JP4907946B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
P. E. Danielsson, P. Edholm, J. Eriksson and M. Seger, Towards exact 3D-reconstruction for helical cone-beam scanning of long objects. A new detector arrangement and a new completeness condition, Proc. on Fully 3D Image Reconstruction in Radiology and Nuclear Med., 141-144, 1997 V. Liu, N. R. Lariviere, and G. Wang, X-ray micro-CT with a displaced detector array: Application to helical cone-beam reconstruction, Med. Phys., 30(10), 2758-2761, 2003 D. L. Parker, Optimal short scan convolution reconstruction for fan beam CT, Med. Phys., 9 (2), 254-257, 1982 M. D. Silver, A method for including redundant data in computed tomography, Med. Phys., 27, 773-774, 2000 M. D. Silver, K. Taguchi, and K. S. Han, Field-of-view dependent helical pitch in multi-slice CT Proc. of SPIE Med. Imag. Conf. 4320, 839-850, 2001 K. Taguchi, B. S. Chiang and M. D. Silver, A new weighting scheme for cone-beam helical CT to reduce the image noise, Phys. Med. Biol., 49, 2351-2364, 2004 K. C. Tam, S. Samarasekera, and F. Sauer, Exact cone-beam CT with a spiral scan, Phys. Med. Biol., 43, 1015-1024, 1998 G. Wang, X-ray micro-CT with a displaced detector array, Med. Phys., 29(7), 1634-1636, 2002
本発明の第2局面は、検出器の検出範囲の外に位置するポイントのスキャン対象に関する投影データを補完させるX線CT装置であって、前記スキャン対象に対してX線を発生するように構成されたX線源と、前記X線を検出して、前記スキャン対象に関する螺旋状円錐ビームによるCT投影データを生成するように構成された非対称のCT検出器と、前記生成された投影データと前記CT検出器に対するポイントの座標とに基づいて、検出器の検出範囲外のポイントの投影データを補完させるように構成された補完手段とを具備することを特徴とする。
Claims (24)
- 検出器の検出範囲の外に位置するポイントのスキャン対象に関する投影データを補完し、その補完した投影データに基づいてCT画像を再構成するX線CT装置であって、
X線源の投影角度と前記検出器に関して前記ポイントの座標に基づいて、少なくとも一つの補完投影角度と、少なくとも一つの補完ポイントの座標とを決定する手段と、
前記少なくとも一つの補完ポイントに対応する少なくとも一つの重み付けを計算する手段であって、前記少なくとも一つの重み付けは、前記スキャン対象の画像を再構成する際、前記ポイントにおける前記スキャン対象に関する投影データを補完する手段とを含むことを特徴とするX線CT装置。 - 検出器の検出範囲の外に位置するポイントのスキャン対象に関する投影データを補完させるX線CT装置であって、
前記スキャン対象に対してX線を発生するように構成されたX線源と、
前記X線を検出して、前記スキャン対象に関する螺旋状円錐ビームによるCT投影データを生成するように構成された非対称のCT検出器と、
前記生成された投影データと前記CT検出器に対するポイントの座標とに基づいて、検出器の検出範囲外のポイントの投影データを補完させるように構成された補完手段とを具備することを特徴とするX線CT装置。 - 前記補完手段は、前記X線源の投影角度と前記検出器に関してポイントの座標に基づいて、少なくとも一つの補完投影角度と、少なくとも一つの補完ポイントの座標とを決定するように構成された手段と、
少なくとも一つの補完ポイントに対応する少なくとも一つの重み付けを計算するように構成された重み付け手段であって、前記少なくとも一つの重み付けは、前記スキャン対象のCT画像を再構成する際、前記ポイントにおいて前記スキャン対象の前記検出器の検出範囲外のポイントの投影データを補完するために用いられる重み付け装置とを含むことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記取得された投影データと、前記少なくとも一つの補完ポイントと、前記計算された少なくとも一つの重み付けとに基づいて、前記スキャン対象のCT画像を再構成するように構成されたCT再生装置を含むことを特徴とする請求項3に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、前記X線源の投影角度と前記検出器に関してポイントの座標に基づいて、少なくとも一つの投影角度と、少なくとも一つの補完ポイントの座標とを決定するように構成された手段と、
前記取得された投影データ、前記少なくとも一つの補完投影角度、および前記少なくとも一つの補完ポイントの座標に基づいて、前記ポイントにおいて前記投影データの値を推定することによって、前記ポイントにおいて前記スキャン対象の前記利用不可能な投影データを補完するように構成された推定手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記補完手段は、前記少なくとも一つの補完投影角度が、投影角度β+π+2γ0と、投影角度β−π+2γ0とのうちの一つとなるように決定するように構成され、ここでβは前記X線源の投影角度であって、γ0は前記スキャン対象の大きさおよび前記検出器の角度範囲に依存するパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段プロセッサは、前記少なくとも一つの補完投影角度が、投影角度β+π+2γ0と投影角度β−π+2γ0とになるように決定するように構成され、ここでβは前記X線源の投影角度であって、γ0は前記スキャン対象の大きさおよび前記検出器の角度範囲に依存するパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、前記少なくとも一つの補完投影角度が、投影角度β+nπ+2γ0と、投影角度β−nπ+2γ0とのうちの少なくとも一つとなるように決定するように構成され、ここでβは前記X線源の投影角度であって、n=1,2,…,Nであって、Nはそれについてデータが取得される螺旋状の回転の回数を表す整数であって、γ0は前記スキャン対象の大きさおよび前記検出器の角度範囲に依存するパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、前記少なくとも一つの補完投影角度が、投影角度β+π+2γk(k=1,…,K)の少なくとも一つ、または投影角度β−π+2γk(k=1,…,K)の少なくとも一つとなるように決定するように構成され、ここでkは整数であって、Kは所定の整数であって、γk,k=1,…,Kは前記投影データの濃さ、前記スキャン対象の大きさ、および前記検出器の角度範囲に依存するパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、前記少なくとも一つの補完投影角度が、投影角度β+π+2γk(k=1,…,K)と、投影角度β−π+2γk(k=1,…,K)とのうちの少なくとも一つとなるように決定するように構成され、ここでkは整数であって、Kは所定の整数であって、γk,k=1,…,Kは前記投影データの濃さ、前記スキャン対象の大きさ、および前記検出器の角度範囲に依存するパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、前記少なくとも一つの補完投影角度が、投影角度β+nπ+2γk(n=1,…,N,k=1,…,K)と、投影角度β−nπ+2γk(n=1,…,N,k=1,…,K)とのうちの少なくとも一つとなるように決定するように構成され、ここでkとnは整数であって、Nはそれについてデータが取得される螺旋状の回転の回数を表す整数であって、Kは所定の整数であって、γk,k=1,…,Kは前記投影データの濃さ、前記スキャン対象の大きさ、および前記検出器の角度範囲に依存するパラメータであることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は一つの螺旋状の方向に沿って少なくとも一つの補完的な角度を決定するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は両方の螺旋状の方向に沿って少なくとも一つの補完的な角度を決定するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は両方の螺旋状の方向に沿って所定の回数内の螺旋状の回転において少なくとも一つの補完的な角度を決定するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、二つの補完投影角度と、前記二つの補完投影角度に対応する二つの補完ポイントの座標とを決定するように構成され、前記推定装置は前記二つの補完投影角度および二つの補完ポイントの座標に基づいて、前記投影データの値を推定するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、一つの補完投影角度と、前記一つの補完投影角度に対応する一つの補完ポイントの座標とを決定するように構成され、前記推定装置は前記一つの補完ポイントの座標に基づいて、最も近接な補間、線形、および非線形の補間のうちの一つを用いて、前記投影データの値を推定するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記補完手段は、二つの補完投影角度と、前記二つの補完投影角度に対応する二つの補完ポイントの座標とを決定するように構成され、前記推定装置は前記二つの補完ポイントの各々に関して、最も近接な補間、線形、および非線形の補間のうちの一つを独立的に用いて、前記投影データの値を推定して二組の補間された座標を取得するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
- 前記推定装置は、二組の補間された座標の各々で投影データを組み合わせて前記投影データの値を取得するように構成された組み合わせ装置を含むことを特徴とする請求項21に記載のX線CT装置。
- 前記組み合わせ装置は、重み付けw1=3x2−2x3およびw2=1−w1とを用いて(ここで、x=(v−vfbot)(vftop−vfbot),vfbot≦v≦vftopであり、vftopとvfbotとは所定のパラメータである)、二組の補間された座標の各々で投影データを線形に組み合わせるように構成されることを特徴とする請求項22に記載のX線CT装置。
- 前記検出器の所定のフェザー領域内でフェザー・ポイントを選択する手段と、
(1)フェザーX線源の投影角度と前記検出器に関連した前記フェザー・ポイントの座標とに基づいて、少なくとも一つのフェザーの補完的な角度と少なくとも一つのフェザー補完ポイントの座標とを決定し、(2)前記取得された投影データと、前記少なくとも一つのフェザーの補完投影角度と、前記少なくとも一つのフェザー補完ポイントの座標とに基づいて、前記フェザー・ポイントにおいて前記投影データ値を推定し、(3)重み付けwu=3x2−2x3および1−wuとをそれぞれ用いて(ここで、x=(uT−u)/(uT−uF)であり、uFとuTは前記検出器の所定の範囲を決定するパラメータである)、前記フェザー・ポイントにおける前記推定された投影データ値と、前記フェザー・ポイントにおける前記取得された投影データとを線形に組み合わせるように構成されるフェザー装置とを含むことを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
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