JP2826297B2 - 光ｃｔの再構成方法 - Google Patents
光ｃｔの再構成方法Info
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- JP2826297B2 JP2826297B2 JP8196440A JP19644096A JP2826297B2 JP 2826297 B2 JP2826297 B2 JP 2826297B2 JP 8196440 A JP8196440 A JP 8196440A JP 19644096 A JP19644096 A JP 19644096A JP 2826297 B2 JP2826297 B2 JP 2826297B2
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- light
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- optical
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いたコンピ
ュータ断層撮影法（光ＣＴ；光ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍ
ｏｇｒａｐｈｙ）における、被検体を透過した光を受光
して得た受光信号に基づいて、その被検体の、光の光路
を含む断層面内の光の吸収分布を表わす断層画像を得る
再構成方法に関する。
ュータ断層撮影法（光ＣＴ；光ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍ
ｏｇｒａｐｈｙ）における、被検体を透過した光を受光
して得た受光信号に基づいて、その被検体の、光の光路
を含む断層面内の光の吸収分布を表わす断層画像を得る
再構成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線を用いたＸ線ＣＴが、医療等
の分野で実現されており、近年では、光を使った断層撮
影法（光ＣＴ）を生体に適用するための研究が盛んに行
なわれている。生体は高散乱体であるため生体に照射さ
れた光は多重散乱を繰り返しながら吸収されて生体の外
部に出てくる。このようにして生体の外部に出射した光
のうち、生体内で散乱を受けずに前方方向に出てくる光
のみを検出することにより生体の吸収プロファイルを得
る方法として、時間幅の極めて狹いパルス光を被検体に
照射しその被検体からの出射光のうちの最も初期の出射
光のみを検出対象とするいわゆる時間ゲイト法や、被検
体の出射光と所定の参照光とを重ね合わせて被検体内を
直進した成分のみの干渉信号を得るヘテロダイン検出法
等が知られている。しかしながら、これらの方法を用い
て生体内部を直進した光のみを検出対象としたのでは極
めて微弱な光を検出する必要があり、実用的な大きさの
被検体の場合、光の減衰が大き過ぎ得て測定は不能とな
る。実用的な大きさの被検体の測定を実施するために
は、入射軸から少し離れた領域の前方散乱情報、すなわ
ち、完全な直進光のみではなく、被検体内で散乱を受け
て前方に出射する光も含めて検出対象とする必要があ
る。
の分野で実現されており、近年では、光を使った断層撮
影法（光ＣＴ）を生体に適用するための研究が盛んに行
なわれている。生体は高散乱体であるため生体に照射さ
れた光は多重散乱を繰り返しながら吸収されて生体の外
部に出てくる。このようにして生体の外部に出射した光
のうち、生体内で散乱を受けずに前方方向に出てくる光
のみを検出することにより生体の吸収プロファイルを得
る方法として、時間幅の極めて狹いパルス光を被検体に
照射しその被検体からの出射光のうちの最も初期の出射
光のみを検出対象とするいわゆる時間ゲイト法や、被検
体の出射光と所定の参照光とを重ね合わせて被検体内を
直進した成分のみの干渉信号を得るヘテロダイン検出法
等が知られている。しかしながら、これらの方法を用い
て生体内部を直進した光のみを検出対象としたのでは極
めて微弱な光を検出する必要があり、実用的な大きさの
被検体の場合、光の減衰が大き過ぎ得て測定は不能とな
る。実用的な大きさの被検体の測定を実施するために
は、入射軸から少し離れた領域の前方散乱情報、すなわ
ち、完全な直進光のみではなく、被検体内で散乱を受け
て前方に出射する光も含めて検出対象とする必要があ
る。
【０００３】しかしながら、この場合、検出対象とする
出射光被検体内で散乱した光が含まれることから、その
出射光が担持する被検体情報の質が劣化することとな
り、光ＣＴ法により再構成して断層像を得ても分解能の
劣化した画像しか得られないおそれがある。
出射光被検体内で散乱した光が含まれることから、その
出射光が担持する被検体情報の質が劣化することとな
り、光ＣＴ法により再構成して断層像を得ても分解能の
劣化した画像しか得られないおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、光ＣＴにおいて、分解能の優れた断層像を得るた
めの再構成方法を提供することを目的とする。
鑑み、光ＣＴにおいて、分解能の優れた断層像を得るた
めの再構成方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光ＣＴの再構成方法は、被検体を透過した光を受光
して得た受光信号に基づいて被検体の断層面内の光の吸
収分布を表わす断層像を得る光ＣＴの再構成方法におい
て、断層像の各ピクセルに、被検体を透過する光の光路
に沿って下流側ほど大きなウェイトを与えて、再構成の
ための逆投影演算を実行することをことを特徴とする。
明の光ＣＴの再構成方法は、被検体を透過した光を受光
して得た受光信号に基づいて被検体の断層面内の光の吸
収分布を表わす断層像を得る光ＣＴの再構成方法におい
て、断層像の各ピクセルに、被検体を透過する光の光路
に沿って下流側ほど大きなウェイトを与えて、再構成の
ための逆投影演算を実行することをことを特徴とする。
【０００６】ここで、上記本発明の光ＣＴの再構成方法
において、断層像にあらわれる被検体の輪郭を抽出し、
その輪郭の内部領域についてウェイトを与えて、再構成
のための逆投影演算を実行することが好ましい。被検体
から前方（検出器側）に出射した前方散乱光は、検出器
に近い側では散乱されずに直進した可能性が高く、被検
体への光の入射側ほど散乱された可能性が高まる。すな
わち、その前方散乱光に含まれる被検体情報のうち、被
検体の検出器に近い側い部分の情報は信頼性が高く、検
出器から離れた部分（入射側に近い部分）の情報ほど情
報の信頼性が低下する。
において、断層像にあらわれる被検体の輪郭を抽出し、
その輪郭の内部領域についてウェイトを与えて、再構成
のための逆投影演算を実行することが好ましい。被検体
から前方（検出器側）に出射した前方散乱光は、検出器
に近い側では散乱されずに直進した可能性が高く、被検
体への光の入射側ほど散乱された可能性が高まる。すな
わち、その前方散乱光に含まれる被検体情報のうち、被
検体の検出器に近い側い部分の情報は信頼性が高く、検
出器から離れた部分（入射側に近い部分）の情報ほど情
報の信頼性が低下する。
【０００７】そこで、本発明では、逆投影（バックプロ
ジェクション）を行なうにあたり、断層像の各ピクセル
に、被検体を透過する光の光路に沿って下流側ほど大き
なウェイトを与える。これにより、再構成により得られ
た断層像は、一律のウェイトを持ったこれまでの再構成
により得られる断層像と比べ分解能の優れた断層像を得
ることができる。
ジェクション）を行なうにあたり、断層像の各ピクセル
に、被検体を透過する光の光路に沿って下流側ほど大き
なウェイトを与える。これにより、再構成により得られ
た断層像は、一律のウェイトを持ったこれまでの再構成
により得られる断層像と比べ分解能の優れた断層像を得
ることができる。
【０００８】ウェイトを与えるにあたっては、散乱は被
検体内部で生じるため、被検体の輪郭を求めて被検体内
部領域のみウェイトを与えると、一層正確なウェイトを
与えることができ、一層高画質の断層像を得ることがで
きる。尚、本発明は、上述した時間ゲイト法や光ヘテロ
ダイン法と組み合わせて用いることもできる。時間ゲイ
ト法や光ヘテロダイン法は直進光を抽出することができ
る点で優れているが、時間ゲイト法によるゲイト時間を
長くしたり、すなわち被検体から出射した光のうちある
程度の長時間の出射光を検出対象としたり、光ヘテロゲ
イン法において参照光軸に幅を持たせるなどにより、検
出光量をあげることによる情報の劣化を回復し、高画質
の断層像を得ることができる。
検体内部で生じるため、被検体の輪郭を求めて被検体内
部領域のみウェイトを与えると、一層正確なウェイトを
与えることができ、一層高画質の断層像を得ることがで
きる。尚、本発明は、上述した時間ゲイト法や光ヘテロ
ダイン法と組み合わせて用いることもできる。時間ゲイ
ト法や光ヘテロダイン法は直進光を抽出することができ
る点で優れているが、時間ゲイト法によるゲイト時間を
長くしたり、すなわち被検体から出射した光のうちある
程度の長時間の出射光を検出対象としたり、光ヘテロゲ
イン法において参照光軸に幅を持たせるなどにより、検
出光量をあげることによる情報の劣化を回復し、高画質
の断層像を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の一実施形態の説明図であ
る。被検体１０を光源２１と検出器２２との間に配置
し、光源２１から出射した光ビーム２１ａを被検体１０
に入射させて、被検体１０からの出射光２１ｂの、断層
面内（図１の紙面内）の一次元的な強度分布（プロファ
イル）４０を検出する。１つのプロファイルを得た後回
転中心Ｏを中心として、図示の矢印の方向に回転させ
る。この操作を繰り返して全方向のプロファイルを得
る。
説明する。図１は、本発明の一実施形態の説明図であ
る。被検体１０を光源２１と検出器２２との間に配置
し、光源２１から出射した光ビーム２１ａを被検体１０
に入射させて、被検体１０からの出射光２１ｂの、断層
面内（図１の紙面内）の一次元的な強度分布（プロファ
イル）４０を検出する。１つのプロファイルを得た後回
転中心Ｏを中心として、図示の矢印の方向に回転させ
る。この操作を繰り返して全方向のプロファイルを得
る。
【００１０】逆投影にあたっては、光源２１と検出器２
２との間を直線で結んだときの、その直線の、光源２１
と検出器２２との間を、例えば１０等分し、光源２１側
ほど小さな、検出器２２側ほど大きなウェイトを、再構
成領域３０内の、メモリ上の各ピクセルに与えて、検出
器２２から光源２１に向かう図１に破線で示す矢印の方
向の逆投影（バックプロジェクション）を全データにつ
いて実行する。これを、各角度毎ウェイトを変更しなが
ら順次実行し、断層像を再構成する。
２との間を直線で結んだときの、その直線の、光源２１
と検出器２２との間を、例えば１０等分し、光源２１側
ほど小さな、検出器２２側ほど大きなウェイトを、再構
成領域３０内の、メモリ上の各ピクセルに与えて、検出
器２２から光源２１に向かう図１に破線で示す矢印の方
向の逆投影（バックプロジェクション）を全データにつ
いて実行する。これを、各角度毎ウェイトを変更しなが
ら順次実行し、断層像を再構成する。
【００１１】こうすることにより、ウェイトを与えずに
逆投影（バックプロジェクション）を行なった場合と比
べ、高分解能の断層像を得ることができる。図２は、本
発明のもう１つの実施形態の説明図である。ここでは、
例えばウェイトを与えずに、あるいは図１を参照して説
明した、被検体１０の断面形状を無視して光源と検出器
との間を等分してウェイトを与える方法により、ウェイ
トを与えて一旦再構成を行ない、断層像を得る。その
後、その断層像から被検体１０の輪郭１０ａを抽出し、
その輪郭１０ａ上の出射点ｐから光源側に向かう距離ｘ
の関数としてウェイトを定義する。
逆投影（バックプロジェクション）を行なった場合と比
べ、高分解能の断層像を得ることができる。図２は、本
発明のもう１つの実施形態の説明図である。ここでは、
例えばウェイトを与えずに、あるいは図１を参照して説
明した、被検体１０の断面形状を無視して光源と検出器
との間を等分してウェイトを与える方法により、ウェイ
トを与えて一旦再構成を行ない、断層像を得る。その
後、その断層像から被検体１０の輪郭１０ａを抽出し、
その輪郭１０ａ上の出射点ｐから光源側に向かう距離ｘ
の関数としてウェイトを定義する。
【００１２】すなわち、ウェイトｗを、 ｗ＝ｆ（ｘ） ……（１） として、再度再構築を行なう。こうすることにより、一
層正確なウェイトを与えることができ、一層高画質の断
層像を得ることができる。ただし（１）式のようにウェ
イトを与えると、輪郭１０ａの内部のピクセルの各角度
のウェイトの総和は、各ピクセルごとに異なることにな
る。そこでこの場合、ピクセルごとのウェイトの総和が
等しくなるように再構成後にピクセルごとにウェイトの
逆数が掛け合わせる。こうすることによりウェイトの総
和の違いが補正される。
層正確なウェイトを与えることができ、一層高画質の断
層像を得ることができる。ただし（１）式のようにウェ
イトを与えると、輪郭１０ａの内部のピクセルの各角度
のウェイトの総和は、各ピクセルごとに異なることにな
る。そこでこの場合、ピクセルごとのウェイトの総和が
等しくなるように再構成後にピクセルごとにウェイトの
逆数が掛け合わせる。こうすることによりウェイトの総
和の違いが補正される。
【００１３】尚、プロファイルに適当なコンボリュウシ
ョン関数を掛けて補正した後、逆投影を行なうこと等は
従来方式と同様である。
ョン関数を掛けて補正した後、逆投影を行なうこと等は
従来方式と同様である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来と比べ高画質の断層像を再構成することができる。
従来と比べ高画質の断層像を再構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明のもう１つの実施形態の説明図である。
１０ 被検体 ２１ 光源 ２１ａ 光ビーム ２１ｂ 出射光 ２２ 検出器 ３０ 再構成領域 ４０ プロファイル
Claims (2)
- 【請求項１】 被検体を透過した光を受光して得た受光
信号に基づいて該被検体の断層面内の光の吸収分布を表
わす断層像を得る光ＣＴの再構成方法において、 前記断層像の各ピクセルに、被検体を透過する光の光路
に沿って下流側ほど大きなウェイトを与えて、再構成の
ための逆投影演算を実行することをことを特徴とする光
ＣＴの再構成方法。 - 【請求項２】 前記断層像にあらわれる被検体の輪郭を
抽出し、該輪郭の内部領域についてウェイトを与えて、
再構成のための逆投影演算を実行することを特徴とする
請求項１記載の光ＣＴの再構成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196440A JP2826297B2 (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 光ｃｔの再構成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196440A JP2826297B2 (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 光ｃｔの再構成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1033542A JPH1033542A (ja) | 1998-02-10 |
| JP2826297B2 true JP2826297B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16357866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8196440A Expired - Lifetime JP2826297B2 (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 光ｃｔの再構成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826297B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000304689A (ja) | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Hiroyuki Ogawa | 投影観察方法、微生物検査方法および投影検出装置 |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP8196440A patent/JP2826297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1033542A (ja) | 1998-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980818 |