JP5133690B2 - ボクセルに依存する補間を用いる画像再構成 - Google Patents
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Description
f'(x)=Σicib(x−xi)
であり、ここでciは画像表現の係数のセットであり、
b(x)は単位ボクセル基底関数である。
sxy=dd,xy/dv,xy
sz=dd,z/dv,z
であり、ここで、dv,xy; dv,zはボクセル位置における光線密度であり、
dd,xyは軸方向OZに垂直な面における検出器16上の光線密度であり、
dd,zは軸方向OZに平行な面における検出器16上の光線密度である。
sxy=Rd/Rv
と計算され、
ここで、Rdは検出器16から線源12までの距離であり、
Rvはボクセルvから線源12までの距離である。
スケーリング手段52は、軸方向OZに平行な面内のブロブフットプリントに第2の比係数szを適用し、
sz=sxy/cos(γ)
と計算され、
ここで、sxyはガントリの面において適用される前記第1の比係数であり、
γは軸方向OZに垂直な面と線源12からボクセルvを指すベクトルとの間の角度である。
Wt=a|.5-frac|+b
であり、ここでfracは'x'方向における補間インデックスのフラクショナル部分(fractional part)であり、
a=2・Ifであり、
b=1−Idであり、
Ifは前記補間係数である。
Pout=(Wt・W0・P)/Σ(Wt・W0)
であり、ここでPoutは投影出力値であり、
Wtは前記補間重み係数であり、
W0は他の全ての重みであり、
Pは、u次元補間が値fracを使用する場合の補間された投影値である。
Wt=a|.5-frac|+b
であり、ここでfracは'x'方向における補間インデックスのフラクショナル部分であり、
a=2・Ifであり、
b=1−Idであり、
Ifは前記補間係数である。
Pout=(Wt・W0・P)/Σ(Wt・W0)
であり、ここでPoutは投影出力値であり、
Wtは前記補間重み係数であり、
W0は他の全ての重みであり、
Pは、u次元補間が値fracを使用する場合の補間された投影値である。
Claims (19)
- 投影データを再構成する放射線イメージング装置において、
放射線検出器と、
放射線の非平行ビームを視野に投影する放射線源と、
前記投影データのボクセルに依存する補間を実行する補間手段と、
前記補間された投影データを3次元的に逆投影する手段と、
を有し、前記補間手段が、
前記放射線検出器及び前記放射線源に対する前記視野内の前記ボクセルの位置に基づいて前記検出器に投影された各ボクセルのフットプリントを補正する手段、
を含み、
前記フットプリントを補正する手段が、
前記検出器に予め指定された基底関数を投影する基底関数手段、
を含み、
前記フットプリントを補正する手段が、
第1の光線密度比係数s xy =d d,xy /d v,xy により軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第2の光線密度比係数s z =d d,z /d v,z により前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングする手段であって、ここでd v,xy 、d v,z は前記視野内の前記ボクセルの位置における光線密度であり、d d,xy は前記軸方向に垂直な面における前記検出器上の光線密度であり、d d,z は前記軸方向に平行な面における前記検出器上の光線密度である、当該スケーリングする手段、
を更に含む、
放射線イメージング装置。 - 前記フットプリントを補正する手段が、
第1の光線密度比係数sxy=Rd/Rvにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第2の光線密度比係数sz=sxy/cos(γ)により前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングする手段であって、ここでRdは前記線源からの前記検出器の距離であり、Rvは前記線源からの前記ボクセルの距離であり、γは前記軸方向に垂直な面と前記線源から前記ボクセルを指すベクトルとの間の角度である、当該スケーリングする手段、
を更に含む、請求項1に記載の装置。 - 前記フットプリントを補正する手段が、
前記検出器上の前記ボクセルの前記フットプリントの座標(u,w)を座標(u*sxy,w*sz)に変更するために前記投影されたボクセルの前記フットプリントを修正する手段であって、ここでu及びwは、それぞれ前記軸方向に垂直な面及び前記軸方向に平行な面における前記検出器上の前記投影されたボクセルの前記フットプリントの座標である、当該修正する手段、
を更に含む、請求項2に記載の装置。 - ボクセルの中心点から隣接する重複投影の各々の中心までのフラクショナル距離fracを決定する手段と、
少なくとも前記フラクショナル距離fracに基づいてインターリーブ係数Ifを決定する手段と、
前記重複投影の各々に対して補間重み係数を計算する手段と、
を更に含む、請求項1に記載の装置。 - 実質的に平行な重複投影からの寄与を結合する手段、
を更に含む、請求項1に記載の装置。 - 前記結合する手段が、
ボクセルの中心点から隣接する前記重複投影の各々の中心までのフラクショナル距離fracを決定する手段、
を含む、請求項5に記載の装置。 - 前記結合する手段が、
少なくとも前記フラクショナル距離fracに基づいてインターリーブ係数Ifを決定する手段と、
前記重複投影の各々に対して補間重み係数Wt=a|.5-frac|+bを計算する手段であって、ここでfracは軸方向に垂直な方向におけるフラクショナル距離であり、a=2・If、b=1−Ifであり、Ifが前記決定された補間係数である、当該計算する手段と、
を更に含む、請求項6に記載の装置。 - 前記計算された補間重み係数を、前記重複投影からの全ての重みの和により正規化する手段であって、Pout=(Wt・W0・P)/Σ(Wt・W0)であり、ここでPoutは投影出力値であり、Wtは前記補間重み係数であり、W0は他の全ての重みを表し、Pは、前記補間された投影値である、当該正規化する手段、
を更に含む、請求項7に記載の装置。 - 前記軸方向に垂直にサンプリングレートを増大する焦点スポット変調を提供する放射線源であって、前記焦点スポット変調が、前記軸方向に沿って解像度を増大するように効果的にインターリーブされた少なくとも2つの実質的に平行な投影を生成する、当該放射線源、
を更に含む、請求項8に記載の装置。 - 前記放射線源が配置されたガントリであって、前記ガントリが、前記投影データセットが180°だけ角度的に離れた対応する対向する投影を含むように前記投影データセットの取得中に関連したイメージング対象の周りで前記放射線源を回転する、当該ガントリと、
前記投影データセットを平行投影視野にリビニングするリビニングプロセッサであって、前記結合手段が180°の重複投影からの寄与を結合する、当該リビニングプロセッサと、
を更に含む、請求項7に記載の装置。 - 投影データを再構成する放射線イメージング方法において、
検出器に予め指定された基底関数を投影するステップと、
前記投影データのボクセルに依存する補間を実行するステップと、
前記補間された投影データを3次元的に逆投影するステップと、
を有し、前記補間を実行するステップが、
前記放射線検出器及び放射線源に対する視野内の前記ボクセルの位置に基づいて各投影されたボクセルのフットプリントを補正するステップ、
を含み、
前記フットプリントを補正するステップが、
第1の光線密度比係数s xy =d d,xy /d v,xy により軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第2の光線密度比係数s z =d d,z /d v,z により前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングするステップであって、ここでd v,xy 、d v,z は前記視野内の前記ボクセルの位置における光線密度であり、d d,xy は前記軸方向に垂直な面における前記検出器上の光線密度であり、d d,z は前記軸方向に平行な面における前記検出器上の光線密度である、当該スケーリングするステップ、
を含む、方法。 - 前記基底関数が、
前記ボクセルを前記ボクセルの球対称なフットプリントに投影する球連続基底関数と、
カイザー・ベッセル関数と、
ガウス関数と、
の1つである、請求項11に記載の方法。 - 前記フットプリントを補正するステップが、
前記フットプリントを補正する手段が、
第1の光線密度比係数sxy=Rd/Rvにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第2の光線密度比係数sz=sxy/cos(γ)により前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングするステップであって、ここでRdは前記線源からの前記検出器の距離であり、Rvは前記線源からの前記ボクセルの距離であり、γは前記軸方向に垂直な面と前記線源から前記ボクセルを指すベクトルとの間の角度である、当該スケーリングするステップ、
を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記検出器上の前記ボクセルフットプリントの座標(u,w)を座標(u*sxy,w*sz)に変更するために前記投影されたボクセルの前記フットプリントを修正するステップであって、ここでu及びwは、それぞれ前記軸方向に垂直な面及び前記軸方向に平行な面における前記検出器上の前記投影されたボクセルのフットプリントの座標である、当該修正するステップ、
を更に含む、請求項13に記載の方法。 - ボクセルの中心点から隣接する重複投影までのフラクショナル距離fracを決定するステップと、
前記重複投影からの寄与を結合するステップと、
を更に含む、請求項11に記載の方法。 - 前記フットプリントを補正するステップが、
第1の光線密度比係数sxy=dd,xy/dv,xyにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第2の光線密度比係数sz=dd,z/dv,zにより前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングするステップであって、ここでdv,xy、dv,zは前記視野内の前記ボクセルの位置における光線密度であり、dd,xyは前記軸方向に垂直な面における前記検出器上の光線密度であり、dd,zは前記軸方向に平行な面における前記検出器上の光線密度である、当該スケーリングするステップ、
を含む、請求項15に記載の方法。 - 前記重複投影の各々に対して補間重み係数Wt=a|.5-frac|+bを計算するステップであって、ここでfracは軸方向に垂直な方向におけるフラクショナル距離であり、a=2・If、b=1−Ifであり、Ifが予め決定された補間係数である、当該計算するステップ、
を更に含む、請求項15に記載の方法。 - 前記計算された補間重み係数を、前記重複投影からの全ての重みの和により正規化するステップであって、Pout=(Wt・W0・P)/Σ(Wt・W0)であり、ここでPoutは投影出力値であり、Wtは前記補間重み係数であり、W0は他の全ての重みを表し、Pは、前記補間された投影値である、当該正規化するステップ、
を更に含む、請求項17に記載の方法。 - 請求項11に記載の方法を実行するコンピュータ断層撮影装置。
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