JP4977007B2

JP4977007B2 - 複数の焦点取得方法及び装置

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Publication number: JP4977007B2
Application number: JP2007503463A
Authority: JP
Inventors: ケーラー，トーマス; ボンツス，クラース
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2025-03-07
Also published as: EP1728207A2; US7570730B2; CN1934586A; US20080095299A1; WO2005091216A3; EP1728207B1; JP2007529258A; CN100573580C; WO2005091216A2

Description

本発明は、例えば、医療用アプリケーションにおける画像処理の分野に関する。特に、本発明は、対象のオブジェクトの投影データ集合を処理する方法、データ処理装置、ＣＴスキャナシステム及びそれぞれのコンピュータプログラムに関する。

最近のハイエンドのＣＴシステムの開発についての傾向は明確に次のように理解できる。検出器列の数及びコーン角は、益々短縮されてきたガントリ回転時間の関連付けられて大きくなっている。再構成の観点から、種々のアルゴリズムは、全ての種類のシステム不完全性に対して、関連するそれらアルゴリズムの数値的安定性、速度及びそれらの感度が評価される必要がある。螺旋状走査についての再構成アルゴリズムは、近似グループ及び正確なグループの２つのグループに大きく分類される。

近似アルゴリズムは、速度、即ち、短い再構成時間について最適化される。しかしながら、ビジネスの観点からは、画像の高品質及びＣＴスキャナシステムで実施される正確なアルゴリズムが存在するという事実は、売上高に重大な影響を与える。正確なアルゴリズムは数式に基づき、それらの数式は、連続する数学的関数が、誤差を伴うことなく、再構成されることを確実にする。それらの数式は、通常、ラドン反転の知識を用いて導き出される。正確な方法は、速度が遅く、打切り誤差に対して弱いという不利点を抱えている。

しかしながら、そのような状況は、ＡｌｅｘａｎｄｅｒＫａｔｓｅｖｉｃｈが、つい最近、文献“ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｅｘａｃｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｓｐｉｒａｌｃｏｎｅｂｅａｍＣＴ”，ｂｙＡ．Ｋａｔｓｅｖｉｃｈ，ＰｈｙｓｉｃｓｉｎＭｅｄｉｓｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．４７，ｐｐ２５８３−２５９７（２００２）に記載されている螺旋状ＣＴについての新しい正確な再構成アルゴリズムを発表したため、変化している。

コーンビームＣＴ（例えば、ＰＩ又は３−ＰＩ取得）についての数値的に有効なフィルタリング逆投影タイプアルゴリズムはＫａｔｓｅｖｉｃｈの研究に基づいている。一般に、第１前処理ステップにおいては、平行光線の取り出しは、コーンビーム幾何学的構成における１／ｓｉｎγ（γはＫａｔｓｅｖｉｃｈ面における角度である）による畳み込みにより後続されて、計算される必要がある。更なる詳細については、文献“ＡｑｕａｓｉｅｘａｃｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｈｅｌｉｃａｌＣＴｕｓｉｎｇａ３−Ｐｉａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ”ｂｙＢｏｎｔｕｓ，Ｋｏｅｈｌｅｒ，ａｎｄＰｒｏｋｓａ，ＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．３０，ｐｐ２４９３−２５０２（２００３）を参照することができ、その文献の援用により本発明の説明の一部を代替する。全てのそれらの方法は、現在では、所謂、低分解能モードに限定され、その場合、検出器の分解能より大きい分解能で画像を得るように、複数の焦点の取得も検出器の１／４波長シフトも用いることはできない。
"ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｅｘａｃｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｓｐｉｒａｌｃｏｎｅｂｅａｍＣＴ"，ｂｙＡ．Ｋａｔｓｅｖｉｃｈ，ＰｈｙｓｉｃｓｉｎＭｅｄｉｓｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．４７，ｐｐ２５８３−２５９７（２００２） "ＡｑｕａｓｉｅｘａｃｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｈｅｌｉｃａｌＣＴｕｓｉｎｇａ３−Ｐｉａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ"ｂｙＢｏｎｔｕｓ，Ｋｏｅｈｌｅｒ，ａｎｄＰｒｏｋｓａ，ＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．３０，ｐｐ２４９３−２５０２（２００３）

本発明の目的は、改善された最終画像を提供することである。

請求項１に記載した本発明の例示としての実施形態にしたがって、上記の目的は、対象のオブジェクトの投影データ集合を処理する方法であって、投影データは、ビームを生成する電磁放射線源により及びビームを検出する放射線検出器により取得される、方法により達成される。この本発明の例示としての実施形態にしたがって、投影データ集合は、第１幾何学的構成から第２幾何学的構成にリビニングされ、その結果、第１リビニング投影データ集合が得られ、第２幾何学的構成における第１リビニング投影データ集合の第２径方向分解能は、第１幾何学的構成における投影データ集合の第１径方向分解能より高い。

換言すれば、投影データ集合の再分類が、例えば、補間を実行することにより実行され、その結果、リビニング投影データ集合の改善された分解能が得られる。

請求項２に記載した本発明の例示としての実施形態にしたがって、第１形状における投影データ集合は第１焦点データ集合及び第２焦点データ集合を有し、第１焦点データ集合は電磁放射線源から出射される電磁放射線の検出器に関連する焦点の第１位置で取得され、第２焦点データ集合は電磁放射線源から出射される電磁放射線の検出器に関連する焦点の第２位置で取得される。

それ故、この本発明の例示としての実施形態にしたがって、２つのデータ集合が取得され、第１データ集合は放射線源の第１焦点設定に対応し、第２データ集合は放射線源の第２焦点設定に対応する。有利であることに、異なる焦点設定を伴う２つのデータ集合を取得することにより、及びリビニングステップにおいてそれらの２つのデータ集合を結合させることにより、投影データ集合の径方向分解能の向上が達成される。有利であることに、焦点位置のシフトは高速に且つ容易に実行することができる手順であり、何れの機械的動作を必要とせず、それ故、通常のデータ取得中に実行することが可能である。

本発明の他の例示としての実施形態については請求項３に記載した、その実施形態においては、第１リビニング投影データ集合を第２幾何学的構成から第３幾何学的構成にリビニングするステップを更に有し、その結果、第２リビニング投影データ集合が得られる。第２リビング投影データ集合は第３焦点データ集合を有し、第３焦点データ集合の第３径方向分解能は、投影データの第１径方向分解能より大きい。

有利であることに、この本発明の例示としての実施形態にしたがって、投影データ集合の第２リビニングは、リビニングが最初の幾何学的構成に戻ることを可能にする。しかし、ここで、２倍のリビニング投影データ集合は、この本発明の例示としての実施形態にしたがって、１つのみの焦点データ集合を有し、２つの焦点データ集合を有しない（それら２つのリビニングステップの前になされたように）。有利であることに、この本発明の例示としての実施形態にしたがって、データ集合は、電磁放射線源の焦点の一の位置のデータ集合である最初の幾何学的構成において及び、高放射線分解能、例えば、２倍の放射線分解能を有して生成されることが可能である。

請求項４に記載した、本発明の他の例示としての実施形態にしたがって、第１幾何学的構成はファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一であり、第２幾何学的構成は平行ビーム幾何学的構成である。更に、第３幾何学的構成は、ファンビーム幾何学的構成はファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一である。

有利であることに、この本発明の例示としての実施形態にしたがって、データ集合の投影はコーンビーム幾何学的構成において取得され、次いで、高放射線分解能の平行ビーム幾何学的構成に対してリビニングされる。第２リビニングステップにおいて、投影データ集合はコーンビーム幾何学的構成に戻るようにリビニングされる。ここでは、平行投影の高分解能が維持され、その結果、オリジナルのコーンビーム分解能より高い分解能を有するコーンビーム投影の集合が得られる。

請求項５及び６に記載した本発明の他の例示としての実施形態にしたがって、第１形状から第２幾何学的構成への投影データ集合のリビニングは第１角度補間により実行され、第２幾何学的構成から第３幾何学的構成への投影データ集合のリビニングは第２角度補間により実行され、第１角度補間及び第２角度補間は一定のファン角度を有するビュー角の方向に実行される。

有利であることに、これは、投影の高速処理を可能にする。

更に、請求項７に記載した本発明の他の例示としての実施形態にしたがって、対象のオブジェクトの再構成がフィルタリング逆投影アルゴリズムにより実行される。データは、ボクセル依存性拡大を用いて、直接、逆投影されるか又は、拡大を伴わずに単純な逆投影により後続される他の平行リビングが適用される。

有利であることに、この本発明の例示としての実施形態にしたがって、フィルタリング逆投影手順は、例えば、文献“ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｅｘａｃｔｉｎｖｅｒｓｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍＦｆｏｒａｐｉｒａｌｃｏｎｅ−ｂｅａｍＣＴ”，ｂｙＡ．Ｋａｔｓｅｖｉｃｈ，ＰｈｙｓｉｃｓｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．４７，ｐｐ２５８３−２５９７（２００２）の研究に基づくアルゴリズムのような適切なアルゴリズムであることが可能であり、その文献の援用により本発明の説明の一部を代替する。これは、投影データ集合の高速且つ適切な処理を提供することが可能である。

多色ｘ線は適切な画像分解能を生成する及び供給することが容易であるため、多色ｘ線源の適用は有利である。ＣＴ走査システムの幾何学的構成、例えば、コーンビーム幾何学的構成又はファンビーム幾何学的構成は異なるデザインを有するため、本発明の例示としての実施形態のための方法は複数の異なるスキャナシステムに適用されることが可能であり、ＣＴスキャナシステムに限定されないが、ＰＥＴ（陽電子放出型断層撮像）スキャナシステム又はＳＰＥＣＴ（単光子放出型コンピュータ断層撮像）スキャナシステムに適用されることが可能である。

請求項９及び１０に記載した本発明の他の例示としての実施形態は、第１幾何学的構成から第２幾何学的構成に投影データ集合をリビニングすることにより、対象のオブジェクトの投影データ集合を処理するためのデータ処理装置を提供し、その結果、投影データ集合の径方向分解能の改善が得られる。

請求項１１及び１２に記載した本発明の他の例示としての実施形態にしたがって、本発明にしたがった方法の例示としての実施形態にしたがったデータ集合を記憶するためのメモリと、対象のオブジェクトの投影データ集合の処理を実行するためのデータ処理器とを有するＣＴスキャナシステムが提供される。

本発明はまた、コンピュータプログラムに関し、例えば、画像処理器のような処理器において実行されることが可能である。そのようなコンピュータプログラムは、例えば、ＣＴスキャナシステムの一部であることが可能である。本発明の例示としての実施形態にしたがったコンピュータプログラムについては、請求項１３及び１４に記載されている。そのコンピュータプログラムは、好適には、データ処理器のワーキングメモリにロードされることが可能である。データ処理器は、それ故、本発明の方法の例示としての実施形態を実行するように備えられる。そのコンピュータプログラムは、何れの適切なプログラミング言語、例えば、Ｃ＋＋で書かれることが可能であり、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ読み出し可能媒体に記憶されることが可能である。また、それらのコンピュータプログラムは、ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂのようなネットワークから利用可能であり、そのネットワークから、それらのプログラムは、画像処理ユニット又は処理器に若しくは何れの適切なコンピュータにダウンロードされることが可能である。

本発明の例示としての実施形態の要旨としては、投影データ集合のリビニングは複数のデータの副集合を有し、各々の副集合は異なる焦点スポットの位置で取得され、第１幾何学的構成から第２幾何学的構成に実行される。リビニングにより、複数の副集合の投影データ集合は一のリビニングデータ集合に結合され、それにより、そのデータ集合から再構成された画像の径方向分解能が改善される。本発明の例示としての実施形態にしたがって、第１幾何学的構成はコーンビーム幾何学的構成であり、第２幾何学的構成は平行ビーム幾何学的構成である。有利であることに、本発明の特徴にしたがって、更なるリビニングが、平行ビーム幾何学的構成からコーンビーム幾何学的構成に戻るように実行されることが可能であり、それにより、結果的に、高い径方向分解能を有する最初の幾何学的構成における投影データ集合が得られる。

本発明の上記の及び他の特徴は、以下、詳述する実施形態を参照することにより明らかになり、理解することができるであろう。

本発明の例示としての実施形態について、以下、図を参照して詳述する。

図１は、本発明にしたがったＣＴ（コンピュータ断層撮像）スキャナシステムの例示としての実施形態を単純化した模式図である。この例示としての実施形態を参照するに、本発明においては、医療用イメージングにおけるアプリケーションについて記載している。しかしながら、本発明は、医療用イメージングの分野におけるアプリケーションに限定されないが、材料試験のような手荷物又は他の工業用アプリケーションについて、爆発物のような危険物質を検出するための手荷物検査のようなアプリケーションで用いられることが可能である。

図１に示すスキャナはコーンビームＣＴスキャナである。図１に示すＣＴスキャナはガントリ１を有し、そのガントリは回転軸２の周りで回転可能である。ガントリはモータ３により駆動される。参照番号４はＸ線源のような放射線源を表し、その放射線源は、本発明の特徴にしたがって、多色放射線を出射する。

参照番号５はアパーチャシステムを表し、そのアパーチャシステムは、放射線源から錐形状放射線ビーム６に出射される放射線ビームを形成する。

錐形状ビーム６は、ガントリの中心１に、即ちＣＴスキャナの検査領域に備えられた対象のオブジェクト７を透過するように方向付けられ、そして検出器８に入射する。図１から分かるように、検出器８は、放射線源４の反対側にガントリ１上に備えられ、それ故、検出器８の表面は錘形状ビーム６で覆われる。図１に示す検出器６は複数の検出器要素を有する。

対象のオブジェクト７のスキャン中、放射線源４、アパーチャシステム５及び検出器８は、矢印１６で示されている方向にガントリに沿って回転される。放射線源４、アパーチャシステム５及び検出器８と共のガントリ１の回転のために、モータ３は接続モータ制御ユニット１７に接続され、接続モータ制御ユニット１７は計算ユニット１８に接続されている。

図１において、対象のオブジェクトは、コンベアベルト１９上に置かれる。対象のオブジェクト７の走査中、ガントリ１は患者の周りで回転し、コンベアベルト１９は、ガントリ１の回転軸２に平行な方向に沿って対象のオブジェクト７を移動させる。これにより、対象のオブジェクト７は螺旋状走査経路に沿って走査される。コンバータベルト１９はまた、走査中に停止されることが可能である。コンバータベルト１９を備えることに代えて、例えば、対象のオブジェクト７が患者である医療用アプリケーションにおいては、移動可能なテーブルが用いられる。しかしながら、上記の場合全てにおいて、回転軸２に対して平行な移動は存在しないが、回転軸２の周りのガントリ１の回転のみが存在する、円状走査を実行することが可能であることに留意する必要がある。

検出器８は計算ユニット１８に接続されている。計算ユニット１８は検出結果、即ち、検出器８の検出器要素からの読み取りを受け、その読み取りに基づいて走査結果を決定する。検出器８の検出器要素は、対象のオブジェクトにより錘状ビーム６にもたらされる減衰を測定するために適合されることが可能である。更に、計算ユニット１８は、モータ３及び２０又はコンベアベルト１９を有するガントリ１の動きを調整するように、モータ制御ユニット１７と通信する。

計算ユニット１８は、検出器８の読み取りから画像を再構成するために適合されることが可能である。計算ユニット１８により生成された画像は、インターフェース２２を介してディスプレイ（図１に図示していない）に出力されることが可能である。

データ処理器により実現されることが可能である計算ユニット１８はまた、対象のオブジェクトの投影データの集合の処理を実行するために適合されることが可能であり、投影データの集合は放射線源により取得され、検出器８の検出器要素から読み取られる。本発明の特徴にしたがって、投影データの集合の処理は、ビュー角方向における角度補間に基づいて、錘状ビーム幾何学的構成から平行ビーム幾何学的構成に投影データの集合をリビニングすることにより実行されることが可能である。更なるリビニングは、平行幾何学的構成から錘状ビーム幾何学的構成に戻すように実行されることが可能であり、結果的に高い形方向分解能が設定されたデータの集合が得られる。

更に、図１から分かるように、計算ユニット１８は、例えば、アラームを自動的に出力するように、スピーカ２１に接続される。

図２は、本発明の例示としての実施形態にしたがった第１リビニングステップと取得データの幾何学的構成の模式図である。図２は、最終画像の分解能を向上させるように複数の焦点取得がどのように用いられるかを示している。ボックスの各々のラインは１つの錘状（扇状）ビーム投影を表している。ここで示されている二焦点取得において、焦点は操作され、それ故、全ての他の投影は異なるファン角位置βで線積分をサンプリングする。

図２及び３は、本発明の例示としての実施形態にしたがって、３つ以上の異なる焦点がデータ取得中に適用されることが可能であることを理解する必要がある。

標準的なウェッジ再構成のように、二焦点データの集合（第１焦点データの集合については参照番号３１、３２、３３で表され、第２焦点データの集合については参照番号３４、３５、３６で表されている）は、径方向分解能の２倍の平行投影４５に平行に再分類又はリビニングされる。

図２及び３には、錘状ビームデータの１つの扇形のみが示されていることに留意する必要がある。

破線、例えば、線３７及び４１で示されているように、各々のデータの集合における角度補間のみが適用される。Ｋａｔｓｅｖｉｃｈによる適切な再構成アルゴリズムにしたがって、一次微分がそれらのデータに関して計算される。更なる詳細については、文献“ＡｑｕａｓｉｅｘａｃｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｈｅｌｉｃａｌＣＴｕｓｉｎｇａ３−Ｐｉａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ”ｂｙＢｏｎｔｕｓ，Ｋｏｅｈｌｅｒ，ａｎｄＰｒｏｋｓａ，ＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．３０，ｐｐ２４９３−２５０２（２００３）を参照することができ、その文献の援用により本発明の説明の一部を代替する。

円群でサンプリングされる、例えば、円３８でサンプリングされる平行ビューに関してデータを得るように、角度補間がビュー角の方向ｓのみで実行される。角度補間は、破線３７に沿ったビュー角の方向ｓにおいて及びデータ点３９及び４０の間で実行される。更に、円４４でサンプリングされたデータを得るように、例えば、角度補間が、破線４１に沿ってデータ点４２と４３との間で実行される（また、ビュー角の方向ｓで）。補間中、ファン角βは一定のまま保たれる。しかしながら、また、高次の補間を用いることが可能であり、そのことは、線４１に沿った多くのデータを用いる必要があることを要求する。

図３は、本発明の例示としての実施形態にしたがった、第２ビニングステップの模式図である。第２ビニングステップでは、平行データ集合５４、５５、５６、５７、５８が錘状ビーム幾何学的構成データ５０、５１、５２に戻るようにリビニングされる。ここでは、平行投影の高分解能が維持され、その結果、オリジナルの錘状ビーム投影３１、３２、３３、３４、３５、３６（図２に示す）の分解能の２倍を有する錘状ビーム投影５０、５１、５２の集合が得られる。

図３から理解できるように、リビニングされたデータ集合５０、５１、５２は、一の焦点の位置のみであるが、オリジナルの錘状ビームデータの分解能の２倍を表している。小さい矩形の中心でサンプリングされるデータがデータ点にあるように錘状ビームを得るように、補間はビュー角方向ｓのみで実行される。

例えば、平行投影５４からのデータ点６１及び平行投影５５からのデータ点６０は、錘状ビーム幾何学的構成のデータ点６２を得るように、破線５９（ビュー角方向でファン角が一定に保たれる）に沿った補間を構成するために用いられる。隣り合うデータ点６６は、例えば、また、ビュー角方向ｓで、データ点６４とデータ点６５との間で補間されることにより得られる。それ故、リビニングが平行データ幾何学的構成から錘状ビーム幾何学的構成に実行され、錘状ビーム幾何学的構成におけるデータは、ここでは、焦点の一の位置のみを表すが、それ故、オリジナルの錘状ビームデータに比較して２倍の分解能を有する。

図４は、本発明にしたがった方法の例示としての実施形態のフローチャートを示している。ステップＳ１で開始した後、対象のオブジェクトの投影データの集合は、ステップＳ２において２つの焦点の位置で取得される。これは、例えば、適切なＣＴスキャナを用いることにより又は記憶装置から投影データを読み取ることによりなされることが可能である。続くステップＳ３において、投影データの集合は、ビュー角方向の角度補間に基づく２倍の分解能を伴って、錘状ビーム幾何学的構成から平行幾何学的構成にリビニングされる。原理的には、その補間はそのビュー角方向でなく、何れの他の方向で実行されることが可能であることが、ここで留意される必要がある。

次いで、ステップＳ４において、投影データの第２ビニングが、このとき、平行幾何学的構成から錘状ビーム幾何学的構成に実行され、その結果、焦点の一の位置のみを用いるがオリジナルの錘状ビームデータの径方向分解能の２倍であるリビニングされた投影データが得られる。また、リビニングは、ビュー角方向の角度補間に基づいて実行されるが、そのビュー角方向でなく何れの他の方向で、本発明の例示としての実施形態にしたがって実行されることが可能である。有利であることに、第１リビニングステップＳ３における角度補間の方向は、第２リビニングステップＳ３における角度補間の方向と同じである。

その後、ステップＳ５において、１／ｓｉｎγを用いる畳み込みが実行され、ここで、γはＫａｔｓｅｖｉｃｈ面内の角度である。更なる詳細については、文献“ＡｑｕａｓｉｅｘａｃｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｈｅｌｉｃａｌＣＴｕｓｉｎｇａ３−Ｐｉａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ”ｂｙＢｏｎｔｕｓ，Ｋｏｅｈｌｅｒ，ａｎｄＰｒｏｋｓａ，ＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．３０，ｐｐ２４９３−２５０２（２００３）を参照することができ、その文献の援用により本発明の説明の一部を代替する。

次の段階においては、投影データの集合が、ここで、ボクセル依存性拡大に基づいて直接、逆投影され（ステップＳ６）、又は他の平行リビニングが、錘状ビーム形状から平行ビーム幾何学的構成に戻るように投影データに適用され（ステップＳ７）、ステップＳ８における、拡大を伴わない単純な逆投影により後続される。その方法は段階Ｓ９で終了する。

図５は、本発明にしたがった方法の例示としての実施形態を実行するための本発明にしたがったデータ処理装置の例示としての実施形態を示している。図５に示すデータ処理装置は、患者のような、対象のオブジェクトを表す画像を記憶するためのメモリ１５２に接続された中央演算処理装置（ＣＰＵ）又は画像処理器１５１を有する。データ処理装置１５１は、複数の入力／出力ネットワーク、又は、ＭＲ装置又はＣＴ装置のような診断装置に接続されることが可能である。データ処理器は、データ処理器１５１で計算された又は適合された画像又は情報を表示するために、表示装置１５４、例えば、コンピュータモニタ１５１に更に接続されることが可能である。オペレータ又はユーザは、キーボード１５５及び／又は他の出力装置を介してデータ処理器１５１と対話することが可能である。

更に、バスシステム１５３を介して、対象のオブジェクトの動きをモニタする画像処理及び制御処理器１５１を、例えば、動きモニタに接続することがまた、可能である。例えば、患者の肺が画像化される場合、動きセンサは呼気センサであることが可能である。心臓が画像化される場合、動きセンサは心電図（ＥＣＧ）であることが可能である。

本発明にしたがったコンピュータ断層撮像（ＣＴ）スキャナの実施形態の模式図である。本発明の例示としての実施形態にしたがった第１リビニングステップの模式図である。本発明の例示としての実施形態にしたがった第２リビニングステップの模式図である。本発明にしたがった方法の例示としての実施形態のフローチャートである。本発明にしたがった方法の例示としての実施形態を実行するための本発明にしたがった画像処理装置の例示としての実施形態を示す図である。

Claims

対象のオブジェクトの投影データ集合を処理する方法であって、前記投影データがビームを生成する電磁放射線源により及び前記ビームを検出する放射線検出器により取得される方法であり：
ファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成の第１の幾何学的構成から平行ビーム幾何学的構成である第２の幾何学的構成に前記投影データ集合をリビニングする段階であって、その結果、第１のリビニング投影データ集合を得る、段階であり、前記前記投影データ集合をリビニングする段階は、前記第２の幾何学的構成から前記第１の幾何学的構成と同じである第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビングする段階であって、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る、段階を有する、段階；
を有する方法であり、
前記第１の幾何学的構成から前記第２の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第１の角度補間により実行され、前記第２の幾何学的構成から前記第３の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第２の角度補間により実行され、前記第１の角度補間及び前記第２の角度補間は一定のファン角度でビュー角の方向に実行され、
前記第２の幾何学的構成における前記第１のリビニング投影データ集合の第２の径方向の分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の第１の径方向の分解能より高く；
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第１の位置で取得され；
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第２の位置で取得され；
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向の分解能は、前記第１の幾何学的構成における前記投影データの前記第１の径方向の分解能より高い；
方法。
前記第２の幾何学的構成から第３の幾何学的構成に前記第１リビニング投影データ集合をリビニングし、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る段階；
を更に有する方法であり、
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３径方向分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の第１の径方向の分解能より高い；
請求項１に記載の方法。
前記第１の幾何学的構成はファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成であり；
前記第２幾何学的構成は平行ビーム幾何学的構成であり；そして
前記第３幾何学的構成はファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成である；
請求項２に記載の方法。
前記第１の幾何学的構成から前記第２の幾何学的構成への前記投影データの前記リビニングは第１角度補間により実行され；
前記第２の幾何学的構成から前記第３の幾何学的構成への前記投影データの前記リビニングは第２の角度補間により実行される；
請求項２に記載の方法。
前記第１の角度補間及び前記第２の角度補間は一定のファン角度でビュー角の方向において実行される；
請求項４に記載の方法。
フィルタリング逆投影手順により前記対象のオブジェクトを再構成する段階；
を更に有する方法であり、
前記フィルタリング逆投影手順は、拡大を用いずに前記第１の幾何学的構成から前記第２の幾何学的構成に前記第２のリビニング投影データ集合を更にリビニングした後に実行される；
請求項２に記載の方法。
前記電磁放射線源は多色ｘ線源であり；
前記電磁放射線源は、前記対象のオブジェクトの周りを螺旋経路に沿って動き；
前記ビームはファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成を有する；
請求項１に記載の方法。
データ集合を記憶するメモリ；並びに
対象のオブジェクトの投影データ集合を処理するデータ処理器であって、前記投影データは、ビームを生成する電磁放射線源により及び前記ビームを検出する放射線検出器により取得される、データ処理器であり、
ファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成の第１の幾何学的構成から平行ビーム幾何学的構成である第２の幾何学的構成に前記投影データ集合をリビニングする操作であって、その結果、第１のリビニング投影データ集合を得る、操作であり、前記前記投影データ集合をリビニングする操作は、前記第２の幾何学的構成から前記第１の幾何学的構成と同じである第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビングする操作であって、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る、操作を有する、操作、
を有するデータ処理器；
を有するデータ処理装置であり、
前記第１の幾何学的構成から前記第２の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第１の角度補間により実行され、前記第２の幾何学的構成から前記第３の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第２の角度補間により実行され、前記第１の角度補間及び前記第２の角度補間は一定のファン角度でビュー角の方向に実行され、
前記第２の幾何学的構成における前記第１のリビニング投影データ集合の第２の径方向の分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の第１の径方向の分解能より高く；
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第１の位置で取得され；
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第２の位置で取得され；
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向の分解能は、前記第１の幾何学的構成における前記投影データの前記第１の径方向の分解能より高い；
データ処理装置。
前記データ処理器は、前記第２の幾何学的構成から第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビニングし、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る操作を実行するように更に適合され；
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に関連する第１の位置で取得され；
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に関連する第２の位置で取得され；
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；そして
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の前記第１の径方向分機能より高い；
請求項８に記載のデータ処理装置。
データ集合を記憶するメモリ；並びに
対象のオブジェクトの投影データ集合を処理するデータ処理器であって、前記投影データは、ビームを生成する電磁放射線源により及び前記ビームを検出する放射線検出器により取得され、前記データ処理器は、前記投影データ集合をロードし、ファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成の第１の幾何学的構成から平行ビーム幾何学的構成である第２の幾何学的構成に前記投影データ集合をリビニングする操作であって、その結果、第１のリビニング投影データ集合を得る、操作であり、前記前記投影データ集合をリビニングする操作は、前記第２の幾何学的構成から前記第１の幾何学的構成と同じである第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビングする操作であって、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る、操作を有する、操作、
を有するデータ処理器；
を有するＣＴスキャナシステムであり、
前記第１の幾何学的構成から前記第２の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第１の角度補間により実行され、前記第２の幾何学的構成から前記第３の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第２の角度補間により実行され、前記第１の角度補間及び前記第２の角度補間は一定のファン角度でビュー角の方向に実行され、
前記第２の幾何学的構成における前記第１のリビニング投影データ集合の第２の径方向の分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の第１の径方向の分解能より高く；
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第１の位置で取得され；
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第２の位置で取得され；
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向の分解能は、前記第１の幾何学的構成における前記投影データの前記第１の径方向の分解能より高い；
ＣＴスキャナシステム。
前記データ処理器は、前記第２の幾何学的構成から第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビニングし、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る操作を実行するように更に適合され；
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の前記検出器に関連する第１の位置で取得され；
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の前記検出器に関連する第２の位置で取得され；
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の前記第１の径方向分解能より高い；
請求項１０に記載のＣＴスキャナシステム。
対象のオブジェクトの投影データ集合を処理するコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムが処理器で実行されるとき、該コンピュータプログラムは、処理器が：
前記投影データ集合をロードし；
ファンビーム幾何学的構成及びコーンビーム幾何学的構成の一の幾何学的構成の第１の幾何学的構成から平行ビーム幾何学的構成である第２の幾何学的構成に前記投影データ集合をリビニングし、その結果、第１のリビニング投影データ集合を得、前記前記投影データ集合をリビニングすることは、前記第２の幾何学的構成から前記第１の幾何学的構成と同じである第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビングし、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得ることを有する；
更なる操作を実行させる、コンピュータプログラムであり、
前記第１の幾何学的構成から前記第２の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第１の角度補間により実行され、前記第２の幾何学的構成から前記第３の幾何学的構成への前記投影データセットの前記リビニングは第２の角度補間により実行され、前記第１の角度補間及び前記第２の角度補間は一定のファン角度でビュー角の方向に実行され、
前記第２の幾何学的構成における前記第１のリビニング投影データ集合の第２の径方向の分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の第１の径方向の分解能より高く；
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第１の位置で取得され；
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の検出器に対する第２の位置で取得され；
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向の分解能は、前記第１の幾何学的構成における前記投影データの前記第１の径方向の分解能より高い；
コンピュータプログラム。
コンピュータプログラムが前記処理器で実行されるとき、該コンピュータプログラムは、処理器が：
前記第２の幾何学的構成から第３の幾何学的構成に前記第１のリビニング投影データ集合をリビニングし、その結果、第２のリビニング投影データ集合を得る更なる操作を実行させる；
コンピュータプログラムであり、
前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合は第１の焦点のデータ集合及び第２の焦点のデータ集合を有し；
前記第１の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の前記検出器に関連する第１の位置で取得され、
前記第２の焦点のデータ集合は、前記電磁放射線源から出射される電磁放射線の焦点の前記検出器に関連する第２の位置で取得され、
前記第２のリビニング投影データ集合は第３の焦点のデータ集合を有し；
前記第３の焦点のデータ集合の第３の径方向分解能は前記第１の幾何学的構成における前記投影データ集合の前記第１の径方向分解能より高い；
請求項１２に記載のコンピュータプログラム。