JPH10314153A - Ｘ線画像装置 - Google Patents
Ｘ線画像装置Info
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- JPH10314153A JPH10314153A JP10120898A JP12089898A JPH10314153A JP H10314153 A JPH10314153 A JP H10314153A JP 10120898 A JP10120898 A JP 10120898A JP 12089898 A JP12089898 A JP 12089898A JP H10314153 A JPH10314153 A JP H10314153A
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- 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
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、Ｘ線画像記録装置を構成し
て、前述のパラメータへの臨界的な分解を回避すること
である。 【解決手段】 この課題は本発明により、Ｘ線ビーム発
生器および平面形のビーム受信器を有し、これらの発生
器および受信器は測定フィールドを種々異なる方向で透
射するための移動可能な保持装置に支承されており、画
像再構成のための計算機が設けられており、この計算機
はビーム受信器が送出する信号から画像を再構成し、投
影の幾何学的位置が投影マトリクスにより斉次座標にて
示され、また逆投影も同様に斉次座標にて示され、ヴォ
クセルにより動かされる逆投影が位置座標を算出するこ
となく行われることにより解決される。
て、前述のパラメータへの臨界的な分解を回避すること
である。 【解決手段】 この課題は本発明により、Ｘ線ビーム発
生器および平面形のビーム受信器を有し、これらの発生
器および受信器は測定フィールドを種々異なる方向で透
射するための移動可能な保持装置に支承されており、画
像再構成のための計算機が設けられており、この計算機
はビーム受信器が送出する信号から画像を再構成し、投
影の幾何学的位置が投影マトリクスにより斉次座標にて
示され、また逆投影も同様に斉次座標にて示され、ヴォ
クセルにより動かされる逆投影が位置座標を算出するこ
となく行われることにより解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線画像装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】例えばアモルファスである水素添加シリ
コンベースの検出素子マトリクスから成る画像受信器、
またはＸ線画像増幅器が設けられたＸ線画像装置が公知
である。このＸ線画像増幅器はピラミッド形のＸ線ビー
ム束を照射され、このＸ線ビーム束の出力信号から計算
機を用いてＸ線画像が形成される。この種の画像装置は
例えばＣ字形湾曲部を有する装置であり、この装置はＣ
字形湾曲部の一方の端部にＸ線ビーム発生器を有し、他
方の端部に平面形検出器を有する。このようなＸ線画像
装置はＣ字形湾曲部が運動する際に機械的に不安定であ
り、ビームの幾何学的位置がフォーカスまたは検出器の
わずかな変動によって変化してしまうことがある。既知
の構成手段ではさらに、患者への接近の良好性が保証さ
れ、装置は患者の手術中の使用にも適している。位置解
像度の高い、良好なクォリティの画像を再生するため
に、既知の再構成アルゴリズムでは、フォーカスおよび
検出器のそのつどの位置を固定空間座標系に関して測定
技術的に検出し、再構成アルゴリズム内で使用する。こ
れはいわゆる逆投影の場合に行われる。この逆投影は汎
用計算機でのソフトウェア処理として、または固有のハ
ードウェアによる処理として実現可能である。
コンベースの検出素子マトリクスから成る画像受信器、
またはＸ線画像増幅器が設けられたＸ線画像装置が公知
である。このＸ線画像増幅器はピラミッド形のＸ線ビー
ム束を照射され、このＸ線ビーム束の出力信号から計算
機を用いてＸ線画像が形成される。この種の画像装置は
例えばＣ字形湾曲部を有する装置であり、この装置はＣ
字形湾曲部の一方の端部にＸ線ビーム発生器を有し、他
方の端部に平面形検出器を有する。このようなＸ線画像
装置はＣ字形湾曲部が運動する際に機械的に不安定であ
り、ビームの幾何学的位置がフォーカスまたは検出器の
わずかな変動によって変化してしまうことがある。既知
の構成手段ではさらに、患者への接近の良好性が保証さ
れ、装置は患者の手術中の使用にも適している。位置解
像度の高い、良好なクォリティの画像を再生するため
に、既知の再構成アルゴリズムでは、フォーカスおよび
検出器のそのつどの位置を固定空間座標系に関して測定
技術的に検出し、再構成アルゴリズム内で使用する。こ
れはいわゆる逆投影の場合に行われる。この逆投影は汎
用計算機でのソフトウェア処理として、または固有のハ
ードウェアによる処理として実現可能である。
【０００３】機械的な不安定性がなければ、フォーカス
はコンピュータトモグラフィではアイソセンタを中心と
した正確な円軌道を描く。アイソセンタを通る円平面に
垂直な軸線をこの装置の回転軸と称する。一定の間隔で
検出器が配置される。検出器平面はこの場合常にセンタ
ービームに垂直であり、このセンタービームはフォーカ
スからアイソセンタを通って延在する（光学軸）。
はコンピュータトモグラフィではアイソセンタを中心と
した正確な円軌道を描く。アイソセンタを通る円平面に
垂直な軸線をこの装置の回転軸と称する。一定の間隔で
検出器が配置される。検出器平面はこの場合常にセンタ
ービームに垂直であり、このセンタービームはフォーカ
スからアイソセンタを通って延在する（光学軸）。
【０００４】この形式の記録の幾何学的位置に対して、
L.A.Feldkamp, L.C.Davis, J.W.Kress, “Practical co
ne-beam algorithm”, J.Opt.Soc.Amer.A, Vol.1, No.
6,pp612-619, 1984 にアルゴリズムが記載されている。
このアルゴリズムは実際には行ごとの前処理（畳み込
み）および逆投影から成る。
L.A.Feldkamp, L.C.Davis, J.W.Kress, “Practical co
ne-beam algorithm”, J.Opt.Soc.Amer.A, Vol.1, No.
6,pp612-619, 1984 にアルゴリズムが記載されている。
このアルゴリズムは実際には行ごとの前処理（畳み込
み）および逆投影から成る。
【０００５】Ｃ字形湾曲部を有する装置が使用される場
合、理想的な幾何学的位置からの２つの重大な偏差が生
じる。これらの偏差によりFeldkamp のアルゴリズムを
修正しなければならない。すなわち、 １.部分円運動が生じる、すなわちＸ線管および検出器
が３６０゜回転せず、それより小さい角度で、例えば約
２００゜回転する。ただし少なくとも１８０゜プラス円
錐ビームの開放角の角度を円運動する。この問題は測定
値の適切な重みづけ（サイノグラム重みづけ Sinogramm
gewichtung）により解決される。
合、理想的な幾何学的位置からの２つの重大な偏差が生
じる。これらの偏差によりFeldkamp のアルゴリズムを
修正しなければならない。すなわち、 １.部分円運動が生じる、すなわちＸ線管および検出器
が３６０゜回転せず、それより小さい角度で、例えば約
２００゜回転する。ただし少なくとも１８０゜プラス円
錐ビームの開放角の角度を円運動する。この問題は測定
値の適切な重みづけ（サイノグラム重みづけ Sinogramm
gewichtung）により解決される。
【０００６】２.機械的な不安定性によりフォーカス路
に対する円軌道からの偏差が生じ、また検出器の傾倒に
も至る。光学軸は例えばもはやアイソセンタを通らな
い。この問題には２つの手段を必要とする。
に対する円軌道からの偏差が生じ、また検出器の傾倒に
も至る。光学軸は例えばもはやアイソセンタを通らな
い。この問題には２つの手段を必要とする。
【０００７】ａ）実際の記録時の幾何学的位置（実際の
幾何学的位置）を求める。
幾何学的位置）を求める。
【０００８】ｂ）この実際の幾何学的位置を逆投影を行
う際に使用する。
う際に使用する。
【０００９】記録の幾何学的位置は例えばリング形マー
カを用いて求めることができる。変動が再現可能である
ことが明らかな場合には、幾何学的位置をテーブル化す
ることも較正測定により可能である。
カを用いて求めることができる。変動が再現可能である
ことが明らかな場合には、幾何学的位置をテーブル化す
ることも較正測定により可能である。
【００１０】再構成すべき体積物は個々の立方体、いわ
ゆるヴォクセル（ヴォリュームエレメントの略、２次元
の場合にはピクセルエレメントを略してピクセルと称さ
れる）に分割される。ヴォクセルにより動かされる逆投
影のアルゴリズムは次の形態を有する。
ゆるヴォクセル（ヴォリュームエレメントの略、２次元
の場合にはピクセルエレメントを略してピクセルと称さ
れる）に分割される。ヴォクセルにより動かされる逆投
影のアルゴリズムは次の形態を有する。
【００１１】 ＞全ての投影に関するループ ＞投影センタおよび検出器の位置を定める ＞全てのヴォクセルに関するループ ＞ヴォクセルの中心のｘ、ｙ、ｚ座標を求める ＞投影センタから（x,y,z）を通る直線を求める ＞この直線が検出器平面を通る交点を求める ＞逆投影すべき値を求める ＞逆投影 ＞ヴォクセルループ終了 ＞投影ループ終了 ２次元の平面形検出器も同様に、例えば１０２４行およ
び１０２４列によって個別化される。１つのヴォクセル
と投影センタを接続する直線は、一般的には測定値位置
には当たらず中間位置にくる。通常は２直線の補間が４
つの隣接する位置の間で行われる。
び１０２４列によって個別化される。１つのヴォクセル
と投影センタを接続する直線は、一般的には測定値位置
には当たらず中間位置にくる。通常は２直線の補間が４
つの隣接する位置の間で行われる。
【００１２】数学的に中心投影を３×４の投影マトリク
スＰによって説明することができる。この投影マトリク
スは位置検出装置から送出される。ドイツ連邦共和国特
許出願１９５１２８１９号明細書に、実際の幾何学的位
置をリング形マーカを用いて求める手段が説明されてい
る。b=p*r により３次元空間の全ての点ｒに２次元の検
出器の１つの画素ｂが割り当てられる。この場合に斉次
座標、すなわちr=(x,y,z,1)およびb=(u,v,w)=w*(u/w,v/
w,1) が使用される。正規化された座標 u/w および v/w
は検出器の行の数および列の数と直接に見なすことが
できる。投影マトリクスＰは２つのマトリクスの積、す
なわち P=A[R,T] と見なされる。ここでＲは３×３の回
転マトリクスであり、Ｔは３×１の変換ベクトルであ
り、Ａは３×３の上記３次元マトリクスであり、この３
次元マトリクスは内在性のパラメータ（カメラ、結像比
など）を含む。フォーカスおよび検出器の空間位置を求
めるために、Ｐの分解を行わなくてはならない。このた
めの方法は、SPIE, Vol.2708, 361頁〜370頁に説明され
ている。内在性のパラメータおよび外在性のパラメータ
への分解が数値的に不安定なプロセスであることは経験
上知られている。すなわち例えば合成された変換ベクト
ルＴおよび回転マトリクスＲは、位置検出装置の本来の
結果のマトリクスＰよりもはるかに大きいエラーを有す
る。
スＰによって説明することができる。この投影マトリク
スは位置検出装置から送出される。ドイツ連邦共和国特
許出願１９５１２８１９号明細書に、実際の幾何学的位
置をリング形マーカを用いて求める手段が説明されてい
る。b=p*r により３次元空間の全ての点ｒに２次元の検
出器の１つの画素ｂが割り当てられる。この場合に斉次
座標、すなわちr=(x,y,z,1)およびb=(u,v,w)=w*(u/w,v/
w,1) が使用される。正規化された座標 u/w および v/w
は検出器の行の数および列の数と直接に見なすことが
できる。投影マトリクスＰは２つのマトリクスの積、す
なわち P=A[R,T] と見なされる。ここでＲは３×３の回
転マトリクスであり、Ｔは３×１の変換ベクトルであ
り、Ａは３×３の上記３次元マトリクスであり、この３
次元マトリクスは内在性のパラメータ（カメラ、結像比
など）を含む。フォーカスおよび検出器の空間位置を求
めるために、Ｐの分解を行わなくてはならない。このた
めの方法は、SPIE, Vol.2708, 361頁〜370頁に説明され
ている。内在性のパラメータおよび外在性のパラメータ
への分解が数値的に不安定なプロセスであることは経験
上知られている。すなわち例えば合成された変換ベクト
ルＴおよび回転マトリクスＲは、位置検出装置の本来の
結果のマトリクスＰよりもはるかに大きいエラーを有す
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、Ｘ線
画像記録装置を構成して、前述のパラメータへのクリテ
ィカルな分解を回避することである。
画像記録装置を構成して、前述のパラメータへのクリテ
ィカルな分解を回避することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、Ｘ線ビーム発生器および平面形のビーム受信器を有
し、このＸ線ビーム発生器およびビーム受信器は測定フ
ィールドを種々異なる方向で透射するための移動可能な
保持装置に支承されており、画像再構成のための計算機
が設けられており、この計算機はディジタル検出器とし
て構成されたビーム受信器が送出する信号から画像を再
構成し、投影の幾何学的位置が投影マトリクスにより斉
次座標にて示され、また逆投影も同様に斉次座標にて示
され、ヴォクセルにより動かされる逆投影が位置座標を
算出することなく行われることにより解決される。
り、Ｘ線ビーム発生器および平面形のビーム受信器を有
し、このＸ線ビーム発生器およびビーム受信器は測定フ
ィールドを種々異なる方向で透射するための移動可能な
保持装置に支承されており、画像再構成のための計算機
が設けられており、この計算機はディジタル検出器とし
て構成されたビーム受信器が送出する信号から画像を再
構成し、投影の幾何学的位置が投影マトリクスにより斉
次座標にて示され、また逆投影も同様に斉次座標にて示
され、ヴォクセルにより動かされる逆投影が位置座標を
算出することなく行われることにより解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明ではヴォクセルにより動か
される逆投影のアルゴリズムが用いられ、このアルゴリ
ズムはフォーカス座標およびヴォクセル座標の明確な計
算なしで作動される。
される逆投影のアルゴリズムが用いられ、このアルゴリ
ズムはフォーカス座標およびヴォクセル座標の明確な計
算なしで作動される。
【００１６】
【実施例】本発明を以下に図示された実施例に則して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１７】図１においては、患者２が横臥する寝台部
１が示されている。この寝台部１は架台３により検査室
の天井４に懸架されている。Ｘ線画像を形成するため
に、Ｘ線ビーム発生器５およびビーム受信器６が設けら
れている。Ｘ線ビーム発生器５およびビーム受信器６は
Ｃ字形湾曲部７に固定されており、このＣ字形湾曲部は
台座８に移動可能に支承されている。画像再生は懸架形
モニタ９上に行われる。３次元画像を形成するための体
積物データは、Ｘ線ビーム発生器５およびビーム受信器
６が装置の軸線１０を中心に回転する場合に得られる。
１が示されている。この寝台部１は架台３により検査室
の天井４に懸架されている。Ｘ線画像を形成するため
に、Ｘ線ビーム発生器５およびビーム受信器６が設けら
れている。Ｘ線ビーム発生器５およびビーム受信器６は
Ｃ字形湾曲部７に固定されており、このＣ字形湾曲部は
台座８に移動可能に支承されている。画像再生は懸架形
モニタ９上に行われる。３次元画像を形成するための体
積物データは、Ｘ線ビーム発生器５およびビーム受信器
６が装置の軸線１０を中心に回転する場合に得られる。
【００１８】図２においては、投影平面に対して垂直に
延在する装置の軸線１０、Ｘ線ビーム発生器５、および
ビーム受信器６が示されている。ビーム受信器６は平面
形検出器であり、この平面形検出器は検出素子のマトリ
クスから成る。図２ではもう１つの垂直な座標系（x,y,
z）が示されており、ここでｚ軸は装置の軸線１０に重
なる。角度αはｘ軸とセンタービーム１３との間の角度
であり、u,v はビーム受信器６に対する座標系である。
延在する装置の軸線１０、Ｘ線ビーム発生器５、および
ビーム受信器６が示されている。ビーム受信器６は平面
形検出器であり、この平面形検出器は検出素子のマトリ
クスから成る。図２ではもう１つの垂直な座標系（x,y,
z）が示されており、ここでｚ軸は装置の軸線１０に重
なる。角度αはｘ軸とセンタービーム１３との間の角度
であり、u,v はビーム受信器６に対する座標系である。
【００１９】本発明ではヴォクセルにより動かされる逆
投影のアルゴリズムが用いられ、フォーカス座標および
ヴォクセル座標の計算なしで作動させることができる。
この場合に各投影方向に対して次の算出ステップが実行
される。
投影のアルゴリズムが用いられ、フォーカス座標および
ヴォクセル座標の計算なしで作動させることができる。
この場合に各投影方向に対して次の算出ステップが実行
される。
【００２０】１.入力されるのは次の値を有する３×４
の投影マトリクスＰである。
の投影マトリクスＰである。
【００２１】 a11 a12 a13 b1 a21 a22 a23 b2 a31 a32 a33 b3 ２.dx,dy,dz は所定のヴォクセルのエッジ長である。こ
の dx,dy,dz はマトリクスＰの第１の３つの列と乗算さ
れ、これにより補助マトリクスＱが算出される。すなわ
ち ax1 ay1 az1 ax2 ay2 az2 ax3 ay3 az3 がaxi=ai1*dx, ayi=ai2*dy, azi=ai3*dz により算出さ
れる。
の dx,dy,dz はマトリクスＰの第１の３つの列と乗算さ
れ、これにより補助マトリクスＱが算出される。すなわ
ち ax1 ay1 az1 ax2 ay2 az2 ax3 ay3 az3 がaxi=ai1*dx, ayi=ai2*dy, azi=ai3*dz により算出さ
れる。
【００２２】３. P(i,j,k):=(xi,yj,zk) はインデクス
（i,j,k）を有するヴォクセル座標であり、ここで 1≦i
≦nx, 1≦j≦ny, 1≦k≦nz である。特に P(0,0,0)=(x
0,y0,z0)は再構成すべき体積物の外部の仮定のヴォクセ
ル座標である。ゆえにP(i,j,k)=(xi,yj,zk)=(x0+i*dx,
y0+j*dy, z0+k*dz)が成り立つ。斉次座標にてヴォクセ
ル（xi,yj,zk,1）が投影マトリクスＰにより、画素I(i,
j,k)=(ri,sj,tk)上に結像される。このステップにおい
てベースヴォクセルに対する結像が行われる。すなわち
I(0,0,0)=(r0,s0,t0):=P*(x0,y0,z0,1)である。
（i,j,k）を有するヴォクセル座標であり、ここで 1≦i
≦nx, 1≦j≦ny, 1≦k≦nz である。特に P(0,0,0)=(x
0,y0,z0)は再構成すべき体積物の外部の仮定のヴォクセ
ル座標である。ゆえにP(i,j,k)=(xi,yj,zk)=(x0+i*dx,
y0+j*dy, z0+k*dz)が成り立つ。斉次座標にてヴォクセ
ル（xi,yj,zk,1）が投影マトリクスＰにより、画素I(i,
j,k)=(ri,sj,tk)上に結像される。このステップにおい
てベースヴォクセルに対する結像が行われる。すなわち
I(0,0,0)=(r0,s0,t0):=P*(x0,y0,z0,1)である。
【００２３】４.ヴォクセルループ（擬似コード、ベク
トルの記述手法）は do i=1,nx I(i,0,0)=(r0,s0,t0)+i*(ax1,ax2,ax3) do j=1,ny I(i,j,0)=I(i,0,0)+j*(ay1,ay2,ay3) do k=1,nz I(i,j,k)=(ri,sj,tk)=I(i,j,0)+k*(az1,az2,az3) u=ri/tk v=sj/tk backproject imagepoint(u,v) end do end do end do である。
トルの記述手法）は do i=1,nx I(i,0,0)=(r0,s0,t0)+i*(ax1,ax2,ax3) do j=1,ny I(i,j,0)=I(i,0,0)+j*(ay1,ay2,ay3) do k=1,nz I(i,j,k)=(ri,sj,tk)=I(i,j,0)+k*(az1,az2,az3) u=ri/tk v=sj/tk backproject imagepoint(u,v) end do end do end do である。
【００２４】浮動小数点数 u,vは一般的には２次元形の
検出器の非整数の行の数と列の数である。int(x)を x
以下の最大の整数とすると、int(u), int(u)+1, int
(v), int(v)+1 が得られる。これらの間の行と列を補間
しなければならない。脳のアンジオグラフィに適用され
る場合には典型的には約８０の投影から、被検体の２５
６＊２５６＊２５６の大きさのヴォクセルが算出され
る。ゆえにステップ１〜３での予備的な算出はあまり重
要ではない。重要なのはヴォクセルループ内部のコンパ
クトなコードである。これは斉次座標を一貫して使用す
ることにより達成される。最終段階ではじめて最も内側
のループが正規化により通常の検出器の座標系へ移され
る。Ｘ線の焦点と検出器の空間位置の個々の算出はヴォ
クセル座標の算出と同様に省略される。
検出器の非整数の行の数と列の数である。int(x)を x
以下の最大の整数とすると、int(u), int(u)+1, int
(v), int(v)+1 が得られる。これらの間の行と列を補間
しなければならない。脳のアンジオグラフィに適用され
る場合には典型的には約８０の投影から、被検体の２５
６＊２５６＊２５６の大きさのヴォクセルが算出され
る。ゆえにステップ１〜３での予備的な算出はあまり重
要ではない。重要なのはヴォクセルループ内部のコンパ
クトなコードである。これは斉次座標を一貫して使用す
ることにより達成される。最終段階ではじめて最も内側
のループが正規化により通常の検出器の座標系へ移され
る。Ｘ線の焦点と検出器の空間位置の個々の算出はヴォ
クセル座標の算出と同様に省略される。
【００２５】本発明は３次元の場合のみに制限されな
い。別の次元では、使用されるマトリクスおよびベクト
ルの次元のみを相応に適合させればよい。例えば本発明
は２次元の場合（線形の検出器、断面図の算出）にも適
している。
い。別の次元では、使用されるマトリクスおよびベクト
ルの次元のみを相応に適合させればよい。例えば本発明
は２次元の場合（線形の検出器、断面図の算出）にも適
している。
【００２６】本発明を定置式の装置（固定ガントリを有
するＣＴスキャナ）に対して使用してもよい。この場合
には位置検出装置全体が省略され、投影マトリクスＰの
値は既知の装置の幾何学的位置および測定の幾何学的位
置から算出される。
するＣＴスキャナ）に対して使用してもよい。この場合
には位置検出装置全体が省略され、投影マトリクスＰの
値は既知の装置の幾何学的位置および測定の幾何学的位
置から算出される。
【００２７】図１においては、Ｘ線ビーム発生器５およ
びビーム受信器６がＣ字形湾曲部７に支承されている。
このＣ字形湾曲部は測定フィールドひいては患者２を種
々異なる方向で透射するために、モータにより回転可能
である。これによりＣ字形湾曲部７が直立している場合
には側方から患者２へ接近可能である。ただしこのこと
は所定の機械的な不安定性を生じさせる。この場合に本
発明により、前述のヴォクセルにより動かされる逆投影
が位置座標を個々に算出することなく可能である。それ
ぞれの投影の幾何学的位置は３×４のマトリクス（投影
マトリクス）により斉次座標にて示される。効果的な逆
投影は同様に斉次座標にて、すなわち個々のヴォクセル
の座標を算出することなく行われる。
びビーム受信器６がＣ字形湾曲部７に支承されている。
このＣ字形湾曲部は測定フィールドひいては患者２を種
々異なる方向で透射するために、モータにより回転可能
である。これによりＣ字形湾曲部７が直立している場合
には側方から患者２へ接近可能である。ただしこのこと
は所定の機械的な不安定性を生じさせる。この場合に本
発明により、前述のヴォクセルにより動かされる逆投影
が位置座標を個々に算出することなく可能である。それ
ぞれの投影の幾何学的位置は３×４のマトリクス（投影
マトリクス）により斉次座標にて示される。効果的な逆
投影は同様に斉次座標にて、すなわち個々のヴォクセル
の座標を算出することなく行われる。
【００２８】図３においては、投影マトリクスをマーカ
体１４を用いて形成することが示されている。図１には
図示されていないマーカ体１４は、図３に概略的に立方
体１５として示されている検査すべき患者の領域を包囲
するように設けられている。マーカ体１４は例えばリン
グ状の支持体１６を有し、この支持体はＸ線透過性材料
例えばアクリルから形成されており、Ｘ線ビームを強く
吸収する物質、例えばスチールボールを有する。この物
質は所定の既知のパターンに設けられている。マーカ体
のうち参照番号１７を付されている１つのマーカ体は、
マーカ体１４の任意の部分画像から実際に投影マトリク
スが求められるように配置されている。ゆえに投影マト
リクスを形成することができる。なぜならマーカ体１７
のビーム受信器６上の結像は、求められた投影マトリク
スを使用することから生じるからである。
体１４を用いて形成することが示されている。図１には
図示されていないマーカ体１４は、図３に概略的に立方
体１５として示されている検査すべき患者の領域を包囲
するように設けられている。マーカ体１４は例えばリン
グ状の支持体１６を有し、この支持体はＸ線透過性材料
例えばアクリルから形成されており、Ｘ線ビームを強く
吸収する物質、例えばスチールボールを有する。この物
質は所定の既知のパターンに設けられている。マーカ体
のうち参照番号１７を付されている１つのマーカ体は、
マーカ体１４の任意の部分画像から実際に投影マトリク
スが求められるように配置されている。ゆえに投影マト
リクスを形成することができる。なぜならマーカ体１７
のビーム受信器６上の結像は、求められた投影マトリク
スを使用することから生じるからである。
【図１】本発明を説明するための、Ｃ字形湾曲部を有す
るＸ線画像形成装置の主要部分の略図である。
るＸ線画像形成装置の主要部分の略図である。
【図２】図１に示される装置での、本発明にとって重要
なビームの幾何学的位置を示す図である。
なビームの幾何学的位置を示す図である。
【図３】投影マトリクスをマーカ体を用いて形成するこ
とを示す図である。
とを示す図である。
１ 寝台部 ２ 患者 ３ 架台 ４ 天井 ５ Ｘ線ビーム発生器 ６ ビーム受信器 ７ Ｃ字形湾曲部 ８ 台座 ９ 懸架形モニタ １０ 装置の軸線 １３ センタービーム １４、１７ マーカ体 １５ 検査すべき領域 １６ 支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アリ アール バニ−ハシミ アメリカ合衆国 ニュー ジャージー プ レインズボロ ラーヴェンス クレスト アヴェニュー 3802 (72)発明者 ナシール ナヴァブ アメリカ合衆国 ニュー ジャージー ベ ル ミード キャッツキル コート 119
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｘ線ビーム発生器（５）および平面形の
ビーム受信器（６）を有し、該Ｘ線ビーム発生器および
ビーム受信器は測定フィールドを種々異なる方向で透射
するための移動可能な保持装置（３）に支承されてお
り、 画像再構成のための計算機が設けられており、該計算機
はディジタル検出器として構成されたビーム受信器
（６）が送出する信号から画像を再構成し、 投影の幾何学的位置が投影マトリクスにより斉次座標に
て示され、また逆投影も同様に斉次座標にて示され、ヴ
ォクセルにより動かされる逆投影が位置座標を算出する
ことなく行われる、ことを特徴とするＸ線画像装置。 - 【請求項２】 前記ビーム受信器は２次元の平面形ディ
ジタル検出器（６）である、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記ビーム受信器は１次元の線形検出器
である、請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 画像再構成のための計算機が各投影方向
に対して、 ａ）投影マトリクス（Ｐ）の第１の３つの列 a11 a12 a13 b1 a21 a22 a23 b2 a31 a32 a33 b3 をヴォクセルのエッジ長さ（dx,dy,dz）と乗算して、補
助マトリクスＱ ax1 ay1 az1 ax2 ay2 az2 ax3 ay3 az3 を axi=ai1*dx, ayi=ai2*dy, azi=ai3*dz により算出
し、 ｂ）検査すべき体積物のヴォクセル座標を斉次座標にて
定義し、ここで斉次座標の原点は検査すべき体積物の外
部に置かれる仮定のヴォクセルの座標であり、 ｃ）ヴォクセルのループ do i=1,nx I(i,0,0)=(r0,s0,t0)+i*(ax1,ax2,ax3) do j=1,ny I(i,j,0)=I(i,0,0)+j*(ay1,ay2,ay3) do k=1,nz I(i,j,k)=(ri,sj,tk)=I(i,j,0)+k*(az1,az2,az3) u=ri/tk v=sj/tk backproject imagepoint(u,v) end do end do end do を処理し、ここでi,j,k はヴォクセルのインデクスであ
り、それぞれ１から nx,ny,nz の３つの連続するインデ
クスに対応し、ここで値０は再構成すべき体積物の外部
に形成されたベースヴォクセルと対応しており、 nx,ny,nz は再構成すべき体積物のｘ方向、ｙ方向、ｚ
方向でのヴォクセルの数であり、 I(i,j,k)=(ri,sj,tk) はインデクス(i,j,k)を有するヴ
ォクセルに投影すべき２次元の点の斉次座標であり、 u は２次元の投影内のピクセル単位での連続的な水平座
標（行の方向）であり、すなわち１つの行内のピクセル
の（必ずしも整数でない）数であり、 v は２次元の投影内のピクセル単位での連続的な垂直座
標（列の方向）であり、すなわち１つの行内のピクセル
の（必ずしも整数でない）数である、請求項１から３ま
でのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項５】 前記計算機はそれぞれの投影方向に属す
る投影マトリクスを、既知の幾何学的位置を有するマー
カ体（１４）の検出された画像から直接に求める、請求
項１から４までのいずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19718418 | 1997-04-30 | ||
| DE19718418.9 | 1997-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314153A true JPH10314153A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=7828315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10120898A Pending JPH10314153A (ja) | 1997-04-30 | 1998-04-30 | Ｘ線画像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6038282A (ja) |
| JP (1) | JPH10314153A (ja) |
| DE (1) | DE19819519B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3743594B2 (ja) * | 1998-03-11 | 2006-02-08 | 株式会社モリタ製作所 | Ｃｔ撮影装置 |
| US6542570B1 (en) * | 2000-04-14 | 2003-04-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and system for reconstructing computed tomography images using redundant data |
| DE10043474B4 (de) * | 2000-09-04 | 2007-08-09 | Siemens Ag | Detektor zum Erzeugen eines Bildes aus einfallender Strahlung |
| US7198404B2 (en) | 2003-04-03 | 2007-04-03 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Real-time acquisition of co-registered X-ray and optical images |
| ATE472144T1 (de) * | 2003-12-16 | 2010-07-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Abbildungsverfahren mit gefilterter rückprojektion |
| JP4032357B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2008-01-16 | ソニー株式会社 | 画像情報処理装置および方法、並びにプログラム |
| JP2008519637A (ja) * | 2004-11-15 | 2008-06-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | コンピュータ断層撮影のための再構成方法及びコンピュータ断層撮影 |
| FR2879433B1 (fr) * | 2004-12-17 | 2008-01-04 | Gen Electric | Procede pour determiner une geometrie d'acquisition d'un systeme medical |
| US7671342B2 (en) * | 2005-01-11 | 2010-03-02 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Multi-layer detector and method for imaging |
| DE102006024242A1 (de) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Siemens Ag | Verfahren zur Detektierung einer Abweichung eines Röntgensystems in Bezug auf eine Soll-Position |
| WO2008038283A2 (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Mazor Surgical Technologies Ltd. | C-arm computerized tomography system |
| US8777485B2 (en) * | 2010-09-24 | 2014-07-15 | Varian Medical Systems, Inc. | Method and apparatus pertaining to computed tomography scanning using a calibration phantom |
| DE102011003653A1 (de) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Gewinnen eines 3D-Bilddatensatzes zu einem Bildobjekt |
| US9364191B2 (en) | 2013-02-11 | 2016-06-14 | University Of Rochester | Method and apparatus of spectral differential phase-contrast cone-beam CT and hybrid cone-beam CT |
| EP3175791B1 (en) | 2013-11-04 | 2021-09-08 | Ecential Robotics | Method for reconstructing a 3d image from 2d x-ray images |
| US9986983B2 (en) | 2014-10-31 | 2018-06-05 | Covidien Lp | Computed tomography enhanced fluoroscopic system, device, and method of utilizing the same |
| US10702226B2 (en) | 2015-08-06 | 2020-07-07 | Covidien Lp | System and method for local three dimensional volume reconstruction using a standard fluoroscope |
| US10674982B2 (en) | 2015-08-06 | 2020-06-09 | Covidien Lp | System and method for local three dimensional volume reconstruction using a standard fluoroscope |
| US10716525B2 (en) | 2015-08-06 | 2020-07-21 | Covidien Lp | System and method for navigating to target and performing procedure on target utilizing fluoroscopic-based local three dimensional volume reconstruction |
| EP3361958B1 (en) | 2015-10-13 | 2023-01-25 | Mazor Robotics Ltd. | Global spinal alignment planning method |
| US11172895B2 (en) | 2015-12-07 | 2021-11-16 | Covidien Lp | Visualization, navigation, and planning with electromagnetic navigation bronchoscopy and cone beam computed tomography integrated |
| US11051886B2 (en) | 2016-09-27 | 2021-07-06 | Covidien Lp | Systems and methods for performing a surgical navigation procedure |
| JP6767045B2 (ja) * | 2016-11-02 | 2020-10-14 | 株式会社ミツトヨ | 計測用ｘ線ｃｔ装置と座標測定機の座標合せ治具 |
| US10699448B2 (en) | 2017-06-29 | 2020-06-30 | Covidien Lp | System and method for identifying, marking and navigating to a target using real time two dimensional fluoroscopic data |
| EP3694412A4 (en) | 2017-10-10 | 2021-08-18 | Covidien LP | SYSTEM AND METHOD FOR IDENTIFYING AND MARKING A TARGET IN A THREE-DIMENSIONAL FLUOROSCOPIC RECONSTRUCTION |
| US10905498B2 (en) | 2018-02-08 | 2021-02-02 | Covidien Lp | System and method for catheter detection in fluoroscopic images and updating displayed position of catheter |
| CN115004017A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-09-02 | 深圳帧观德芯科技有限公司 | 成像系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5079699A (en) * | 1987-11-27 | 1992-01-07 | Picker International, Inc. | Quick three-dimensional display |
| US5253171A (en) * | 1990-09-21 | 1993-10-12 | General Electric Company | Parallel processing method and apparatus based on the algebra reconstruction technique for reconstructing a three-dimensional computerized tomography (CT) image from cone beam projection data |
| DE19512819C2 (de) * | 1995-04-05 | 1999-05-27 | Siemens Ag | Röntgen-Computertomograph |
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-
1998
- 1998-04-29 US US09/069,282 patent/US6038282A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-30 JP JP10120898A patent/JPH10314153A/ja active Pending
- 1998-04-30 DE DE19819519A patent/DE19819519B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE19819519B4 (de) | 2005-08-04 |
| DE19819519A1 (de) | 1998-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050413 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080612 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081114 |