JPH07136157A - コンピュータ断層撮影イメージング装置 - Google Patents
コンピュータ断層撮影イメージング装置Info
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- JPH07136157A JPH07136157A JP6145210A JP14521094A JPH07136157A JP H07136157 A JPH07136157 A JP H07136157A JP 6145210 A JP6145210 A JP 6145210A JP 14521094 A JP14521094 A JP 14521094A JP H07136157 A JPH07136157 A JP H07136157A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線ＣＴ画像内のストリークアーチファクト
を低減するため各組の投影データに対して適応フィルタ
リングを行う。 【構成】 画像再構成に先立って、投影データ（Ｐ）に
低域フィルタリングを行なって誤差ベクトル（θ）を作
成して、投影データ（Ｐ）から誤差ベクトル（θ）を減
算する適応フィルタ（６０，６１，６２，６４，６５，
５３）を設ける。窓関数発生器６０がＸ線検出器指示値
の関数として低域フィルタ（６１，６４）を制御する。
を低減するため各組の投影データに対して適応フィルタ
リングを行う。 【構成】 画像再構成に先立って、投影データ（Ｐ）に
低域フィルタリングを行なって誤差ベクトル（θ）を作
成して、投影データ（Ｐ）から誤差ベクトル（θ）を減
算する適応フィルタ（６０，６１，６２，６４，６５，
５３）を設ける。窓関数発生器６０がＸ線検出器指示値
の関数として低域フィルタ（６１，６４）を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ断層撮影
（ＣＴ）イメージング装置に関するものであり、更に詳
しくはある視角での制限されたＸ線光子によって生じる
ストリークアーチファクト（ｓｔｒｅａｋｉｎｇ ａｒ
ｔｉｆａｃｔ）を低減するための方法に関するものであ
る。
（ＣＴ）イメージング装置に関するものであり、更に詳
しくはある視角での制限されたＸ線光子によって生じる
ストリークアーチファクト（ｓｔｒｅａｋｉｎｇ ａｒ
ｔｉｆａｃｔ）を低減するための方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ断層撮影装置では、Ｘ線源
が扇状のビームを投射する。この扇状のビームは、「イ
メージング平面」と呼ばれるデカルト座標系のｘ−ｙ平
面内にあるようにコリメーションされる。Ｘ線ビームは
医療患者のような撮影対象物を通過して、放射線検出器
のアレーに当たる。透過した放射線の強度は撮影対象物
によるＸ線ビームの減衰によって左右される。各検出器
はビーム減衰の測定値である個別電気信号を発生する。
すべての検出器からの減衰測定値が別々に取得されるこ
とにより、透過データプロフィール（分布）が作成され
る。
が扇状のビームを投射する。この扇状のビームは、「イ
メージング平面」と呼ばれるデカルト座標系のｘ−ｙ平
面内にあるようにコリメーションされる。Ｘ線ビームは
医療患者のような撮影対象物を通過して、放射線検出器
のアレーに当たる。透過した放射線の強度は撮影対象物
によるＸ線ビームの減衰によって左右される。各検出器
はビーム減衰の測定値である個別電気信号を発生する。
すべての検出器からの減衰測定値が別々に取得されるこ
とにより、透過データプロフィール（分布）が作成され
る。
【０００３】従来のＣＴ装置のＸ線源および検出器アレ
ーはイメージング平面内のガントリ上で、撮影対象物の
まわりに回転するので、Ｘ線ビームが撮影対象物と交差
する角度は絶えず変化する。所定の１つの角度で検出器
アレーから得られる一群のＸ線減衰測定値は「ビュー
（ｖｉｅｗ）」と呼ばれる。撮影対象物の「走査（ｓｃ
ａｎ）」は、Ｘ線源および検出器の一回転の間に異なる
角度方向で得られる一組のビューで構成される。走査デ
ータを処理することにより、撮影対象物を通して取得さ
れた二次元スライスに対応する画像が構成される。画像
を再構成するために広く行われている方法は当業者によ
りフィルタ補正逆投影（ｆｉｌｔｅｒｅｄｂａｃｋｐｒ
ｏｊｅｃｔｉｏｎ）法と呼ばれている。このプロセスで
は、走査から得られた減衰測定値が「ＣＴナンバー」ま
たは「ハウンズフィールド・ユニット」（Ｈｏｕｎｓｆ
ｉｅｌｄ ｕｎｉｔｓ）と呼ばれる整数に変換される。
陰極線管ディスプレイの上の対応する画素の明るさを制
御するために、この整数が使用される。
ーはイメージング平面内のガントリ上で、撮影対象物の
まわりに回転するので、Ｘ線ビームが撮影対象物と交差
する角度は絶えず変化する。所定の１つの角度で検出器
アレーから得られる一群のＸ線減衰測定値は「ビュー
（ｖｉｅｗ）」と呼ばれる。撮影対象物の「走査（ｓｃ
ａｎ）」は、Ｘ線源および検出器の一回転の間に異なる
角度方向で得られる一組のビューで構成される。走査デ
ータを処理することにより、撮影対象物を通して取得さ
れた二次元スライスに対応する画像が構成される。画像
を再構成するために広く行われている方法は当業者によ
りフィルタ補正逆投影（ｆｉｌｔｅｒｅｄｂａｃｋｐｒ
ｏｊｅｃｔｉｏｎ）法と呼ばれている。このプロセスで
は、走査から得られた減衰測定値が「ＣＴナンバー」ま
たは「ハウンズフィールド・ユニット」（Ｈｏｕｎｓｆ
ｉｅｌｄ ｕｎｉｔｓ）と呼ばれる整数に変換される。
陰極線管ディスプレイの上の対応する画素の明るさを制
御するために、この整数が使用される。
【０００４】多数の要因によって、再構成された画像に
アーチファクトが生じ得る。これらの要因の一つは、撮
影対象物によってＸ線ビームが減衰するためにＸ線束が
不充分となることである。たとえば、医療患者の肩の骨
により、患者の胸を通って水平方向に向かうＸ線が大き
く減衰される。そして、その結果として検出器の低いＸ
線カウント値により、取得されたビューに不確定さが生
じる。この不確定さは、再構成された画像に水平ストリ
ークとして現れる。全体のＸ線束密度を大きくすること
によって、この不確定さを低減することはできない。全
体のＸ線束密度を大きくすれば、減衰の少ないビームを
受ける他の検出器チャネルが過負荷となり、患者のＸ線
量が増大するからである。従来のフィルタを使用して、
画像からストリークを除くことはできない。このような
フィルタは画像の分解能を低下させ、またストリークア
ーチファクトの過酷さのために効果が無いからである。
アーチファクトが生じ得る。これらの要因の一つは、撮
影対象物によってＸ線ビームが減衰するためにＸ線束が
不充分となることである。たとえば、医療患者の肩の骨
により、患者の胸を通って水平方向に向かうＸ線が大き
く減衰される。そして、その結果として検出器の低いＸ
線カウント値により、取得されたビューに不確定さが生
じる。この不確定さは、再構成された画像に水平ストリ
ークとして現れる。全体のＸ線束密度を大きくすること
によって、この不確定さを低減することはできない。全
体のＸ線束密度を大きくすれば、減衰の少ないビームを
受ける他の検出器チャネルが過負荷となり、患者のＸ線
量が増大するからである。従来のフィルタを使用して、
画像からストリークを除くことはできない。このような
フィルタは画像の分解能を低下させ、またストリークア
ーチファクトの過酷さのために効果が無いからである。
【０００５】
【発明の概要】本発明はコンピュータ断層撮影装置を改
良するものであり、更に詳しくは画像分解能を著しく低
下させること無く、ストリークアーチファクトを除去す
るためのフィルタに関する。更に詳しく述べると、本発
明によるコンピュータ断層撮影イメージング装置は、撮
影対象物の複数のビューを取得するデータ取得装置であ
って、各ビューが撮影対象物を通過して検出されたＸ線
光子の数を表す一組のＸ線走査データを含んでいるデー
タ取得装置、各ビューの取得したＸ線走査データを受け
て、対応する投影データを作成する前処理器、各ビュー
の取得したＸ線走査データおよび対応する各組の投影デ
ータを受けて、それらから誤差ベクトルを作成する適応
フィルタ、誤差ベクトルをその対応する組の投影データ
から減算する適応フィルタ、およびこれらの補正した複
数の組の投影データから画像を再構成する手段を含む。
良するものであり、更に詳しくは画像分解能を著しく低
下させること無く、ストリークアーチファクトを除去す
るためのフィルタに関する。更に詳しく述べると、本発
明によるコンピュータ断層撮影イメージング装置は、撮
影対象物の複数のビューを取得するデータ取得装置であ
って、各ビューが撮影対象物を通過して検出されたＸ線
光子の数を表す一組のＸ線走査データを含んでいるデー
タ取得装置、各ビューの取得したＸ線走査データを受け
て、対応する投影データを作成する前処理器、各ビュー
の取得したＸ線走査データおよび対応する各組の投影デ
ータを受けて、それらから誤差ベクトルを作成する適応
フィルタ、誤差ベクトルをその対応する組の投影データ
から減算する適応フィルタ、およびこれらの補正した複
数の組の投影データから画像を再構成する手段を含む。
【０００６】本発明の全般的な目的は、画像の分解能を
下げること無く、Ｘ線断層撮影画像のストリークアーチ
ファクトを低減することである。ストリークアーチファ
クトは、低Ｘ線束から生じる検出器指示値の分散（ｖａ
ｒｉａｎｃｅ）の増大によって生じる。このような低い
Ｘ線束指示値が生じるのは、Ｘ線ビームが大きく減衰さ
れるとき、たとえばＸ線ビームが骨を通過するときであ
る。その結果生じる不確定な信号レベルは、再構成され
た画像のストリークとして現れる。本発明は、取得され
た走査データのレベルがより低いレベルに低下したとき
には、取得された投影データに対してより活動的なフィ
ルタを適用すべきであるということを認識したことによ
る。したがって本発明では、適応フィルタにより、走査
データレベルが低いときはフィルタリング作用を大きく
し、走査データレベルが高いときはフィルタリング作用
を小さくする。
下げること無く、Ｘ線断層撮影画像のストリークアーチ
ファクトを低減することである。ストリークアーチファ
クトは、低Ｘ線束から生じる検出器指示値の分散（ｖａ
ｒｉａｎｃｅ）の増大によって生じる。このような低い
Ｘ線束指示値が生じるのは、Ｘ線ビームが大きく減衰さ
れるとき、たとえばＸ線ビームが骨を通過するときであ
る。その結果生じる不確定な信号レベルは、再構成され
た画像のストリークとして現れる。本発明は、取得され
た走査データのレベルがより低いレベルに低下したとき
には、取得された投影データに対してより活動的なフィ
ルタを適用すべきであるということを認識したことによ
る。したがって本発明では、適応フィルタにより、走査
データレベルが低いときはフィルタリング作用を大きく
し、走査データレベルが高いときはフィルタリング作用
を小さくする。
【０００７】
【詳しい説明】まず図１および図２に示すように、コン
ピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング装置１０には
「第三世代」のＣＴスキャナを象徴するガントリ１２が
含まれている。ガントリ１２には、Ｘ線源１３が設けら
れている。Ｘ線源１３は、ガントリの反対側の検出器ア
レー１６に向かってＸ線の扇状ビーム１４を投射する。
検出器アレー１６は多数の検出素子１８で構成される。
多数の検出素子１８は医療患者１５を通過する投射され
たＸ線を共同して検知する。各検出素子１８は、それに
当たるＸ線ビームの強度、したがって患者を通過したＸ
線ビームの減衰を表す電気信号を作成する。Ｘ線投影デ
ータを取得するための走査の間、ガントリ１２およびそ
の上に取り付けられた構成要素は患者１５の中に位置す
る回転中心１９のまわりを回転する。
ピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング装置１０には
「第三世代」のＣＴスキャナを象徴するガントリ１２が
含まれている。ガントリ１２には、Ｘ線源１３が設けら
れている。Ｘ線源１３は、ガントリの反対側の検出器ア
レー１６に向かってＸ線の扇状ビーム１４を投射する。
検出器アレー１６は多数の検出素子１８で構成される。
多数の検出素子１８は医療患者１５を通過する投射され
たＸ線を共同して検知する。各検出素子１８は、それに
当たるＸ線ビームの強度、したがって患者を通過したＸ
線ビームの減衰を表す電気信号を作成する。Ｘ線投影デ
ータを取得するための走査の間、ガントリ１２およびそ
の上に取り付けられた構成要素は患者１５の中に位置す
る回転中心１９のまわりを回転する。
【０００８】ガントリの回転およびＸ線源１３の動作
は、ＣＴ装置の制御機構２０によって制御される。制御
機構２０には、電力およびタイミング信号をＸ線源１３
に供給するＸ線制御器２２、およびガントリ１２の回転
速度および位置を制御するガントリ電動機制御器２３が
含まれている。制御機構２０の中のデータ取得装置（Ｄ
ＡＳ）２４は、検出素子１８からのアナログ走査データ
をサンプリングして、データを後の処理のためにディジ
タル信号に変換する。画像再構成器２５、たとえば通常
のアレープロセッサは、後で詳しく説明するように、Ｄ
ＡＳ２４からのサンプリングされディジタル化されたＸ
線走査データを受けて、高速画像再構成を行う。再構成
された画像はコンピュータ２６に入力として与えられ、
コンピュータ２６は画像を大容量記憶装置２９に格納す
る。
は、ＣＴ装置の制御機構２０によって制御される。制御
機構２０には、電力およびタイミング信号をＸ線源１３
に供給するＸ線制御器２２、およびガントリ１２の回転
速度および位置を制御するガントリ電動機制御器２３が
含まれている。制御機構２０の中のデータ取得装置（Ｄ
ＡＳ）２４は、検出素子１８からのアナログ走査データ
をサンプリングして、データを後の処理のためにディジ
タル信号に変換する。画像再構成器２５、たとえば通常
のアレープロセッサは、後で詳しく説明するように、Ｄ
ＡＳ２４からのサンプリングされディジタル化されたＸ
線走査データを受けて、高速画像再構成を行う。再構成
された画像はコンピュータ２６に入力として与えられ、
コンピュータ２６は画像を大容量記憶装置２９に格納す
る。
【０００９】コンピュータ２６は操作卓３０を介して操
作員からの命令および走査パラメータを受ける。付設の
陰極線管ディスプレイ３２により、操作員は再構成され
た画像およびコンピュータからの他のデータを見ること
ができる。操作員から与えられる命令およびパラメータ
を使用して、コンピュータ２６は制御信号および情報を
ＤＡＳ２４、Ｘ線制御器２２およびガントリ電動機制御
器２３に供給する。更に、コンピュータ２６はテーブル
電動機制御器３４を動作させる。テーブル電動機制御器
３４は、電動機付きテーブル３６を制御することにより
ガントリ１２の中に患者１５を位置決めする。
作員からの命令および走査パラメータを受ける。付設の
陰極線管ディスプレイ３２により、操作員は再構成され
た画像およびコンピュータからの他のデータを見ること
ができる。操作員から与えられる命令およびパラメータ
を使用して、コンピュータ２６は制御信号および情報を
ＤＡＳ２４、Ｘ線制御器２２およびガントリ電動機制御
器２３に供給する。更に、コンピュータ２６はテーブル
電動機制御器３４を動作させる。テーブル電動機制御器
３４は、電動機付きテーブル３６を制御することにより
ガントリ１２の中に患者１５を位置決めする。
【００１０】走査の間、ガントリ１２が軸１９のまわり
を回転するにつれて、患者の一連のビューが取得され
る。各ビューは、それぞれの検出素子１８によって検知
されるＸ線光子の数を示す一組のＸ線走査データ値
（Ｓ）である。オフセットを補正すると、これらの走査
データ値は負の値から非常に大きい正の値までの範囲に
亘ることがある。本発明の基本的思想は、走査データ値
が非常に低い場合にはフィルタリング作用を強くし、走
査データ値が高い場合には殆どフィルタリングを行わな
い様にすることである。この「適応」フィルタリング
は、画像再構成器２５内で行われる。画像再構成器２５
について次に図３を参照して説明する。
を回転するにつれて、患者の一連のビューが取得され
る。各ビューは、それぞれの検出素子１８によって検知
されるＸ線光子の数を示す一組のＸ線走査データ値
（Ｓ）である。オフセットを補正すると、これらの走査
データ値は負の値から非常に大きい正の値までの範囲に
亘ることがある。本発明の基本的思想は、走査データ値
が非常に低い場合にはフィルタリング作用を強くし、走
査データ値が高い場合には殆どフィルタリングを行わな
い様にすることである。この「適応」フィルタリング
は、画像再構成器２５内で行われる。画像再構成器２５
について次に図３を参照して説明する。
【００１１】図３で、各ビューの走査データは入力５０
に供給され、補正および校正部５１で処理されて、検出
器およびチャネルの利得の変動のような種々の周知の誤
差が補正される。補正されたデータは次に対数調整部５
２で、その対数の負数を取ることにより、各検出素子１
８に関連するＸ線ビームに沿った患者１５の中の減衰物
質の量を表す投影プロフィールＰを生じる。ストリーク
アーチファクトは、非常に低い検出器指示値におけるこ
れらの減衰値の変動により生じる。また、適応フィルタ
によって投影プロフィールＰから除去しようとするの
は、これらの変動である。後で説明するように、適応フ
ィルタは誤差ベクトルθを作成する。誤差ベクトルθ
は、加算点５３で、投影プロフィールＰの中の対応する
減衰値から減算される。次に、この補正され適応フィル
タリングされた投影プロフィールＰは再構成器５４に印
加され、再構成器５４はプロフィールＰを逆投影するこ
とによりスライス画像５５を作成する。
に供給され、補正および校正部５１で処理されて、検出
器およびチャネルの利得の変動のような種々の周知の誤
差が補正される。補正されたデータは次に対数調整部５
２で、その対数の負数を取ることにより、各検出素子１
８に関連するＸ線ビームに沿った患者１５の中の減衰物
質の量を表す投影プロフィールＰを生じる。ストリーク
アーチファクトは、非常に低い検出器指示値におけるこ
れらの減衰値の変動により生じる。また、適応フィルタ
によって投影プロフィールＰから除去しようとするの
は、これらの変動である。後で説明するように、適応フ
ィルタは誤差ベクトルθを作成する。誤差ベクトルθ
は、加算点５３で、投影プロフィールＰの中の対応する
減衰値から減算される。次に、この補正され適応フィル
タリングされた投影プロフィールＰは再構成器５４に印
加され、再構成器５４はプロフィールＰを逆投影するこ
とによりスライス画像５５を作成する。
【００１２】やはり図３に示すように、適応フィルタ
は、ＤＡＳ２４からの各ビューの走査データＳを受ける
窓関数発生器６０を含む。この走査データＳはオフセッ
ト誤差について補正される。補正しないとこの走査デー
タＳは、測定されたＸ線光子カウントを示す検出器１８
からの生データである。発生器６０は、各走査データ値
（Ｓ1 乃至Ｓ852 ）を比較して、各値が次の領域のどれ
にあるか決定する。
は、ＤＡＳ２４からの各ビューの走査データＳを受ける
窓関数発生器６０を含む。この走査データＳはオフセッ
ト誤差について補正される。補正しないとこの走査デー
タＳは、測定されたＸ線光子カウントを示す検出器１８
からの生データである。発生器６０は、各走査データ値
（Ｓ1 乃至Ｓ852 ）を比較して、各値が次の領域のどれ
にあるか決定する。
【００１３】領域１＝ −∞から＋４カウントまで 領域２＝ ＋４から＋１０カウントまで 領域３＝ ＋１０から＋４５カウントまで 領域４＝ ＋４５から＋８０カウントまで 領域５＝ ＋８０から＋∞カウントまで これから、窓関数Ｗが作成される。第１の低域フィルタ
６１が窓関数Ｗを使用することにより、受けた投影プロ
フィールＰの中の対応する各減衰値（Ｐ1 乃至Ｐ852 ）
に対して適用されるフィルタリングの程度を制御する。
加算点６２で、フィルタリングされない投影Ｐから適応
フィルタリングされた投影ＦW （Ｐ）を減算することに
より、次式のような第１の通過誤差ベクトルφが作成さ
れる。
６１が窓関数Ｗを使用することにより、受けた投影プロ
フィールＰの中の対応する各減衰値（Ｐ1 乃至Ｐ852 ）
に対して適用されるフィルタリングの程度を制御する。
加算点６２で、フィルタリングされない投影Ｐから適応
フィルタリングされた投影ＦW （Ｐ）を減算することに
より、次式のような第１の通過誤差ベクトルφが作成さ
れる。
【００１４】 φ＝Ｐ−ＦW （Ｐ） 式（１） 実施例では第１の低域フィルタ６１は、当業者には「平
均化」フィルターまたは「ボックスカー」フィルタとし
て知られているディジタルフィルタであり、対応するフ
ィルタリングされた出力を作成するために一緒に平均さ
れる入力の隣接した値の数は窓関数によって決まる。詳
しく述べると、領域１および２として示されたすべての
入力値は１５個の隣接した値を平均することにより積極
的にフィルタリングされ、領域３のすべての値は９個の
値を平均することによりフィルタリングされ、領域４の
すべての値は３個の値を平均することによりフィルタリ
ングされ、領域５の値はフィルタリングされずに通過す
る。この適応フィルタリングは、窓関数Ｗに従って各投
影プロフィール値（Ｐ1 乃至Ｐ852 ）が別々に平均され
る単一のステップで行ってもよく、あるいは次式で表さ
れるプロセスで行ってもよい。
均化」フィルターまたは「ボックスカー」フィルタとし
て知られているディジタルフィルタであり、対応するフ
ィルタリングされた出力を作成するために一緒に平均さ
れる入力の隣接した値の数は窓関数によって決まる。詳
しく述べると、領域１および２として示されたすべての
入力値は１５個の隣接した値を平均することにより積極
的にフィルタリングされ、領域３のすべての値は９個の
値を平均することによりフィルタリングされ、領域４の
すべての値は３個の値を平均することによりフィルタリ
ングされ、領域５の値はフィルタリングされずに通過す
る。この適応フィルタリングは、窓関数Ｗに従って各投
影プロフィール値（Ｐ1 乃至Ｐ852 ）が別々に平均され
る単一のステップで行ってもよく、あるいは次式で表さ
れるプロセスで行ってもよい。
【００１５】 ＦW （Ｐ）＝Ｆ15（Ｐ）Ｍ1 ＋Ｆ15（Ｐ）Ｍ2 ＋Ｆ9 （Ｐ）Ｍ3 ＋Ｆ3 （Ｐ）Ｍ4 ＋（Ｐ）Ｍ5 式（２） ここで、Ｆ15，Ｆ9 ，Ｆ3 ＝それぞれ１５、９および３
点の平均化フィルタ、Ｍ 1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 ，Ｍ5 ＝
それぞれの領域１、２、３、４および５における値を識
別するそれぞれのバイナリイマスク（ｂｉｎａｒｙ ｍ
ａｓｋ） 加算点６２の出力の誤差ベクトルφを直接使用して、投
影プロフィールＰに対して適応フィルタリングを行うこ
とができるが、誤差ベクトルφには「対象物」情報が存
在することが見出された。その結果、再構成された画
像、特に骨のような密度の高い対象物のまわりには、シ
ェージング（ｓｈａｄｉｎｇ）アーチファクトが生じ
る。誤差ベクトルφを修正するために、これは窓関数Ｗ
とともに第２の低域フィルタ６４に印加される。この目
的のために「メジアン（ｍｅｄｉａｎ）」ディジタルフ
ィルタが用いられ、フィルタが対応する出力を生じるよ
うに考慮される隣接の入力誤差ベクトル要素の数は窓関
数Ｗによって決まる。詳しく述べると、領域１の値に対
しては入力誤差ベクトル要素を変更しないで通過させ、
領域２の値に対しては９個の隣接の値のメジアン（中央
値）を通過させ、領域３の値に対しては５個の隣接の値
のメジアンを通過させ、領域４の値に対しては３個の隣
接の値のメジアンを通過させ、領域５の値に対してはφ
誤差ベクトル要素（すなわち“０”）を通過させる。第
２の低域フィルタ６４の出力を加算点６５に印加するこ
とにより、最終誤差ベクトルθが得られる。
点の平均化フィルタ、Ｍ 1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 ，Ｍ5 ＝
それぞれの領域１、２、３、４および５における値を識
別するそれぞれのバイナリイマスク（ｂｉｎａｒｙ ｍ
ａｓｋ） 加算点６２の出力の誤差ベクトルφを直接使用して、投
影プロフィールＰに対して適応フィルタリングを行うこ
とができるが、誤差ベクトルφには「対象物」情報が存
在することが見出された。その結果、再構成された画
像、特に骨のような密度の高い対象物のまわりには、シ
ェージング（ｓｈａｄｉｎｇ）アーチファクトが生じ
る。誤差ベクトルφを修正するために、これは窓関数Ｗ
とともに第２の低域フィルタ６４に印加される。この目
的のために「メジアン（ｍｅｄｉａｎ）」ディジタルフ
ィルタが用いられ、フィルタが対応する出力を生じるよ
うに考慮される隣接の入力誤差ベクトル要素の数は窓関
数Ｗによって決まる。詳しく述べると、領域１の値に対
しては入力誤差ベクトル要素を変更しないで通過させ、
領域２の値に対しては９個の隣接の値のメジアン（中央
値）を通過させ、領域３の値に対しては５個の隣接の値
のメジアンを通過させ、領域４の値に対しては３個の隣
接の値のメジアンを通過させ、領域５の値に対してはφ
誤差ベクトル要素（すなわち“０”）を通過させる。第
２の低域フィルタ６４の出力を加算点６５に印加するこ
とにより、最終誤差ベクトルθが得られる。
【００１６】 θ＝φ−ＧW （φ） 式（３） 第１の低域フィルタ６１と同様に、第２の低域フィルタ
６４も誤差ベクトルφの各要素に対して単一ステップで
構成してもよく、あるいは次式のようにバイナリイマス
クＭ2 乃至Ｍ4 を使用してもよい。 ＧW （φ）＝Ｇ9 （φ）Ｍ2 ＋Ｇ5 （φ）Ｍ3 ＋Ｇ
3 （φ）Ｍ4 本発明の趣旨を逸脱することなく、実施例の多数の変形
を作ることができる。他のディジタルフィルタリング手
法を用いてもよく、また隣接したビューに対する投影プ
ロフィールを含む二次元シノグラム（ｓｉｎｏｇｒａ
ｍ）にフィルタを適用してもよい。したがってフィルタ
（ＦおよびＧ）は、長い一次元の隣接した入力要素のメ
ジアン値の選択または平均化ではなく、入力要素を中心
とするコンパクトな二次元の近傍を使用することによ
り、互いに隣接したビューおよび互いに隣接したチャネ
ルにわたってフィルタリングを行ってもよい。これによ
り、画像の分解能を下げることなく、フィルタの有効性
が更に改善される。また、窓関数発生器６０が作成する
マスクＭ1 乃至Ｍ5 には高周波変動が含まれることがあ
る。これは、隣接したチャネルからのカウントが２つの
領域の間の境界上にのることがあるからである。この作
用は、マスクＭ1 乃至Ｍ5 に低域フィルタリングを適用
することにより改善することができる。そして最後に、
低域フィルタの動作を制御するために走査データ値の範
囲を５個の領域に分割したが、任意の数の領域を使用す
ることができる。実際、走査データの値を使用して低域
フィルタの動作を直接制御するような点にまで、領域の
数を増やすことができる。
６４も誤差ベクトルφの各要素に対して単一ステップで
構成してもよく、あるいは次式のようにバイナリイマス
クＭ2 乃至Ｍ4 を使用してもよい。 ＧW （φ）＝Ｇ9 （φ）Ｍ2 ＋Ｇ5 （φ）Ｍ3 ＋Ｇ
3 （φ）Ｍ4 本発明の趣旨を逸脱することなく、実施例の多数の変形
を作ることができる。他のディジタルフィルタリング手
法を用いてもよく、また隣接したビューに対する投影プ
ロフィールを含む二次元シノグラム（ｓｉｎｏｇｒａ
ｍ）にフィルタを適用してもよい。したがってフィルタ
（ＦおよびＧ）は、長い一次元の隣接した入力要素のメ
ジアン値の選択または平均化ではなく、入力要素を中心
とするコンパクトな二次元の近傍を使用することによ
り、互いに隣接したビューおよび互いに隣接したチャネ
ルにわたってフィルタリングを行ってもよい。これによ
り、画像の分解能を下げることなく、フィルタの有効性
が更に改善される。また、窓関数発生器６０が作成する
マスクＭ1 乃至Ｍ5 には高周波変動が含まれることがあ
る。これは、隣接したチャネルからのカウントが２つの
領域の間の境界上にのることがあるからである。この作
用は、マスクＭ1 乃至Ｍ5 に低域フィルタリングを適用
することにより改善することができる。そして最後に、
低域フィルタの動作を制御するために走査データ値の範
囲を５個の領域に分割したが、任意の数の領域を使用す
ることができる。実際、走査データの値を使用して低域
フィルタの動作を直接制御するような点にまで、領域の
数を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いることができるＣＴイメージング
装置の外観図である。
装置の外観図である。
【図２】ＣＴイメージング装置の概略ブロック図であ
る。
る。
【図３】図２のＣＴイメージング装置の一部を構成する
画像再構成器の概略ブロック図である。
画像再構成器の概略ブロック図である。
１０ コンピュータ断層撮影イメージング装置 ２４ データ取得装置 ５１ 誤差補正器 ５４ 再構成器 ６０ 窓関数発生器 ６１ 第１の低域フィルタ ６２ 加算点 ６４ 第２の低域フィルタ
Claims (7)
- 【請求項１】 コンピュータ断層撮影イメージング装置
に於いて、 一組のＸ線走査データ（Ｓ）を取得するディジタル取得
装置であって、一組のＸ線走査データ（Ｓ）のそれぞれ
の要素が、イメージング装置の中に配置された撮影対象
物（１５）を通過して検出されたＸ線光子の数を表して
いるディジタル取得装置（２４）、 一組のＸ線走査データ（Ｓ）を受けるように接続された
補正手段であって、撮影対象物を通過したＸ線の減衰値
を表す対応する要素を持つ投影プロフィールを作成する
補正手段（５１，５２）、 適応フィルタ、ならびに適応フィルタにより適応フィル
タリングされた投影プロフィールから、画像を作成する
再構成器（５４）を含み、 上記適応フィルタが、 （ａ） 一組のＸ線走査データ（Ｓ）を受けるように接
続された窓関数発生器であって、各Ｘ線走査データ要素
の大きさを表す窓関数（Ｗ）を作成する窓関数発生器
（６０）、 （ｂ） 投影プロフィール（Ｐ）および窓関数（Ｗ）を
受けるように接続された第１の低域フィルタであって、
窓関数（Ｗ）で決められた量だけ、各投影プロフィール
要素をフィルタリングする第１の低域フィルタ（６
１）、 （ｃ） 第１の低域フィルタによりフィルタリングされ
た投影プロフィール要素を、対応する投影プロフィール
要素から減算することによって、誤差ベクトルを作成す
る減算手段（６２）、および （ｄ） 誤差ベクトルを投影プロフィール（Ｐ）と組み
合わせることにより、適応フィルタリングされた投影プ
ロフィールを作成する手段（５３）を含むことを特徴と
するコンピュータ断層撮影イメージング装置。 - 【請求項２】 上記第１の低域フィルタがディジタル平
均化フィルタであり、窓関数（Ｗ）により指示された所
定の数の隣接した投影プロフィール要素を平均して、フ
ィルタリングされた各投影データ要素を作成する請求項
１記載のコンピュータ断層撮影イメージング装置。 - 【請求項３】 上記の窓関数（Ｗ）により指示された隣
接した投影プロフィール要素の個数が対応するＸ線走査
データ要素の大きさに対して反比例の関係にある請求項
２記載のコンピュータ断層撮影イメージング装置。 - 【請求項４】 上記適応フィルタが第２の低域フィルタ
（６４）を含み、第２の低域フィルタは、減算手段（６
２）から誤差ベクトルを受けると共に、窓関数発生器か
ら窓関数（Ｗ）を受けて、窓関数（Ｗ）により指示され
た量だけ誤差ベクトルの中の要素をフィルタリングする
請求項１記載のコンピュータ断層撮影イメージング装
置。 - 【請求項５】 上記第２の低域フィルタがメジアンディ
ジタルフィルタである請求項４記載のコンピュータ断層
撮影イメージング装置。 - 【請求項６】 上記窓関数発生器は、どのＸ線走査デー
タ要素が選択された領域内の大きさを持っているかを示
す一組のバイナリイマスク（Ｍ1 乃至Ｍ5 ）を作成する
請求項１記載のコンピュータ断層撮影イメージング装
置。 - 【請求項７】 上記各バイナリイマスクが低域フィルタ
リングされる請求項６記載のコンピュータ断層撮影イメ
ージング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/087,568 US5416815A (en) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | Adaptive filter for reducing streaking artifacts in x-ray tomographic images |
| US087568 | 1993-07-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136157A true JPH07136157A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=22205949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145210A Pending JPH07136157A (ja) | 1993-07-02 | 1994-06-28 | コンピュータ断層撮影イメージング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5416815A (ja) |
| JP (1) | JPH07136157A (ja) |
| DE (1) | DE4421845A1 (ja) |
| IL (1) | IL110112A (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |