が部分的に吸収される検査領域へX線を伝える。X線源からみて検査領域の向こう側に配置された検出器は、検査領域を通過した後のX線を検出する。検出されたX線強度は検査領域を通過したX線として経験される吸収の特性であり、出力データは一般的には投影データ形式とされる。適切な数学的な技術を用いて、投影データは、対象又はその一部の画像表現特性へと再構成される。
初期のCT撮像では、X線源は、ビーム又は薄いくさび形のスライスへと狭くコリメートされていた。X線源は、円形軌道で検査領域の周りを回転し、結果として得られる投影データはスライス画像へ再構成される。対象は、複数のかかる画像スライスを収集するよう、スライス平面に対して垂直方向に検査領域を通って反復的に通された。スタックとされたスライスは、一緒にされ、対象の3次元特徴付けを与える。このCT形態は、画像再構成の多くの数学的な面を簡単化したが、速度が遅かった。更に、X線をコリメートすることは、X線パワーをかなり減少させ、より低い信号対雑音比を与える。
近年、コーンビームX線源が、対象を前進させている間にX線源を同時に周回させることによって得られる螺旋経路に沿ってコーンビームX線源が移動するCT撮像システムが開発された。コーンビームX線源は、コーンビームの領域を横切ってコーンビーム伝送を記録するX線検出器の2次元アレイに結合される。螺旋状コーンビームCTは、走査速度を大きく改善させる発散する2次元投影データを取得し、あまり積極的でなくコリメートを行うことにより、X線源の出力の使用がより効率的となる。
しかしながら、再構成された螺旋コーンビームCT画質は、これまでは、あまりよく定義されていないX線経路幾何学形状から生ずる画像アーティファクト及び他の低下モダリティによって低下されていた。これまでの再構成方法はまた、一般的には、再構成速度が螺旋状のコーンビーム幾何学形状の高速なデータ取得に遅れをとらないことを可能とするよう組み入れられた画像低下近似法を含むものであった。
例えば、薄いくさび形のX線ビーム(一般的には4つのスライスに亘る)は、平行なX線経路として扱うことができ、より幅広いコーンビームCTデータを用いたこの近似法は、円錐状X線ビームの3次元的な広がりによって複雑なものとされる。螺旋状の源の経路では、検査領域中で選択されたボクセル又は画像平面と交差するすべての投影データを含む単一の平面はない。むしろ、コーンビーム光線は、無数の異なった角度及び方向で各ボクセルを通過し、X線が様々な角度的位置及び長手方向上の位置にあるときに生ずる。正確な再構成のために、計算的に強い3次元再構成が必要である。かかる再構成プロセッサは、関与する計算が多いため速度が遅いという不利点がある。更に、所与のボクセルを通って完全な一組の光線を取得するために多数の回転が必要である。従って、多くのこれまでのコーンビーム再構成プロセッサは、多くの3次元効果を考慮に入れることを無視し、従って、特に大きい円錐角度に対して、低下した画質を犠牲としてより高速な画像再構成を与える。
本発明は、上述の制限及び他のものを克服する改善されたCT撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の1つの面によれば、コーンビーム又はウェッジビーム・コンピュータ断層撮影投影データを再構成する画像再構成方法が開示される。投影データは検出器開口内におけるその角度的な向き及びその位置のうちの少なくとも一方に基づいて重み付けされる。重み付けされた投影データは、体積画像表現を形成するよう再構成される。
本発明の他の面によれば、コーン又はウェッジビーム投影データを再構成するコンピュータ断層撮影装置が開示される。重み付けする手段は、コーン又はウェッジビーム投影データを、検出器開口内におけるその角度的な向き及びその位置のうちの少なくとも一方に基づいて与える。再構成手段は、体積画像表現を形成するよう重み付けされた投影データを再構成する。
本発明の1つの利点は、アキシアル、スパイラル、及び連続的なCT画像の時間的及び空間的解像度を改善することである。これらの改善の1つの格別の利点は、動きアーティファクトが減少されていることである。
本発明の他の利点は、心臓撮影等の用途に対してスパイラル・コーンビーム・データを再構成するときに検出器開口及び角度的な重み関数を選択的に適用することである。
本発明の他の利点は、1つ又はそれ以上の半サイクル離れた補完的な又は冗長なコーンビーム投影データを効率的且つ柔軟に結合することである(即ち、合同モジュロ180°であるデータの組合せ)。データの組み合わせは、有利には、アキシアル、スパイラル、及びコーンビーム撮像において適用可能である。結合は、利用可能な再構成パイプラインを別個に又は重み付けされた結合として最大に使用するのを可能とするよう柔軟である。
本発明の他の利点は、コーンビーム幾何学形状に特に適した非線形のリカーシブ・モデルを用いてアキシアル又はZ次元で投影データを逆投影行列へ効率的に写像することにある。写像処理は、任意に、平面的な、体積的な、又は他の画像部分行列を組み込む。
本発明の更なる他の利点は、適切な角度的な及び開口重み付け値を選択することにより、フルピッチのコーンビーム、半ピッチのコーンビーム、心臓螺旋コーンビーム、及び連続的なコーンビームCTといった変化するCT収集幾何学形状のデータを調整することにある。本発明は、n−PI幾何学形状、ウェッジ幾何学形状等を含む幅広い範囲のコーンビーム再構成幾何学形状と互換性がある。
本発明の更なる他の利点は、ゲーテッド又は線量変調されたCT撮像と互換性があることである。
本発明の様々な更なる利点及び利益は、望ましい実施例の以下の説明を読むことにより当業者により明らかとなろう。
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置と、様々な段階及び段階の配置の形をとりうる。図面は、望ましい実施例の目的を示すためだけのものであって、本発明を制限するものと理解されるべきではない。
図1を参照するに、典型的なコーンビーム・コンピュータ断層撮影(CT)スキャナ10は、検査領域14内でz方向に沿って線形に移動可能な寝台等の撮像対象支持台12を含む。回転ガントリに取り付けられたX線管組立体16は、検査領域14を通してX線を投影する。コリメータ18は、放射線を2次元にコリメートする。典型的なCTスキャナ10では、2次元X線検出器アレイ20は、X線管からみて検査領域の向こう側に回転ガントリ上に配置される。他の実施例(図示せず)では、検出器アレイは、回転ガントリの周りの固定ガントリに取り付けられた2次元検出器リングのアレイを含む。
X線管組立体16は、検査領域14を通るにつれて円錐状に広がる円錐状(コーン)又はくさび(ウェッジ)形のビーム22(コーンビーム)を生成する。コーンビームは、最小のオーバスキャンで2次元検出器アレイ20に略一致する断面へと整形される。断面は、矩形、円形等である。ここではコーンビーム幾何学形状について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、検査領域14を通過するにつれて平面へと広がるファンビーム幾何学形状にも適用可能である。
コーンビーム22は、適切な実施例では1乃至10mm検出器素子の16行を含む検出器アレイ20を略網羅する。コーンビーム幾何学形状では、検出器アレイ20の様々な素子へのX線経路は、一般的には平行ではなく、一般的には単一平面上にあるものでもない。平面ファンビーム幾何学形状(図示せず)では、X線は平行ではないが、実質的には単一平面上又は複数の検出器行に対応する複数の平面上にある。
X線ビーム22及び検出器アレイ20の詳細な幾何学形状とは関係なく、X線検出器20は、検査領域14を横切ったX線22を、公知の方法で、X線管16と検出器20の間のX線吸収を示す電気信号へ変換するよう動作する。X線吸収信号は、回転ガントリの角度的な位置、撮像対象支持台12の長手方向位置、及び検出器アレイ20の検出器素子に関する情報とともに、CT収集バッファメモリ24へ通信される。データは、一般的には従来技術で知られている投影データ形式へと編成されるが、当業者は、特定のCT実施例に対して適当な記憶形式を選択しうる。
収集制御器26は、例えばセキュリティ検査を受けている手荷物や、臨床コンピュータ断層撮影検査を受ける患者等の撮像対象28のCT走査を制御するようCTスキャナ10と通信する。適切な実施例では、関連するユーザは、一般的にはパーソナルコンピュータ、ワークステーション等であり、望ましくはグラフィック表示能力及びグラフィック・ユーザ・インタフェース(GUI)を含むユーザインタフェース32を用いて、適切なCT走査パラメータ又は走査方法を選択する。典型的なヘリカルCTスキャンは、角度的な方向θのガントリ回転とZ方向の撮像対象28の線形の動きが協働することによって行われる撮像対象28の周りのX線源16の螺旋状の周回を含む。螺旋のピッチは、少なくとも180°に、各体積素子即ちボクセルに対する角度的なデータのファンビーム角度を加えたものを与えるよう選択される。多くの状況では、冗長な又は補完的なデータを与えるよう各ボクセルに対して360°以上の角度データを収集することが望ましい。コーンビーム幾何学形状では、源がθの角度的な向きからθ+n(180°)の角度的な向き(但し、nは整数)まで回転されると、選択されたボクセルをサンプリングする収集された投影データは、螺旋状の軌跡及びZ方向のビームの円錐状の広がりにより、一般的には同一平面上にはない。
CT撮像装置は、任意に、特殊臨床用途に他の要素を含む。例えば、心電図機器(ECG)36は、心臓CT撮像中の心臓の周期運動を観察するために含まれうる。ECG36は、任意に、心臓ゲーテッドCT撮像のためのトリガ動作を与えるよう、又は選択された心臓位相を後処理するための心臓位相情報を与えるよう、収集制御器26と通信する。例えばボーラス注射器等の造影剤投与手段もまた、任意には、X線吸収造影剤38を用いてコントラスト強調されたCT撮像を行うために与えられる。ECG36及び造影剤38は、典型的な補助構成要素であり、より多くの、又は、より少ない、又は、他の補助装置が臨床CTシステムに組み込まれうる。
引き続き図1を参照するに、収集バッファ24内に格納された投影データは、有利には、同様の角度的な向きを有するデータを関連づけるために角度的な向きθに対してリビニングされる(50)。適切な実施例では、リビニング(50)は、Z方向の角度的な逸脱をソートすることを含まない。リビニングされたデータは、リビニングされた投影データ用のメモリ52に格納される。
画像表現を形成するためのコーンビーム投影データの再構成は、一般的には膨大な数の計算を含む。これらの計算的な要求を調整するために、画像表現のエリアは、有利には続く処理のための複数の部分行列へ分割される(54)。
更なる計算効率は、投影データを、並列コンピュータ処理のための複数の並列パイプライン60へ分配すること(56)によって得られる。再構成幾何学形状、螺旋ピッチ、及び他の要因に依存して、X線源16の1つ又はそれ以上の半回転だけ角度的に離されている補完的な又は冗長なデータを結合することが望まれうる。かかるデータは、1つ又はそれ以上の半サイクルだけ離され、換言すれば、データは、角度的に合同のモジュロ180°である。一般的には、かかるデータは、有利には、1つ又はそれ以上の半サイクルだけ離された補完的な又は冗長な投影データの加重和により結合される。
補完的な又は冗長な投影データの選択的な結合を支援するために、複数の再構成パイプラインは、夫々が4つのパイプラインを含むグループへとグループ分けされる。図1中、制御語58は、典型的な4つのパイプラインのグループ60の結合を制御する。一般的には、再構成装置は、夫々が関連する制御語58を有する、4つのパイプラインの多数のかかるグループ60を含む。制御語58の値に基づいて、各パイプライン60は、投影データを個々に処理し、又は、2つ、3つ、又は4つのパイプライン60が近傍の半サイクルからの補完的な又は冗長な投影データを協働的に処理し結合する。制御語58の内容は、選択されたパイプラインが結合されるべきか否か、また、どの選択されたパイプラインが結合されるべきかを決定する。各パイプライン60は、適切なフィルタリング、W(θ)で表わされる角度的な重み付けW、及びG(Z)で与えられる検出器開口重み付けGを適用する。
制御語58が2つ又はそれ以上のパイプライン60を処理することにより協働的な再構成を命令する再構成では、グループ化されたパイプラインの組み合わされた重みWGは、重み付けされた投影データを与えるよう、投影データに適用される。並列パイプライン60中で処理される近傍の半サイクルに対する重み付けされた投影データは、重み付けされた部分行列投影データPout64を生成するよう、要素WGを重み付けすることにより加法的に結合され正規化される(62)。
独立に動作するパイプライン60は、一般的には重み付けを用いず、即ち、W=1、G=1、及び結合された重みWG=1である。パイプライン60のグループは、4つのパイプラインが独立に動作しているときに、4つの明確な並列投影データ出力Pout64を生成する。2つのパイプラインが協働して作用しているとき、3つの明確な並列投影データ出力Pout64が生成される。3つのパイプラインが協働して作用していれば、2つの明確な並列投影データPout64が生成される。4つの全てのパイプラインが協働して作用していれば、単一の明確な投影データPout64が生成される。制御語58は、どのようにしてパイプライン60が結合されるかを決定する。
望ましい実施例では、パイプライン60の最適なグループ分けは各グループに4つのパイプラインを入れるものであり、これは、結合されたデータのZ方向の角度的な変化を制限するよう4つの隣接する半サイクルへ結合されるデータを制限しつつ、隣接する半サイクルを組み合わせるときにかなりの計算上の利得及び自由度を与える。もちろん、パイプラインは、各グループ中に4つのパイプラインよりも多くの又は少ない数で配置されうる。また、典型的には多数のグループがあることが認識されるべきである。例えば、64個のパイプラインが、夫々4つのパイプラインを有する16個のグループへと適切に配置され、図1では、4つのパイプラインを有する典型的な1個のグループのみを示す。各サブマトリックスについての重み付けされた投影データは、部分行列に格納される部分行列画像表現を生成するよう逆投影され(66)又は他の方法で再構成される。このようにして得られた複数の部分行列画像表現は、体積画像メモリ70内に格納される完全な画像表現を形成するよう結合される。
当業者は、選択された部分行列54は、全てが単一平面上にある必要はないことを認めるであろう。例えば、部分行列は、各部分行列が検出器開口内で非常によく中心に置かれているよう螺旋データ収集に伴って「螺旋」とされてもよい。更に、部分行列は、Z方向に対して垂直方向にある必要はない。部分行列は、最適化されたスライスの向きを与えるよう、又は、非標準CTデータ収集幾何学形状と整列するよう選択されうる。また、例えば臨床上の関心となる選択されたエリアを最適に再構成するよう、平行でない部分行列を選択することも考えられる。部分行列は、矩形の部分行列、薄い立方体の部分行列、六角形の部分行列等でありうる。
選択された実空間又は体積部分行列は、投影空間中に対応する部分行列を有する。これは、有利に再構成処理データフローを改善し、なぜならば、選択された体積部分行列の再構成中、体積部分行列に寄与する投影を含む投影データの部分集合のみがメモリへロードされる必要があるためである。
得られた画像表現は、望ましくは、グラフィック・レンダリング・プロセッサ72により、選択された2次元画像スライスの最大強度投影(MIP)、3次元レンダリング、又は、グレースケール又は色分けされた画像等の適当な臨床画像へと描出される。結果として得られる画像は、CT操作者による検査のためにグラフィック・ユーザ・インタフェース32上に表示され、任意に印刷され、磁気又は光記録媒体上に記録され、関連するコンピュータネットワークにより転送等される。
図1に示す実施例は、例示のためだけのものである。当業者は、個々の状況に当てはまるよう適切な変更をなしうる。例えば、1つの適切な装置では、部分行列割当て54、データ分配56、パイプライン60、加算器/正規化器62、及び逆投影器66は、1つ又はそれ以上のデータメモリユニットと通信する特定用途向け集積回路(ASIC)によって具現化される。他の適切な装置では、ユーザインタフェース32は、データメモリ52、64、68、70を具現化するデータ記憶装置及び1つ又はそれ以上の処理要素50、54、56、60、62、66を具現化するソフトウエアを有する、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、又は同様の汎用計算装置を含む。他の適切な実施例では、1つ又はそれ以上の処理要素50、54、56、60、62、66は、磁気ディスク、光ディスク、又は他の記憶要素に格納されたソフトウエアプログラムの一組のコンピュータ命令として具現化される。
引き続き図1を参照し、更に図2を参照するに、再構成のための適切な座標系について示されている。図2は、源16の後方から見た検出器アレイ20のビューを示す。ボクセルV(x,y,z)から形成される部分行列を見る所与の投影に対して、選択されたボクセルと関係のある検出器は、X線源16から始まり、選択されたボクセルの座標(x,y,z)を通過する線の上に配置される。図2に示すように、検出器素子は、(U,Z)座標系によってインデックス付けされる。Uは検出器画素に対応し、Zは検出器行に対応する。(U,V,Z)座標系は、回転するX線源16に関連する回転座標系である。V座標は、U座標及びZ座標の両方に対して直交し、従って(U,V,Z)座標系は回転する正規直交座標系を形成する。
各ボクセルV(x,y,z)は、ある範囲の角度的な向き及び対応する検出器座標を有する複数の投影に関連づけられる。従って、再構成アルゴリズムが部分行列のボクセルを順次に逆投影するにつれて、(U,Z)と(x,y,z)の間の関係が用いられる。
引き続き図2を参照するに、ボクセルV(x,y,z)の検出器座標U(x,y)は、以下の式、
U=U0+U10x (1)
但し、
U0=U00+U01y (2)
に従って線形に推定され、式中、U00,U01及びU10は定数である。式(1)と(2)の線形関係は、均一なガントリ回転速度及びZ方向に対して垂直に向けられた部分行列に対して非常によく成り立つ。より複雑な関係は、より複雑な幾何学形状及び源の軌道に対して使用されうる。
U=U0+U10x (1)
但し、
U0=U00+U01y (2)
に従って線形に推定され、式中、U00,U01及びU10は定数である。式(1)と(2)の線形関係は、均一なガントリ回転速度及びZ方向に対して垂直に向けられた部分行列に対して非常によく成り立つ。より複雑な関係は、より複雑な幾何学形状及び源の軌道に対して使用されうる。
検出器行Zの変化は、回転の螺旋状の性質により、対象16の均一な回転及び均一な線形の動きに対してでさえも、非線形である。望ましい実施例では、放物線近似Z(x,y)が用いられ、即ち、
Z=Z0+Z1x+Z2x2 (3)
但し、
Z0=Z00+Z01y+Z02y2 (4)
Z1=Z10+Z11y+Z12y2 (5)
Z2=Z20+Z21y+Z22y2 (6)
であり、Z00,Z01,Z02,Z10,Z11,Z12,Z20,Z21,Z22は定数である。Z検出器行インデックスに対する非線形の関係の使用は、より大きい円錐角度で収集され、線形Z検出器列インデックス計算と比較して大きい部分行列を用いた画像のより正確な再構成を可能とする。より精密なZ近似は、より長い計算時間を犠牲にして使用されうる。
Z=Z0+Z1x+Z2x2 (3)
但し、
Z0=Z00+Z01y+Z02y2 (4)
Z1=Z10+Z11y+Z12y2 (5)
Z2=Z20+Z21y+Z22y2 (6)
であり、Z00,Z01,Z02,Z10,Z11,Z12,Z20,Z21,Z22は定数である。Z検出器行インデックスに対する非線形の関係の使用は、より大きい円錐角度で収集され、線形Z検出器列インデックス計算と比較して大きい部分行列を用いた画像のより正確な再構成を可能とする。より精密なZ近似は、より長い計算時間を犠牲にして使用されうる。
選択された部分行列の適切な画像再構成は、以下の式、
W(θ)及びG(Z)によって与えられる重み関数W,Gは、再構成されている投影データの撮像モダリティ及び撮像幾何学形状に関連する様々なアーティファクト又は他の画像劣化メカニズムについて補正するよう選択可能である。例えば、螺旋ファンビーム・ウェッジ画像再構成では、角度的な重みW(θ)は、望ましくは、1つの検出器開口重みのみが適用されるよう、W(θ)=1に設定される。検出器開口重みG(Z)は、Z方向のビームの開きから生ずるアーティファクトを減少させるよう選択され、検出器アレイ20のより多くの使用を可能とする。半分のピッチの螺旋状ファンビーム・ウェッジ再構成では、低ノイズ撮像を達成するために、検出器全体を使用することが特に有利である。パイプライン60を用いたいくつかの半サイクルの組合せも、信号対雑音比を改善させる。
アキシアル再構成では、改善された時間的分解能を達成するよう角度的な重みW(θ)が選択される。W(θ)に対して360°のコサイン角度重みを用いることが、この種類の再構成のために有利である。同様に、心臓撮像では、高い時間的分解能を得るよう、適切な角度的な重みW(θ)がゲーテッド・データセット部分に適用されうる。
連続的な体積CT撮像では、データは、必要に応じて検出器開口を越えて外挿される。当業者は、他の撮像幾何学形状及びモダリティの下で画像特性を改善するよう、重み関数W(θ)及びG(Z)を選択することが可能となる。
G(Z)重み関数の利点は、検出器アレイの範囲によって定義される「物理的な」開口20と一致しない「仮想」開口を定義する機構を与えることである。開口関数G(Z)は、任意に、改善された平滑化を与えるか選択されたCT撮像モードを適応させる仮想開口を定義するのに使用される。
引き続き図2を参照し、更に図3を参照するに、開口重み関数G(Z)は、開口20のエッジの付近でゼロに向かって減少する。制御語58の方向で2つ又はそれ以上のパイプライン60を用いて角度的に冗長なデータが結合される再構成では、この開口重み関数G(Z)の緩やかな減少は、冗長なデータについての平滑な遷移を与えるよう、開口のエッジの近くで収集されたデータの振幅を有利に減少させる。G(Z)のエッジの50%低下点は、急速なカットオフによるアーティファクトを均衡させ、G(Z)のより緩やかな低下から生ずる仮想開口寸法が減少するよう選択される。
図4を参照するに、重み関数G(Z)は、任意には物理的な開口20の寸法よりも大きいよう選択される。開口関数G(Z)の50%低下点は、望ましくは同じZ位置にとどまり、開口重み関数G(Z)は広がる。広がった重み関数G(Z)は、対応する測定された投影データを有さない物理的な開口の外にある部分80を含む。仮想開口の外側部分80では、物理開口20の最も近いエッジにある投影データが外挿される。
図4の重み関数G(Z)は、外挿された領域80による物理的な開口20よりも大きい下層開口を定義することがわかる。図4の重み関数は、物理的な開口20と比較して拡大された視野を与える。拡大された視野のエッジは、外挿された部分80によるアーティファクトを含みうるが、かかるアーティファクトは、一般的には鋭い開口カットオフによって生ずる切り捨てアーティファクトよりも重大なものではない。
図5を参照するに、更なる他の開口関数Gが示されており、開口関数では、関数Z従属がZ+kU従属で置き換えられ、即ち、重み関数G(Z)は重み関数G(Z+kU)で置き換えられ、但しkは定数であり、従って開口重みはZ座標及びU座標の両方に従属する。図5に示すように、開口関数の線形U従属G(Z+kU)は、傾いたエッジ82を有する仮想開口を生成する。開口関数G(Z+kU)によって定義される傾いたエッジの仮想開口は、ヘリカルCT撮像に特に適しており、傾斜したエッジ82の傾きは、X線源16の螺旋状の周回のピッチに対応するよう選択される。もちろん、他のU従属もまた、関心となる投影データの放物線状の、接線の、又は他の形状のエッジに適切に一致するよう使用されうる。適切な構造では、図5の傾いた仮想開口は、リビニング・プロセッサ50を用いたU従属アドレッシングのリビニングによって得られる。
仮想開口はまた、選択されたX線ビームのコリメーションに一致するよう選択されうる。例えば、ビームを矩形の又は他の断面形状へコリメートするコリメーション・システムを使用することが考えられる。仮想開口は、望ましくは、物理的な開口20上の整形されたX線ビームの分配に一致するよう選択される。
図1に戻って参照し、更に図6Aを参照すると、重み付けされて(即ち、式(7)のPout項を計算するよう)補完的な又は冗長な投影データを選択的に結合する方法100が記載される。図6Aは、図1の適切なボクセル分配処理(56)及び加算/正規化ブロック(62)とともに、パイプライン60から選択された典型的なパイプライン601(パイプラインのインデックスがm=1)を示す。図6Aを参照するに、選択された部分行列54(図1)及び角度的な向きに対して定数U0,U1,V0,V1,Z0,Z1,及びZ2が得られる。分配プロセッサ56は、部分行列の空間座標を通じて循環的に動作する。加算器102は、式(1)及び(2)に従ってU座標を反復的に計算し、加算器104、106は、式(3)乃至(6)に従ってZ座標を反復的に計算する。(U,Z)座標を用いて、適切な投影値が補間され、リビニングされた投影メモリ52から検索される(108)。好適な実施例では、投影データの2次元線形補間が用いられる。ステップ108における線形補間は、データが、例えばフィルタリングによって、又は事前補間によって前処理されていれば適切である。
線形オフセット110及び/又はスケーリングファクタ112によって任意に調節されたZ座標の値に基づいて、ステップ114において開口重みGが選択される。線形オフセット及びスケーリング110、112は、2次元投影データの追加的なリビニングを必要とすることなく、開口が一組の傾いたエッジ又はπ線を追うことを許す。図2乃至図5に、典型的な検出器開口重み付け関数を示す。好適な実施例では、開口重み値は、ルックアップテーブル114aから得られる。
選択された開口重みG114は、ステップ116において、結合された重み係数WGを生成するよう角度的な重みWn(θ)と乗算される。角度的な重みWn(θ)は、任意にルックアップテーブルから得られる。組み合わされた重み係数WGは、重み付けされた投影値WGPを生成するよう投影値に乗算して適用される(118)。しかしながら、この重み付けされた投影値WGPは、結合が制御語58に基づいて呼び出されれば、他のパイプラインの出力と選択的に正規化及び結合されていない。
正規化係数は、各パイプライン60mの重み係数WnGmを選択的に加算し、和を反転段階122において反転させる加算段階(120)によって計算される。選択的な加算は、制御語58の内容に基づいて3つの追加的なパイプラインm=2、m=3、及びm=4の重み係数WnGmを選択的にゲーティングする選択回路124を通じて制御語58によって制御される。
図7を参照するに、4つのパイプラインのグループ分けでは、適切な制御語58は、各パイプラインmに対して3つの制御ビットを含む12ビット値である。各パイプラインに対応する3つの制御ビットは、存在するのであれば、どの他のパイプラインが当該パイプラインと組み合わされるべきかを識別する。図示されたm=1パイプライン601では、制御語は、近傍のパイプラインm=2、m=3、及びm=4に対応する3つの制御ビット(図7中の一番左の3つの制御ビット)を有する。近傍のパイプラインに対応する2進の1(「1」)は、パイプラインをm=1パイプラインと組み合わせる。従って、制御語58がパイプライン601に対する制御ビット「111」を含む場合、全ての3つの近傍のパイプライン602,603,604は、パイプライン601の出力と結合される。しかしながら、制御語58がパイプライン601に対する制御ビット「000」を含む場合、他のいずれのパイプライン出力もパイプライン601の出力と組み合わされない。1つの更なる例を与えるため、制御語58がパイプライン601に対する制御ビット「010」を含む場合、m=3パイプライン出力のみがパイプライン601の出力と組み合わされる。
図7に示すように、パイプラインm=2は同様に、近傍のパイプラインm=1,m=3,及びm=4に対応する3つの制御ビットを有する。パイプラインm=3は、近傍のパイプラインm=1,m=2,及びm=4に対応する3つの制御ビットを有する。パイプラインm=4は、近傍のパイプラインm=1,m=2,及びm=3に対応する3つの制御ビットを有する。
図6に戻って参照するに、制御語58の最初の3つの制御ビット「234」を用いてゼロ個、1つ、2つ、又は3つの他のパイプライン60mをパイプライン601と選択的に結合するために、典型的な選択回路124は、3つの更なるパイプラインm=2,m=3,m=4に対応する3つの入力ゲートを含む。制御語58が当該パイプラインに対してビット値1を含む場合、各入力ゲートは、対応する重み係数WnGmを加算ブロック120へ渡す。
4つのパイプライン60mの間の対称性は、m=2パイプラインに対する加算ブロックがm=1,m=3,及びm=4のパイプライン重み係数WnGmを選択的にゲーティングし、m=3パイプラインに対する加算ブロックがm=1,m=2,及びm=4のパイプライン重み係数WnGmを選択的にゲーティングし、m=4パイプラインに対する加算ブロックがm=1,m=2,及びm=3のパイプライン重み係数WnGmを選択的にゲーティングすることで維持される。
正規化係数は、乗法的な段階126において重み付けされた投影値WGPに適用される。加算ブロック128において、制御語58によって選択されたパイプラインの正規化された出力は、選択回路124と機能的に似ている第2の選択回路130を通じて結合される。加算ブロック128の出力は、m=1パイプライン及び任意の追加的な選択され結合されたパイプラインからの重み付けされ正規化された寄与を加算するPout64である。
制御語58及び対応する選択回路124、130は、例示的なものにすぎない。当業者は、ゲート、記憶レジスタ等の様々な組合せを用いて他の選択制御要素を容易に構築しうる。更に、選択的組合せ機構58、124、130は、4つよりも多い又は少ないパイプラインに対応するために容易に適合されうる。
図6Bを参照し、更に図8を参照するに、方法100は、Z方向に空間的に均一な投影補間を含むよう変更される。図6Bは、図6Aの方法100と略同様の方法100’であるが、Z座標方向に空間的に均一な投影補間を含むものを示す。図6B中、方法100中に対応するステップを有する方法100’の構成要素は、「’」が付された対応する参照番号で示されている。
角度的なリビニングでも、投影は完全に平行ではなく、むしろU−V平面(図3参照)に対する角度的な変化を含むことが認識される。角度的な開きは、左側が補正されていなければ、V座標とともに変化する、即ちX線源に対する距離又は検出器に対する距離、とともに変化する不均一な投影補間を生じさせる。望ましくは、U−V平面に対する角度的な開きについて補正するためにルックアップテーブルH[]が用いられる。望ましい実施例では、投影メモリ108から、以下の式、
引き続き図6及び図8を参照するに、式(8)及び式(9)に示すZ方向に沿った空間的に均一な投影補間は、図6Bの方法100’において、加算器140、乗算器142、及び式(9)に従ってS/Rを計算する第2の加算器144、及び式(8)に従ってアクセスされるルックアップテーブルH[]146を計算する。補間は、H[]の幅のうちのいくつかのZj座標に亘って行われ、これは一般的には検出器アレイ20の物理的な開口のZ方向の幅の約1.3倍である。ルックアップテーブルH[]146から抽出され、適用される重み係数は、加算ブロック148において累積され、累積重みは、乗算ブロック150において正規化係数へ乗法的に組み入れられる。
ファンビームCTでは、ファンビームの角度的な開きについて補正するためにデータをリビニングするのではなく、任意に、距離重み付けが適用される。図6Bのパイプライン100’は、S/Rの係数だけファンビーム距離重みを調整するよう容易に変更され、なぜならばこの重み係数は加算器144の出力として利用可能だからである。
当業者は、パイプライン100、100’の多くの利点を認識するであろう。制御語58に対して適切な値を選択することにより、4つのパイプライン60mは投影データを独立に処理することができ、又は任意の方法で選択的に結合されうる。例えば、パイプライン601及び602は2つの隣接する半サイクルを結合するのに使用されうると同時に、パイプライン603及び604は2つの他の隣接する半サイクルを独立に組み合わせるのに使用されうる。制御語58の値を変化させることにより、4つの全てのパイプライン60mが結合されるか、4つの全てのパイプライン60mが独立に動作されるか、他の選択されたパイプラインの1つ又は複数の組合せが実施されうる。しかしながら、パイプライン100、100’は、制御語58のサイズを拡張し、選択回路124、130又は選択回路124’、130’に夫々入力ゲートを加えることにより、より多い又はより少ないグループ分けに容易に適合されうる。
開示された3次元再構成は、重み係数W(θ)及びG(Z)を正しく選択すること、及び、制御語58の命令の下での隣接するパイプラインの正しい選択的な組合せにより、CT撮像モードの幅広い範囲に適用可能な拡張可能なアーキテクチャを与える。かかる組み合わせは、制御語58の内容を変更することにより画像再構成中に動的に変更されうる。
方法はまた、例えば、オーバスキャン領域に適用された対称的な正規化された角度重みを用いることにより、オーバスキャン領域を適切に組み合わせるよう、収集された半サイクルを組み合わせることを容易とする。部分行列を用いることにより、ランダムアクセスメモリ内に記憶される必要のある行が少ないこと、計算付加が低いこと、式(3)乃至(6)の非線形近似が適用されるZ方向上の範囲がより小さいことという更なる利点が与えられる。
これらの特徴はまた、ゲーテッド撮像又は変調線量撮像中に収集されるデータを最適に重み付けし結合する利点がある。適切な重み値W(θ)は、角度的に隣接する投影データ部分の連結を容易とするようデータ収集の角度的な境界の付近でデータのフェザリングを与えるよう選択される。
図1及び図6Aを特に参照し、更に図9を参照するに、「(2k−1)πプラス」角度的範囲の典型的なk−π再構成(但し、kは整数のインデックス)を扱うのに適した方法について説明する。この例では、任意の再構成されたボクセルに対する正の角度的な範囲は、±pビューよりも少ない。G(Z)は、ルックアップテーブルに示され、端部を除き平坦な領域(G(Z)=1)を含み、これはいかなるボクセルに対しても±pビューよりも少ない正の範囲に対応する。定量的な例を与えるため、一回転当たり1160ビューのときに[580(2k−1)+2p]に等しいビュー全体の逆投影について説明する。
最初の2p個のビュー及び最後の2p個のビューは、正規化120を共用する2つの半サイクルパイプライン60を用いて逆投影される。例えば、パイプライン601、602は、制御語58による選択を結合させるために使用されうる。これらの逆投影に対して、角度的な重み係数W(θ)は、いずれのパイプに対しても1に設定される。しかしながら、全てのボクセルに対して同数のビューが逆投影されているため、同じビューは「検出器開口から外れる」。これは、重み付け(118)において、これらの開口外のビューに対してはゼロとなる開口重み成分G(Z)によって調整される。
例えばウェッジ再構成のときのように、k=1であるとき、(2k−1)πは180°の角度範囲に対応し、p≧290であれば再構成は終了し、従ってp個のビューは少なくとも90°の角度的な範囲を網羅する。k≧1又はp≦290のとき、残る[580(2k−1)−2p]のビューは、W(θ)=1及びG(Z)=1の重み値で独立したパイプラインを用いて再構成される。これらの独立した再構成は、他のパイプラインとは独立に動作する残る2つのパイプライン603,604の一方又は両方を用いることにより、パイプライン601,602の組み合わされた再構成と同時に処理されうる。
最後に、ここでデータの(2k−1)の半サイクルが効果的に逆投影されているため、画像又は投影は、正しい全体の正規化結果を得るよう、1/(2k−1)でスケーリングされる。これは、当然ながら、全ての(2k−1)ビューに対してWG=1であるため、図6Aの正規化ブロック120、122から流れる。
図10A及び図10Bを参照するに、3次元「肋骨−肺」ファントムに対する典型的な結果を示す。ファントムの「肋骨」は、コーンビーム画質の厳密な試験を与えるよう3次元に向けられる。図10Aは、32×0.75mmのシミュレーションされたアキシアルスキャンを示す。z位置が9mmであるのは、検出器行のエッジに対する最大12mmの75%である。検出器開口関数G(Z)に基づく可変角度重み付けの使用は、この大きいz位置での正確な再構成を可能とする。図10B中、最大で7.2mmまでのz位置に対してのみ可能な従来技術による360°の再構成が比較のために示されている。
Claims (32)
- コーンビーム又はウェッジビーム・コンピュータ断層撮影投影データを再構成する画像再構成方法であって、
投影データを検出器開口内におけるその角度的な向き及びその位置のうちの少なくとも一方に基づいて重み付けする段階と、
体積画像表現を形成するよう前記重み付けされた投影データを再構成する段階とを有する、方法。 - 前記重み付けする段階の前に、同様の角度的な向きを有する投影データを関連づけるよう前記投影データをリビニングする段階を更に有する、請求項1記載の画像再構成方法。
- 前記重み付けする段階は、
(a)同じ角度的な向きを有するか、
(b)選択された1つ又はそれ以上の複数の平行な処理パイプラインへと180°の整数倍だけ角度的に離されているかのいずれかである、
選択された画像要素に関連づけられるリビニングされた投影データを分配する段階と、
重み付けされた投影データを生成するよう、前記選択された1つ又はそれ以上の並列処理パイプラインの出力を結合する段階とを含む、請求項2記載の画像再構成方法。 - 前記結合する段階は、
前記選択された1つ又はそれ以上の並列処理パイプラインの出力を加算する段階と、
前記選択された1つ又はそれ以上の並列処理パイプラインの重みから計算された正規化係数を適用する段階とを含む、請求項3記載の画像再構成方法。 - 前記分配する段階は、
リビニングされたデータを選択された1つ、2つ、3つ又は4つのパイプラインへと分配する段階を含む、請求項3又は4記載の画像再構成方法。 - 選択された体積素子に関連づけられる選択された数の投影データセットからの重み付けされた投影データを結合し、前記投影データセットは、前記重み付けされた投影データを生成するよう角度的に合同のモジュロ180°である、段階を更に含む、請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- 前記再構成する段階は、前記重み付けされた投影データを逆投影する段階を含む、請求項7記載の画像再構成方法。
- 前記画像表現に対応する画像エリアを複数の部分行列へ分割する段階と、
部分行列画像表現を形成するよう、前記重み付けする段階及び前記再構成する段階を、選択された部分行列に関連づけられる投影データに適用する段階と、
複数の部分行列画像表現を形成するよう、前記適用する段階を各部分行列について繰り返す段階と、
前記画像表現を形成するよう前記部分行列画像表現を組み合わせる段階とを更に含む、請求項1乃至9のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。 - 前記重み付けする段階は、開口重み付けルックアップテーブルを用いて、投影データをその検出器開口内における位置に基づいて重み付けする段階を含む、請求項1乃至10のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- 前記重み付けする段階は、前記投影データを検出器開口内における位置に基づいて重み付けする段階を含み、前記検出器開口内における位置は放物線近似を用いて推定される、請求項1乃至11のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- 前記重み付けする段階は、前記物理的な開口のエッジを越えて延びる検出器開口重みを適用する段階を含み、前記画像再構成方法は更に、
投影データを前記検出器開口を越えて外挿し、前記外挿された投影データは、前記物理的な開口のエッジを越えて延びる前記検出器開口重みの部分に従って重み付けする段階を更に含む、請求項1乃至12のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。 - 前記投影データは、180°の角度的な範囲に広がる角度的な向きと、180°の角度的な範囲の外側のオーバスキャン範囲とを含み、前記重み付け段階は、
前記180°の角度的範囲よりも上及び下にあるオーバスキャン範囲内に角度的な向きを有する投影データに補完的な角度的な重み付けを適用する段階を含む、請求項1乃至13のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。 - 前記重み付け段階は、傾いたエッジを有する仮想開口を定義する開口重み付け関数G(Z+kU)を用いて検出器開口内におけるその位置に基づき投影データを重み付けする段階を含む、請求項1乃至14のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- 前記重み付け段階は、選択された角度的なウィンドウの外側で収集された投影データの大きさを減少させる角度的な重みを適用する段階を含む、請求項1乃至15のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- 投影データをZ方向に均一に補間する段階を更に含み、前記補間する段階は少なくともV方向で角度的な変化を補正することを含む、請求項1乃至16のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- ウェッジビームの角度的な開きについて補正するよう投影データを距離重み付けする段階を更に含む、請求項1乃至17のうちいずれか一項記載の画像再構成方法。
- コーン又はウェッジビーム投影データを再構成するコンピュータ断層撮影装置であって、
コーン又はウェッジビーム投影データを、検出器開口内におけるその角度的な向き及びその位置のうちの少なくとも一方に基づいて重み付けする手段と、
体積画像表現を形成するよう前記重み付けされた投影データを再構成する再構成手段とを有する、コンピュータ断層撮影装置。 - 放射線の前記コーン又はウェッジビームを検査領域へと投影する放射線源と、
前記投影された放射線の少なくとも一部分を受信するようにされた検出器開口を定義する2次元検出器アレイとを含み、前記検出器アレイは、前記受信された放射線を前記放射線源と前記検出器アレイの間の吸収を示す投影データへ変換する、
請求項19記載の装置。 - 少なくとも前記放射線源を前記検査領域の周りで回転させる回転ガントリと、
前記検査領域内で対象を支持する支持要素とを含み、前記支持要素は前記対象を線形方向に移動させるよう配置され、前記回転ガントリ及び前記支持要素は前記対象の周りに前記放射線源の螺旋状の軌道を達成するよう協働する、請求項20記載の装置。 - 前記重み付け手段は、
投影データを並列に処理する複数の並列重み付けパイプラインを含み、各パイプラインは、選択された投影データを角度的な重み及び検出器開口重みのうちの少なくとも一方で重み付けすることを含む、請求項19乃至21のうちいずれか一項記載の装置。 - 前記重み付け手段は、
ゼロ又は180°の整数倍だけ異なる角度座標を有する補完的な又は冗長な投影データを重み付け及び結合させるよう2つ又はそれ以上の並列重み付けパイプラインを選択的に結合させる選択回路を更に含む、請求項22記載の装置。 - 前記選択回路は、その内容が前記選択回路の動作を制御する制御語を含む、請求項23記載の装置。
- 前記選択回路は、前記選択的な結合に含まれていないパイプラインによって他の投影データの並列処理を行う、請求項23又は24記載の装置。
- 前記選択的な結合に含まれていないパイプラインによる他の投影データの並列処理は、
ゼロ又は180°の整数倍だけ異なる角度的な座標を有する他の補完的な又は冗長な投影データを重み付け及び結合するよう2つ又はそれ以上の並列重み付けパイプラインの第2の選択的な結合を含む、請求項25記載の装置。 - 各パイプラインは、
角度的な座標に基づいて角度的な重みの値を適用する角度的重みプロセッサと、
検出器開口座標に基づいて開口重み値を適用する開口重みプロセッサとを含む、請求項22乃至26のうちいずれか一項記載の装置。 - 前記開口重み値を前記開口重み付けプロセッサへ供給するよう前記重み付けプロセッサと通信する開口重み付けルックアップテーブルを更に含む、請求項27記載の装置。
- 選択された画像行列の要素に関連づけられる前記投影データの補完的な又は冗長な部分を選択し、前記要素の座標を前記重み付け手段と通信する分配プロセッサを更に含む、請求項19乃至28のうちいずれか一項記載の装置。
- 前記分配プロセッサは、前記検出器開口座標と画像行列座標の間の非線形関係を用いて検出器開口座標を計算する検出器座標計算器を含む、請求項29記載の装置。
- 前記分配プロセッサは、
前記画像行列の前記要素に対応する検出器座標を計算する検出器座標計算器と、
前記検出器座標計算器によって計算される検出器座標に近い検出器座標を有する投影データを補間することにより前記投影データの補完的な部分を計算する補間器とを含む、請求項29又は30記載の装置。 - アキシアル方向での空間的に均一な補間のために投影データを選択するルックアップテーブルを更に含む、請求項19乃至31のうちいずれか一項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/274,816 US6775346B2 (en) | 2002-10-21 | 2002-10-21 | Conebeam computed tomography imaging |
PCT/IB2003/004423 WO2004034907A1 (en) | 2002-10-21 | 2003-10-08 | Conebeam computed tomography imaging |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006503619A true JP2006503619A (ja) | 2006-02-02 |
Family
ID=32093148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004544572A Withdrawn JP2006503619A (ja) | 2002-10-21 | 2003-10-08 | コーンビーム・コンピュータ断層撮影法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6775346B2 (ja) |
EP (1) | EP1562478B1 (ja) |
JP (1) | JP2006503619A (ja) |
CN (1) | CN1705455A (ja) |
AT (1) | ATE381285T1 (ja) |
AU (1) | AU2003264784A1 (ja) |
DE (1) | DE60318242D1 (ja) |
WO (1) | WO2004034907A1 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009095659A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-05-07 | Canon Inc | Ctシステム |
JP2010506645A (ja) * | 2006-10-18 | 2010-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 関心領域を撮像する撮像システム、撮像方法及びコンピュータプログラム |
JP2010155020A (ja) * | 2009-01-05 | 2010-07-15 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 画像再構成方法およびx線ct装置 |
JP2013055971A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Fujifilm Corp | 断層画像生成装置及び断層画像生成方法 |
JP2016202250A (ja) * | 2015-04-15 | 2016-12-08 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム |
JP2021502842A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 複数の異なるタイプの投影データのボクセル毎に1回のジオメトリ演算を行う単一のct逆投影器 |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002021822A2 (en) * | 2000-09-02 | 2002-03-14 | Emageon, Inc. | Methods and apparatus for streaming dicom images through data element sources and sinks |
US7170521B2 (en) * | 2001-04-03 | 2007-01-30 | Ultravisual Medical Systems Corporation | Method of and system for storing, communicating, and displaying image data |
DE10244181A1 (de) * | 2002-09-23 | 2004-04-01 | Siemens Ag | Verfahren zur Bilderstellung in der Computertomographie und CT-Gerät zur Durchführung des Verfahrens |
GB2395882B (en) * | 2002-11-28 | 2006-06-14 | Elekta Ab | Radiotherapy apparatus and operating method |
JP4201686B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2008-12-24 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | X線ct装置 |
DE102004003367B4 (de) * | 2004-01-22 | 2015-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Erzeugung von tomographischen Schnittbildern eines sich periodisch bewegenden Objektes mit einer Fokus-Detektor-Kombination |
US8774355B2 (en) * | 2004-06-30 | 2014-07-08 | General Electric Company | Method and apparatus for direct reconstruction in tomosynthesis imaging |
US7215734B2 (en) * | 2004-06-30 | 2007-05-08 | General Electric Company | Method and system for three-dimensional reconstruction of images |
US7558362B2 (en) * | 2004-07-07 | 2009-07-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Streak artifact reduction in cardiac cone beam CT reconstruction |
GB0420222D0 (en) | 2004-09-11 | 2004-10-13 | Koninkl Philips Electronics Nv | Coherent scatter imaging |
GB0420224D0 (en) * | 2004-09-11 | 2004-10-13 | Koninkl Philips Electronics Nv | Coherent scatter imaging |
JP5389436B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2014-01-15 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 心臓画像の反復的再構成のための方法及びデバイス |
JP2007000406A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X線ct撮影方法およびx線ct装置 |
JP5179007B2 (ja) * | 2005-12-01 | 2013-04-10 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | X線ct装置およびそのx線ct画像再構成方法 |
EP2030170B1 (en) * | 2006-05-26 | 2019-01-16 | Koninklijke Philips N.V. | Dynamic computed tomography imaging |
JP2008006032A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X線ct装置およびx線ct撮影方法 |
DE102006044189A1 (de) * | 2006-09-20 | 2008-04-17 | Siemens Ag | Verfahren zum Bereitstellen von vielfältig verarbeiteten Bilddaten, Verfahren zum Verarbeiten vielfältiger Bilddaten und Röntgenbildsystem |
US7885377B2 (en) * | 2006-10-23 | 2011-02-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computer tomographic apparatus, medical imaging apparatus, and medical image display apparatus |
CN102596040B (zh) * | 2009-11-03 | 2015-02-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 计算机断层摄影设备 |
EP2335593A1 (en) | 2009-12-15 | 2011-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Computed tomography apparatus |
RU2589723C2 (ru) * | 2010-09-30 | 2016-07-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Динамический фильтр для компьютерной томографии (ст) |
US9076255B2 (en) * | 2011-05-31 | 2015-07-07 | General Electric Company | Method and system for reconstruction of tomographic images |
CN103479379B (zh) * | 2013-09-06 | 2015-08-26 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种倾斜螺旋扫描的图像重建方法及装置 |
CN105093342B (zh) * | 2014-05-14 | 2017-11-17 | 同方威视技术股份有限公司 | 螺旋ct系统及重建方法 |
JP6718448B2 (ja) * | 2014-11-26 | 2020-07-08 | アリネータ・リミテッド | コンピュータ断層撮影のための画像再構成 |
CN105809088B (zh) * | 2014-12-30 | 2019-07-19 | 清华大学 | 车辆识别方法和系统 |
CN105943071A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-21 | 厦门大学 | X射线ct成像系统 |
WO2019033390A1 (en) * | 2017-08-18 | 2019-02-21 | Shenzhen United Imaging Healthcare Co., Ltd. | SYSTEM AND METHOD FOR IMAGE RECONSTRUCTION |
EP3948787A1 (en) | 2019-03-25 | 2022-02-09 | Koninklijke Philips N.V. | Cone beam artifact correction for gated imaging |
CN111476860B (zh) * | 2020-04-22 | 2023-10-24 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 图像重建方法、装置、计算机设备和存储介质 |
EP4295773A1 (en) | 2022-06-23 | 2023-12-27 | Koninklijke Philips N.V. | Ct imaging method |
CN116580115B (zh) * | 2023-03-29 | 2023-12-05 | 赛诺威盛医疗科技(扬州)有限公司 | 螺旋ct图像迭代重建方法、装置及存储介质 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4583241A (en) * | 1977-09-30 | 1986-04-15 | Technicare Corporation | X-ray tomographic apparatus |
US5485493A (en) * | 1988-10-20 | 1996-01-16 | Picker International, Inc. | Multiple detector ring spiral scanner with relatively adjustable helical paths |
US5262946A (en) * | 1988-10-20 | 1993-11-16 | Picker International, Inc. | Dynamic volume scanning for CT scanners |
US5008822A (en) * | 1988-11-25 | 1991-04-16 | Picker International, Inc. | Combined high speed backprojection and forward projection processor for CT systems |
US5430738A (en) * | 1991-01-31 | 1995-07-04 | Pioneer Electronic Corporation | Information transmission system for transmitting a digital information signal divided into packets with an information signal error diagnosis and correction function |
US5430783A (en) | 1992-08-07 | 1995-07-04 | General Electric Company | Reconstruction method for helical scanning computed tomography apparatus with multi-row detector array employing overlapping beams |
DE69502281T2 (de) * | 1994-03-30 | 1998-11-12 | Alza Corp | Verminderung der hautreizung während einer iontophoretischen abgabe von medikamenten |
US5999587A (en) * | 1997-07-03 | 1999-12-07 | University Of Rochester | Method of and system for cone-beam tomography reconstruction |
DE19835296A1 (de) * | 1998-08-05 | 2000-02-10 | Philips Corp Intellectual Pty | Computertomograph mit kegelförmigen Strahlenbündel und helixförmiger Abtastbahn |
US6324242B1 (en) | 1999-04-09 | 2001-11-27 | Arch Development Corporation | Fast reconstruction with uniform noise properties in half-scan tomography |
US6408042B1 (en) * | 2001-06-15 | 2002-06-18 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Methods and apparatus for cone beam artifact suppression in scanning imaging systems |
-
2002
- 2002-10-21 US US10/274,816 patent/US6775346B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-10-08 JP JP2004544572A patent/JP2006503619A/ja not_active Withdrawn
- 2003-10-08 WO PCT/IB2003/004423 patent/WO2004034907A1/en active IP Right Grant
- 2003-10-08 EP EP03808825A patent/EP1562478B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-08 CN CN200380101759.9A patent/CN1705455A/zh active Pending
- 2003-10-08 DE DE60318242T patent/DE60318242D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-08 AT AT03808825T patent/ATE381285T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-10-08 AU AU2003264784A patent/AU2003264784A1/en not_active Abandoned
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010506645A (ja) * | 2006-10-18 | 2010-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 関心領域を撮像する撮像システム、撮像方法及びコンピュータプログラム |
JP2009095659A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-05-07 | Canon Inc | Ctシステム |
JP2010155020A (ja) * | 2009-01-05 | 2010-07-15 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 画像再構成方法およびx線ct装置 |
JP2013055971A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Fujifilm Corp | 断層画像生成装置及び断層画像生成方法 |
JP2016202250A (ja) * | 2015-04-15 | 2016-12-08 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム |
JP2021502842A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 複数の異なるタイプの投影データのボクセル毎に1回のジオメトリ演算を行う単一のct逆投影器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2003264784A1 (en) | 2004-05-04 |
ATE381285T1 (de) | 2008-01-15 |
EP1562478A1 (en) | 2005-08-17 |
US6775346B2 (en) | 2004-08-10 |
WO2004034907A1 (en) | 2004-04-29 |
DE60318242D1 (de) | 2008-01-31 |
CN1705455A (zh) | 2005-12-07 |
EP1562478B1 (en) | 2007-12-19 |
US20040076265A1 (en) | 2004-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006503619A (ja) | コーンビーム・コンピュータ断層撮影法 | |
EP1800264B1 (en) | Image reconstruction with voxel dependent interpolation | |
US6415013B1 (en) | Backprojection methods and apparatus for computed tomography imaging systems | |
JP5019193B2 (ja) | スキャン対象に関するct画像内の再構成点における画像データ値を決定する再構成方法及びx線コンピュータ断層撮影装置 | |
US6256366B1 (en) | Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a computed tomography system using sementation of slices | |
JP5348855B2 (ja) | 対象の画像再構成方法およびその方法を実施するための装置 | |
US6678346B2 (en) | Cone-beam CT scanner with image reconstruction using multiple sub-images | |
US8600137B2 (en) | Iterative CT image reconstruction with a four-dimensional noise filter | |
EP1895906B1 (en) | Bands artifact reduction for cardiac ct imaging | |
US7403587B2 (en) | Computer tomography method using a cone-shaped bundle of rays | |
WO1992005507A1 (en) | Parallel processing method and apparatus based on the algebra reconstruction technique for reconstructing a three-dimensional computerized tomography | |
JP4553894B2 (ja) | 正確な再構成を伴うヘリカルコーンビームコンピュータトモグラフィのためのシステム及び方法 | |
EP1644897B1 (en) | A fourier tomographic image reconstruction method for fan-beam data | |
IL153370A (en) | Methods and device for parallel sampling and reconstruction with a beveled cone | |
US5341460A (en) | Method and apparatus for producing a three-dimensional computerized tomography image of an object with improved conversion of cone beam data to radon data | |
US6775347B2 (en) | Methods and apparatus for reconstructing an image of an object | |
US7050527B2 (en) | Methods and apparatus for artifact reduction in cone beam CT image reconstruction | |
Taguchi et al. | Direct cone‐beam cardiac reconstruction algorithm with cardiac banding artifact correction | |
JP3917684B2 (ja) | 物体の断層写真像を作成する方法及び装置 | |
JP2003164444A (ja) | Ctスキャナのための行単位での完全螺旋ビュー加重方法及び装置 | |
Zhao et al. | Fan beam image reconstruction with generalized fourier slice theorem | |
WO2007004196A2 (en) | Exact fbp type algorithm for arbitrary trajectories | |
US7646842B2 (en) | Methods and apparatus for reconstructing thick image slices | |
US6999550B2 (en) | Method and apparatus for obtaining data for reconstructing images of an object | |
Yin et al. | 3D analytic cone-beam reconstruction for multiaxial CT acquisitions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061005 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080116 |