JP2011031070A - 半撮影域のみをカバーする縮小サイズ検出器を利用するコンピュータ断層撮影システムに用いる装置及び方法 - Google Patents
半撮影域のみをカバーする縮小サイズ検出器を利用するコンピュータ断層撮影システムに用いる装置及び方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 各投影ビューごとに、CTシステムのアイソセンタの最も近傍にある検出器素子から1つの検出器素子の値Vaを選定し、この選定した検出器素子に対して、反対方向からまたは同じ方向の順方向投影から、その検出器素子の値Vbを推定する。次いで、VaとVbの間の違いを除去できる平滑化関数を選択する。次いで、この平滑化関数を適用してVaとVbの間の違いを除去する。次いで、重み関数を適用して、真の投影データと推定した投影データを組み合わせたときの段差をなだらかにして、平滑な移行領域を生成する。
【選択図】図3
Description
2.同じ検出器素子に対して、推定値を(すなわち、代替のビューからの補間 投影データ(PDT)を介して、あるいは再構成データの順方向投影(F PT)により)取得する(22)。以下においてこれをVbで表す。
3.適切な平滑化関数を生成する(23)。
4.平滑化関数によってVaとVbの間の違いを低減させて、これをイメージ ング・システムの撮影域の中心の近傍の領域内で段階的に平滑化する(2 4)。
上式において、x0 は検出器素子の値Vaに対応する検出器位置からの距離の絶対値であり、aはこの平滑化関数に関する曲線の傾きを制御するための係数である。この指数関数は、中心射線位置(検出器上へのイメージング・システムの回転中心の投影に対応する検出器位置)の一方の側に位置する投影値に対して加算(減算)されてより低い(高い)推定値を上昇(低下)させると共に、この指数関数は中心射線位置の別の側の投影値に対して加算(減算)されてより高い(低い)本来の値を低下(上昇)させている。換言すると、真の投影データと推定した投影データを組み合わせることにより、中心射線の位置での投影データの不一致を低減する方法を提供できる。したがって、このプロセスにより、アーチファクトを低減または除去させた平滑なデータ移行領域を提供することができる(25)。
fθ′(n)=0 (1<n<N2の場合) (式3)
この双方は被検体の同じ位置を横切っているので、理想的には、fθ(N2 )はfθ ′(N2 )と全く同じであるはずである。しかし、以下の理由によりこうしたことは起こり得ない。
(b)スキャン・サイクル中の被検体/患者の動きにより各順方向/反対方向 射線の対に付加的な誤差が導入されること。
(c)これまでに、効率のよい完全な補間スキームが開発されていないこと。すなわち、補間のプロセスにより誤差が導入されること。
δW/δn=δW’/δn=0 (n=N2±Δnの位置で) (式5)
上式において、ΔnはW及びW’の平滑さの程度を設定しており、δは微分演算子である。さらに、この種の用途に関する従来の平滑化関数は、一般にフェザリング関数(feathering function) としても知られていることに留意されたい。W及びW’を用いて順方向と反対方向の射線の間の移行領域を発見している。平滑化関数を正しく作用させるためには、Δnはゼロを超える整数でなければならないことに留意されたい。実際に、Δnが大きいほど、その平滑化関数はより良好に作用する。しかし、Δnを大きくし過ぎると中心射線位置の検出器素子であるN2 を超えて延びるように追加の検出器素子を用いることが必要となる。したがって、Δnの選択では、Δnが十分に大きいが、移行領域に対して追加の検出器素子の付加を要する程に大きくはないようにする必要がある。こうしたことから、fθ及びfθ ′は次式の限界を有している。
fθ ′(n)=0 (1<n<N2−Δnの場合) (式7)
逆投影プロセスで使用されている実際の検出器信号は、Wfθ及びW’fθ ′である。移行領域をより広くすると順方向と反対方向の射線の間のミスマッチング誤差の多くが除去される傾向があるため、各半撮影域(FOV)投影データに対して反対方向の射線を構成する必要がないことにさらに留意されたい。換言すると、各半FOVデータ(及び追加のΔnの検出器の各値)にゼロを埋め込み長さがNの検出器データを取得し、続いて従来のフィルタ補正投影手順を実行する。補間は必要でない。
gθ′(n)=fθ′(n)+pθ(n−N2) (式9)
(式8)及び(式9)からgθ (N2 )=gθ ′(N2 )となる。
1.(式2)に従ってゼロを埋め込んで、fθ (n)と呼ぶ、本来の半FOV投影データを取得する。
2.反対方向の射線の組fθ ′(n)を取得し、(式3)に従ってゼロを埋め込む。
3.(式8)及び(式9)に従い、ステップ状誤差d(θ)に基づいて平滑化関数を適用する(ここでd(θ)=fθ(N2)−fθ′(N2))。
4.gθ (n)及びgθ ′(n)を積算しN個の検出器データからなる1つの組、すなわち、hθ(n)を形成する。ここで、N2 <n<Nのときは、 hθ(n)=gθ(n)であり、1<n<N2 のときは、hθ(n)=gθ′(n)である。
5.hθ(n)に対して従来のフィルタ補正逆投影を適用する。
6.すべての投影角度に対してステップ1〜5を繰り返す。
2.本手法の第2回目の繰り返しで、順方向投影法を使用して半FOV投影デ ータの各組に対する「反対方向の射線」を取得し、これらを上記に概説し たステップ3〜6に従って投影データの完全な組になるように結合させる 。
3.このプロセスが収斂するまで、すなわちその画像の品質が改善されなくな るまで、ステップ2を継続する。
Claims (2)
- 被検体の投影データを取得するための立体的コンピュータ断層撮影(VCT)システムであって、
被検体にX線を投射するX線源と、
X線源から投射されたX線を受け取って、入射するX線に応答して電気信号を発生する検出器であって、当該検出器上へのCTシステムの回転中心の投影に対応する中心位置を基準として、当該検出器の幅の半分だけシフトさせた検出器と、
前記検出器から前記電気信号を読み出し、これをディジタル信号に変換するデータ収集システムと、
データ収集コンポーネントから前記ディジタル信号を受け取り、再構成アルゴリズムを実行することができるコンピュータであって、該コンピュータは、データ収集コンポーネントに前記ディジタル信号を処理させているときに、画像を再構成する、コンピュータと、を備える立体的コンピュータ断層撮影システム。 - コンピュータ断層撮影(CT)システムを使用して被検体の投影データを取得するための方法であって、
X線源からX線を被検体に投射するステップと、
検出器の各投影ビューにおいて投射されたX線をCTシステムの検出器で受け取るステップであって、前記検出器は複数の検出器素子より構成されると共に、検出器上に入射するX線に応答して電気信号を発生する、ステップと、
前記電気信号をディジタル化するステップと、
各投影ビューごとに、CTシステムのアイソセンタの最も近くにある検出器素子に対する検出器素子の値Vaを選定するステップと、
前記選定した検出器素子に対して、反対方向からの補間、または同じ方向の順方向投影によって、該検出器素子に対する値Vbを推定するステップと、
VaとVbの間の違いを除去することができる平滑化関数を選択するステップと、
平滑化関数を適用してVaとVbの間の違いを除去するステップと、
重み関数を利用して、真の投影データと推定した投影データを組み合わせたときの段差をなだらかにして、平滑な移行領域を生成するステップと、を含む方法。
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