JPH0771941A - 3次元像を再構築する装置及び方法 - Google Patents

3次元像を再構築する装置及び方法

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JPH0771941A
JPH0771941A JP6142197A JP14219794A JPH0771941A JP H0771941 A JPH0771941 A JP H0771941A JP 6142197 A JP6142197 A JP 6142197A JP 14219794 A JP14219794 A JP 14219794A JP H0771941 A JPH0771941 A JP H0771941A
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array
axis
detectors
dimensional image
spiral
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JP6142197A
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Grangeat Pierre
グランジュア ピエール
Guillemaud Regis
ジルモー レジス
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 焦点が点ではないが、完全に異なる処理動作
を必要とする平行な扇形焦点合わせモードではなく、純
円錐状焦点合わせモードを伴う像再構築アルゴリズムを
ほとんど改造なしに用いることができる装置を提供す
る。 【構成】 検出器2の平面アレイ1によって対象物4の
3次元像を再構築する装置及び方法である。検出器の焦
点は円Ce上に位置している。単一点に焦点合わせする
場合よりもより広い検査領域を得ることができる。単一
点への円錐焦点合わせによる特性測定結果を反転するア
ルゴリズムを用いる。医学や産業上の非破壊検査に適用
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元像を再構築する
装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】特に医
療又は工業上の非破壊検査の分野において、断層法によ
りその像を再構築しようとする対象物は、その対象物の
回りを回転する2次元アレイセンサの前に置かれる。こ
の2次元アレイセンサは、その各検出器によって走査さ
れる空間を単一の線に規定する例えば鉛又はこれに類似
した材料の板からなるコリメータによって覆われてい
る。このアレイセンサは、対象物に関する円又は他の閉
軌道又は螺旋軌道上を通過する。幾つかの異なる入射角
それぞれによる2次元像について得られた検出器の測定
結果を照合し、測定結果の数学的変換の反転を行う解析
手法又は方程式の体系を反転する代数的解法を用いるこ
とによって対象物の3次元像を再構築することが可能と
なる。これら検出器によって測定される対象物の関数、
即ち像を特徴付ける特性は、対象物の各点から放出され
る放射か又は対象物の向こう側の焦線上に存在する放射
源から放出される放射についての対象物の各点による減
衰のどちらかによるものである。
【0003】検出器の焦点、即ち焦線の交差点、の位置
は、種々の形態に想定できる。このため、各2次元像に
対して単一の焦点が存在する純円錐状のコリメータを用
いることが提案されいるが、これは点放射源のみの使用
を可能としている。本願の発明者の1人及び他の科学者
によってなされた先行する研究、特にヨーロッパ特許公
開公報第292402号は、像又はより一般的には平面
上の関数の和を再構築するために、関数のラドン(Ra
don)変換の1次又は最高次微分と称されるものの反
転を用いたときのこの解法の価値を検認している。
【0004】検出器アレイの回転軸に平行な直線上に検
出器の焦点を合わせること、即ち焦線を計画された平面
上で扇形にかつ軌道に平行に配置することも提案されて
いる。幾つかの文献に記載されているこの「平行な扇
形」の焦点合わせモードは、回転軸内での拡大ができな
いことに基づく不都合を有している。
【0005】米国特許第4820924号及び第482
3017号には、さらに複雑な焦点位置について提案が
なされている。この場合、検出器の水平及び垂直列(行
及び列)のコリメータ線は、少なくとも幾つかの場合
に、アレイに垂直な線上に収束する。1つ実施態様で
は、焦点位置はアレイに平行でありかつその回転軸に垂
直な直線である。しかしながら、その後の再構築の計算
が非常に複雑となる。
【0006】1993年、カールスルーエ、ECAPT
報告によって出版されたミューラー、アース及びブラー
クによる「コンピュータ化2次元断層法における打ち切
りアーチファクト及び合成スキャナアレイ」なる文献に
は、3次元像の再構築方法が記載されている。この方法
は、測定における打ち切り(truncation)の
影響を低減するために、投射を虚像投射に変換する段階
を有している。検出器アレイは、その検出器アレイの円
形の移動の結果、円錐幾何学における複数の欠けた投射
を得ることを可能とする。これは、放射源には無関係で
あり、虚像投射は平面の虚像センサアレイ上で生じる。
本発明は、実像投射から虚像投射への変換を含んでいる
が、上述の文献においては焦点合わせが円錐又は平行扇
形であるので、この変換は異なる獲得条件となる。
【0007】本発明は、焦点が点ではないが、完全に異
なる処理動作を必要とする平行な扇形焦点合わせモード
ではなく、純円錐状焦点合わせモードを伴う像再構築ア
ルゴリズムをほとんど改造なしに用いることができる装
置に関するものである。
【0008】点焦点又は点のような焦点固有の欠点は、
検査領域が焦点に向かって非常に急激に狭くなることで
ある。この焦点が対象物に比較的近い場合、この対象物
の一部が全ての測定の放射領域内に通常は含まれず、欠
けた測定が行われることとなって反転式では訂正できな
い再構築エラーの発生を招く。焦点が対象物から離れて
いれば即ち対象物が検出器アレイに近ければ、その対象
物は通常は全て検査円錐内に含まれが、像の拡大倍率が
小さくなる。これは、人体内の臓器のように対象物の一
部を検査する必要がある場合に、ほとんどの検出器が対
象物のそれ以外の部分の測定に用いられるてしまうので
不都合となる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、対象物
に向かって配設された検出器の2次元アレイを備えてお
り、検出器アレイが螺旋軌道に沿って軸の回りを回転し
つつ対象物に対して移動するべく構成されている、対象
物の3次元像を再構築する装置が提供される。特に本発
明によれば、検出器は、軸に中心を有する螺旋上にほぼ
位置している複数の点上に軸方向に焦点合わせされてお
り、検出器によってなされた測定結果を格納しかつ測定
結果を組み合わせるための本質的に公知の手段が像再構
築に用いられている。像を組み合わせるとは、例えば測
定結果の再配列及び処理並びに3次元像再構築処理等の
一連の段階を意味している。検査プリズムは円錐よりか
なり幅広である。螺旋軌道が円形軌道であり螺旋が円で
あることも可能である。これは、螺旋のピッチが零の場
合に対応する。これは非常に重要である。即ち、装置は
通常このような円軌道を実現するように設計され、再構
築処理及び演算についても実際には通常の場合と同じで
あるからである。
【0010】演算を容易にするために、軸に平行な列上
に位置するアレイの全ての検出器が、複数の焦点のうち
の単一の焦点に焦点合わせされていることが好ましい。
【0011】本発明はさらに、特に上述した装置によっ
てなされた測定結果を、純円錐焦点合わせ(虚像焦点合
わせと以下称される)の特性データに変換することによ
って使用可能とした方法にも関している。この変換は、
実際の測定値に関するものではなく、これらを定義する
幾何学的なパラメータに係るものである。その最も一般
的な形態として、本発明は、螺旋軌道に従って軸の回り
を回転しつつ対象物に対して移動する検出器の少なくと
も1つの2次元アレイによって対象物の2次元像を取る
ことを含んでおり、2次元像がコリメータ線に沿った対
象物の特性に関する各検出器の測定結果から構成されて
おり、これら測定結果を用いて式を解くことによって3
次元像を再構築する方法に関する。本発明によれば、特
に、各コリメータ線が軸を中心とする螺旋上をほぼ通っ
ており、本発明の方法は、上述の式を解く前に行われ
る、コリメータ線をパラメータで表わす変換演算段階と
再編制段階とを含んでいる。各コリメータ線が螺旋の単
一の焦点上に焦点合わせされた検出器の虚像2次元アレ
イの始点と見なされており、虚像アレイが軸についてこ
れから一定距離で回転するものであり、変換演算が虚像
アレイの各コリメータ線について始点となる実像アレイ
内における位置及び実像アレイの軸に対する角度位置を
決定するものであり、次いで、虚像円錐投影を得るため
に再編制段階において変換演算の結果に応じて測定結果
を再編制することからなり、上述の解が再編制された測
定結果に関連している。測定結果について解く方法が、
対象物の像を特徴付ける関数のラドン変換の1次微分の
反転を含むことが有利である。
【0012】鮮鋭な像を得るために、全ての焦線が螺旋
又は場合によっては円を通ることが好ましい。しかしな
がら、焦線が円より僅かにずれても像が僅かに劣化する
のみであるから、この条件は必須のものではない。公知
のコリメータによると、全ての焦線が円に接する直線を
通る場合に満足する結果が得られる。
【0013】必ずしも必要ではないが、焦点合わせされ
る螺旋のピッチを軌道のピッチと同一にすることができ
る。
【0014】
【実施例】以下本発明について、これに限定されない実
施例及び添付の図面に関連して詳細に説明する。
【0015】図1は、回転軸に垂直な行及び回転軸に平
行な列にマトリクス状に配置された検出器2のアレイ1
を示している。これら検出器2は、アレイ1の中心Oか
ら始まるアレイ1の平面内の行座標p及び列座標qで識
別される。
【0016】コリメータ3がアレイ1を覆っている。図
には詳しく示されていないが、コリメータ3は、一般的
な方法により、検出器2によって測定されるべき放射を
透過しない材料で形成されており複数のウィンドウが設
けられている。材料としては、通常は鉛が用いられる。
ウィンドウの数は検出器2の数以上であり、各ウィンド
ウは各検出器が検査すべき対象物4に及びこれを越えて
配向された焦線L上の空間を走査できるように各検出器
の前に配置されている。コリメータは、検出器の数より
多いウィンドウを備えていることが有利である。ウィン
ドウは、同一のサイズでありかつコリメータの表面に渡
って均等に分布配置されていることが有利である。
【0017】検出器の前に置かれたウィンドウは、検出
器が単一の焦線L上の空間を走査できるように隣接する
穴の複数の方向を有している。線Lの方向は、検出器の
前のウィンドウの複数の方向の平均方向である。
【0018】アレイ1の回転軸はXで表わされる。本発
明の必須の特徴点は、対象物4の回りに位置しており軸
Xに垂直な平面に属する円Ceに全ての焦線Lが導かれ
ることにある。X軸が円Ceの中心を通過することが好
ましい。螺旋軌道の場合は、全ての焦線Lが螺旋状の弧
に導かれる。この平面は焦平面と呼ばれる。さらに本発
明では、各列に位置する全ての検出器2の焦線Lは、そ
れぞれの単一点Pに収束する。焦点Pのこの構成によれ
ば、走査される領域が大幅に広がり、対象物4をかなり
容易にその領域に含ませ得ることは明らかである。放射
の放出及び減衰に対するこれら焦点の貢献も、より正当
に測定されている。焦線についてのこのような構成を可
能とするコリメータは、多焦点幾何学又は多焦点コリメ
ータと呼ばれる。この種のコリメータは、現存する断層
撮影装置の平行又は円錐コリメータに置換可能である。
【0019】図2は、アレイ1及び焦平面上の焦線Lの
垂直投影図である。Fが焦軸、即ちアレイ1の中心O及
びX軸を通過する円Ceの直径を通る軸であり、そして
fが焦線F上で円Ce及びアレイ1間の測定した距離で
あるとすると、焦平面上の焦線Lmの投影は複数の横焦
点Ftmにおいて焦軸Fと交差する。焦線Lmについて
考察すると、前述した検出器2mの行座標がpmである
とすると、横焦点Ftm及びアレイ1間の横焦点距離D
(pm)は、pmの2次式又はfを越えて少なくとも加
算する式、即ち次の(1)式で定義される。ただし、k
は一定の係数である。 D(pm)=f+k・pm2 (1)
【0020】これにより、対象物4の全幅(この幅は僅
かに収束するのみである外側の焦線Lによって定義され
る)をカバーするという要求と対象物4の中心(より大
幅に収束する中央焦線Lによって定義される)に関して
より良い解像度及び感度を得ようとする常なる重要な要
求との間の良好な折衷案を得ることができる。
【0021】再び図1に戻ると、X軸及び対象物4の回
りのアレイ1による一連の測定が検出器2による多数の
測定結果を提供することは明らかであり、円錐焦点合わ
せについて既に存在する方法と同じ方法によって、対象
物4の3次元像を再構築するためにこれら測定結果を配
列することができる。
【0022】この像再構築は、全測定を純円錐の虚像焦
点合わせ法で行われる測定に減らすことによって効果的
に実施される。図3は、アレイ1のある位置における、
焦点Pに向かって配置されている検出器2mの焦線Lm
を示している。アレイ1から半径Rの円Ceまでの距離
が、再び、fで示されている。円錐焦点合わせによる虚
像検出器アレイ101を想定することにより全てのこれ
ら検出器は点Pに向かって収束し、さらに虚像アレイ1
01に垂直でありP及びCを通る線上での点Pからの距
離fを選ぶことによりこの虚像アレイ101は単一形態
となる。焦線Lmは、点Pの虚像アレイ101に対する
垂直投影で定義される中心O′から行軸に沿って距離p
cかつ列軸に沿って距離qcの位置におけるこの虚像ア
レイ101まで伸長される。2つのアレイ1及び101
間の角度はα(pm)である。
【0023】これにより、pc及びpm間、並びにqc
及びqm間の関係を見い出すことができラドン変換の1
次微分を用いたアルゴリズムのように公知の反転アルゴ
リズムを適用することができる。なお、アレイ1によっ
てなされた測定結果を虚像アレイ101によってなされ
る測定結果に変換するための角度α(pm)と同様に、
qmはアレイ1及び101(図4)の他方の座標に沿っ
た検出器2mの列座標である。略三角形状の存在により
次式が得られる。ここで、tは中心C及び線Lm間の距
離である。 t=pc{R/√(f2 +pc2 )} (2)
【0024】ψm及びψcが焦平面の固定された基準軸
に関してアレイ1及び101の向きを指定するのに用い
られるとすると、下式が定義できる。ここで、θは基準
軸及び焦線Lm上の円Ceの中心の投影間の角度であ
る。 θ=ψc−arctg(f/pc) (3)
【0025】距離D(pm)を導くのに(2)式及び
(3)式は下記の(4)式及び(5)式と等価である。 t=pm[{D(pm)−(f−R)}/√{D(pm)2 +pm2 }] (4) θ=ψm−arctg{D(pm)/pm} (5)
【0026】(2)式及び(4)式に基づいてpm及び
pc間の関係が下式のごとくに求まる。 pm[{D(pm)−(f−R)}/√{D(pm)2
+pm2 }]=pc{R/√(f2 +pc2 )} 次いでpmがpcの関数として計算される。
【0027】あらかじめ作成した対応テーブルを定義す
ることも可能である。
【0028】(3)式及び(5)式から下式が得られ
る。 ψm=ψc−arctg(f/pc)+arctg{D
(pm)/pm}arctg{D(pm)/pm}−a
rctg(f/pc)=δψ(pc)
【0029】対応テーブルδψを設けることも可能であ
る。
【0030】ψm及びψc間の変数変化は、関数δψ
(pc)を用いて次のように定義される。 ψm=ψc+δψ(pc)
【0031】図4は、まさに、 qc/qm=fc/fm (6) を示している。ここで、fc及びfmは、点Pと実像ア
レイ1間及び点Pと虚像アレイ101間における焦線L
mの焦平面上への投影の長さをそれぞれ表わしている。
【0032】fc及びfmは下記の(7)式及び(8)
式で与えられる。 fm={pm−Rsinα(pm)}√[1+{D(pm)/pm}2 ] (7) fc=√(f2 +pc2 ) (8)
【0033】対応テーブルδqが設けられる。qm及び
qc間の変数の変化は、関数δq(pc)をqm=qc
×δq(pc)及びδq(pc)=fc/fmのように
用いることによって確立される。ここで、qmはqcの
関数として得られる。実際には、虚像測定結果ψc、p
c、qcのボリュームに対応しており上述した式から得
られる実像測定結果ψm、pm、qmのボリュームの座
標は、これら虚像測定結果ψc、pc、qcのボリュー
ムの各点と統合していない。即ち、これらは測定点に対
応していない。点c、pc及びqcにおける実像測定結
果のボリュームの値は、三線補間又は1つのディメンジ
ョンにおける3回の連続する直線補間によって決定され
る。これらの値は、全て、D(pm)、螺旋ピッチ、焦
点距離f、検出器及び回転軸R間距離、並びにpm、ψ
m、qmにそれぞれ応じたものとなる。実像測定結果
は、対象物4の回りを移動する虚像アレイ101によっ
てなされψc、pc及びqcによって特徴付けられる虚
像測定結果に関連付けられる。これら虚像測定結果は、
ヨーロッパ特許公開公報第292402号と同様の方法
によって組み合わされ、関数変換され、そして反転され
る。この公報には、組み合わせを行い、ラドン関数変換
の1次微分を反転し、結果を表示する基本的なデータ処
理、測定結果格納手段について簡単に記載されている。
【0034】実際には、実像多焦点測定結果から虚像円
錐測定結果に至ることを可能とする上述した式又は式の
他の任意の組を使用する。すべての場合にD(pm)を
知る必要があり、図1及び図2に示す焦点合わせに関す
る不変の幾何学的特性に基づいて、pmの関数であるD
(pm)のテーブル作成を前もって行うことが可能であ
る。pc及び特にpmに応じた値となるD(pm)から
pmを求めることは、常に直ちに行えるものではない。
従って、各測定結果について計算を繰り返すよりも、p
cの関数としてのpm、δψ及びδqのテーブルを前も
って作成しておくことが好ましい。実際には、これらテ
ーブルはディメンジョンN3 で再構築されるべき対象物
のために作成され、再構築段階が前述のヨーロッパ特許
公開公報第292402号に記載されているようにほぼ
Nの基本的な動作を必要とするのに対して、再配列段階
はほぼN3 の三線補間を必要とする。
【0035】実像多焦点測定結果を虚像円錐測定結果に
変換する段階において、テーブルpm、δψ及びδq
は、変数pm、qm及びψmの変化に対してpc、qc
及びψcの関数として後に使用できる。
【0036】これらの変換に起因して処理が直ちに複雑
となるものでもなく、また、一般に多くの適用例におい
て、処理が複雑となることよりもより良い像を得ること
の方が重要である。
【0037】特定の装置においては、幅450mm、高
さ350mm(X軸方向において)の矩形の検出器アレ
イを覆うコリメータを設けることができる。これは、図
2及びk=0.016の場合の(1)式の状況に係るこ
とを可能にしている。R=350mm及びf=600m
mであるとき、D(pm)は600mmから1410m
mへ変化する。検出器アレイは患者の回りを回転してデ
ータ獲得を可能とするガンマカメラに属するものであ
る。例えばこの種の装置は、ソファメディカル(Sop
ha Medical)DSXカメラの機械的部分から
構成される。
【0038】螺旋軌道によってデータ獲得を行うには、
検出器アレイは、回転移動に加えて患者の一部分を回転
軸に沿って並進移動する。本発明に関する説明を簡易化
するために、以下の式は平面検出器によって取得された
測定結果について与えられるものとする。しかしなが
ら、円形の検出器も使用可能であり、この場合、検出器
の2つの端を結ぶ線と検出器の幅とによって規定される
平面上の獲得線の分布によって測定が行われる。
【0039】像再構築アルゴリズムは、前に述べたよう
に、グランゲート(Grangeat)アルゴリズムと
呼ばれるラドン変換の1次微分の反転であることが有利
である。
【0040】焦点Pが、有利なことには、アレイ1の回
転軸Xに属した中心Cを有する円Ce上に位置している
場合、変化が通常は許容できる品質である像の鮮鋭度を
劣化させるので、前述の条件は必須ではなくなる。この
ため、焦点は、装置の残りの部分におけるアレイ1の位
置及び装着不安定性によって、その中心が回転軸Xに一
致せずその近傍に存在している円の上にも位置し得る。
図5には、図2の場合に類似しているが焦点Pがアレイ
1に平行でありかつX軸に垂直な線Y上に位置している
という異なる状況が示されている。この場合、焦点Pが
円上、例えば円Ce上、に位置していると仮定して近似
が行われる。この条件で得られる投影点はP′で示され
る。これは、特に、円Ceを含む平面への各焦線LのX
軸に平行な投影と円Ceとの交差点に相当する。焦点P
は、像の中心における投影点P′に虚像的に一致し、こ
れによって再構築された3次元像は、対象物4をカバー
するこの領域においては像の周辺部よりも鮮鋭度が高く
なる。
【0041】上述した処理は、減衰補正動作と同様に、
検出器2の均一性及び感度の補正等の前処理によって実
施することができる。この処理は、サウンダーズによっ
て出版されたジェイ・エイ・ソレンソン及びエム・イー
・フェルプスによる「核医学における物理」なる本に記
載されている従来の再構築においても、使用可能であ
る。
【0042】最も単純な場合について説明をしてきた
が、本発明は検出器アレイが対象物4の回りを徐々に上
昇して行く螺旋軌道についても適用することができる。
図6には、軌道Tがその各ターン間のピッチhを有する
螺旋軌道の例が示されている。この螺旋は、X軸を中心
としている。コリメータ3の焦点Pの位置は、図6にそ
の一部を表わした、同一ピッチhを有する他の螺旋Hを
描いて移動する。この螺旋HもX軸に中心を有してい
る。この螺旋軌道における像再構築方法は、各焦点Pが
異なる列の検出器2に係り合い得るので、前述した方法
と同じままであることは明らかである。各照射の瞬間の
関数としての像再構築について、ピッチhのみが計算の
最終段階で影響を及ぼす。円軌道及び円Ceは、螺旋軌
道においてそのピッチがゼロの場合に対応している。
【0043】このように本発明によれば、検出器2の平
面アレイ1によって対象物4の3次元像が再構築され
る。ここで、検出器の焦点は円Ce上に位置しているか
ら、単一点に焦点合わせする場合よりもより広い検査領
域を得ることができる。単一点への円錐焦点合わせによ
る特性測定結果を反転するアルゴリズムが用いられる。
本発明は、医学や産業上の非破壊検査に適用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一般的な構成を示す図である。
【図2】本発明の好ましい実施例における焦線の分布配
置を軸に沿って示した図である。
【図3】円錐焦点合わせ法に基づく像再構築に用いられ
る方法を説明する図である。
【図4】円錐焦点合わせ法に基づく像再構築に用いられ
る方法を説明する図である。
【図5】円上に焦点合わせする方法と僅かに異なる条件
で本発明がどのように用いられるかを説明するための図
である。
【図6】本発明の方法を一般化して表わした図である。
【符号の説明】
1 アレイ 2 検出器 3 コリメータ 4 対象物
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G02B 27/22 9120−2K

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物(4)に向かって配設された検出
    器(2)の2次元アレイ(1)を備えており、該検出器
    アレイが螺旋軌道(T)に沿って軸(X)の回りを回転
    しつつ前記対象物に対して移動するべく構成されてい
    る、前記対象物(4)の3次元像を再構築する装置であ
    って、前記検出器(2)は、前記軸(X)に中心を有す
    る螺旋(H)上にほぼ位置している複数の点(P)上に
    軸方向に焦点合わせされており、前記検出器によってな
    された測定結果を格納しかつ該測定結果を組み合わせる
    ための本質的に公知の手段が像再構築に用いられている
    ことを特徴とする3次元像を再構築する装置。
  2. 【請求項2】 前記軸に平行な線上に位置するアレイの
    前記検出器が全て単一の焦点に焦点合わせされているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記螺旋軌道が円形軌道であり前記螺旋
    が円(Ce)であることを特徴とする請求項1に記載の
    装置。
  4. 【請求項4】 前記焦点(P)の位置する円(Ce)の
    平面上において、前記円の中心(C)を通る前記検出器
    アレイへの垂線(F)上での前記検出器アレイと前記焦
    線(Lm)及び該垂線(F)の交点との間の距離(D
    (pm))が前記円(Ce)の半径より大きいことを特
    徴とする請求項3に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記距離が、前記平面内において前記垂
    線とそれから焦線がそれぞれ生じる検出器(2m)との
    間で測定される距離(pm)の増加関数であることを特
    徴とする請求項4に記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記増加関数が2次関数であることを特
    徴とする請求項5に記載の装置。
  7. 【請求項7】 螺旋軌道に従って軸の回りを回転しつつ
    対象物(4)に対して移動する検出器(2)の少なくと
    も1つの2次元アレイ(1)によって前記対象物(4)
    の2次元像を得ることを含んでおり、前記2次元像がコ
    リメータ線(L)に沿った前記対象物(4)の特性に関
    する前記各検出器(2)の測定結果から構成されてお
    り、該測定結果を用いて式を解くことによって3次元像
    を再構築する方法であって、前記各コリメータ線が前記
    軸を中心とする螺旋上をほぼ通り、前記方法が前記式を
    解く前に行われる、前記コリメータ線をパラメータで表
    わす変換演算段階と再編制段階とを含んでおり、該各コ
    リメータ線が前記螺旋の単一の焦点上に焦点合わせされ
    た前記検出器の虚像2次元アレイ(101)の始点と見
    なされており、該虚像アレイが前記軸(X)についてこ
    れから一定距離で回転するものであり、前記変換演算が
    前記虚像アレイの前記各コリメータ線について始点とな
    る実像アレイ内における位置及び該実像アレイの前記軸
    に対する角度位置を決定するものであり、次いで、虚像
    円錐投影を得るために前記再編制段階において該変換演
    算の結果に応じて前記測定結果を再編制することからな
    り、前記解が該再編制された測定結果に関連しているこ
    とを特徴とする3次元像を再構築する方法。
  8. 【請求項8】 前記測定結果について解く方法がラドン
    変換の1次微分の反転を含むことを特徴とする請求項7
    に記載の3次元像を再構築する方法。
  9. 【請求項9】 前記螺旋軌道が円形軌道であり前記螺旋
    が円(Ce)であることを特徴とする請求項7に記載の
    3次元像を再構築する方法。
  10. 【請求項10】 全ての前記焦線が前記円の接線を通る
    ことを特徴とする請求項9に記載の3次元像を再構築す
    る方法。
  11. 【請求項11】 前記変換演算が3つの座標(p、q、
    ψ)による虚像測定結果の3つの連続する変換段階を備
    えており、該変換段階の各々が直線補間を含んでいるこ
    とを特徴とする請求項7に記載の3次元像を再構築する
    方法。
JP6142197A 1993-06-02 1994-06-02 3次元像を再構築する装置及び方法 Withdrawn JPH0771941A (ja)

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