JPH11326243A - Ｃｔイメ―ジング装置を動作する方法及び走査及びデ―タ収集装置 - Google Patents

Ｃｔイメ―ジング装置を動作する方法及び走査及びデ―タ収集装置

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JPH11326243A
JPH11326243A JP11092471A JP9247199A JPH11326243A JP H11326243 A JPH11326243 A JP H11326243A JP 11092471 A JP11092471 A JP 11092471A JP 9247199 A JP9247199 A JP 9247199A JP H11326243 A JPH11326243 A JP H11326243A
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ザウアー フランク
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サマラセケラ スプン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザが画像再構成を開始するまでの時間遅
延を低減すること及び同時にイメージングシステムのデ
ータ格納の必要量を低減することである。 【解決手段】 上記課題は各放射線源位置において測定
データのセットを収集するステップと、ラドンデータの
多数のサブセットを発生させるために収集された測定デ
ータを変換処理して対象の２次元平行プロジェクション
における相応の局所的２次元ＲＯＩを再構成するために
各サブセットを使用するステップと、多数のサブセット
のラドン逆変換処理をして対象の３次元ＲＯＩの部分の
画像再構成を発生させるステップによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象の３次元関心
領域（ＲＯＩ）の画像を再構成するためにコーンビーム
放射線源及び２次元検出器装置を有するＣＴイメージン
グ装置を動作する方法及び対象の関心領域（ＲＯＩ）の
３次元（３Ｄ）コンピュータライズドトモグラフィ（Ｃ
Ｔ）のための走査及びデータ収集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年コーンビームジオメトリを使用する
システムが、コーンビームＸ線源及び２次元アリア検出
器を含む３次元（３Ｄ）コンピューテッドトモグラフィ
（ＣＴ）イメージングのために開発されている。イメー
ジングされる対象は、様々な方法のいずれにおいても有
利には３６０°角度範囲に亘ってその全長に沿って走査
される。この場合エリア検出器の位置はＸ線源に対して
相対的に固定され、このＸ線源と対象との間の相対的な
回転及び並進運動が走査（放射線エネルギによる対象の
照射）を提供する。３次元ＣＴに対するコーンビームア
プローチは、従来の３次元ＣＴ（つまり平行ビーム又は
ファンビームＸ線を使用して得られる多数スライスアプ
ローチ）に比較して改善された線量利用と同様に改善さ
れた速度を有する機械的及び産業的適用事例の両方にお
いて３次元イメージングを達成する可能性を有してい
る。
【０００３】走査路に沿って複数のＸ線源の位置（つま
り「ビュー（view）」）に対するコーンビーム源の相対
的な運動の結果、検出器はコーンビーム投影測定データ
（以下では測定データと呼ぶ）の相応の複数のセットを
収集する。測定データの各々のセットはＸ線源位置の各
々における対象に起因するＸ線減衰を表している。測定
データ収集の完結の後で、測定データは対象の３次元画
像を再構成するために処理される。
【０００４】しかし、対象（又は対象の関心領域）の精
確な３次元イメージングを行う前に、測定データの完全
なセットが必要である。すなわち、完全性規準を満たす
必要がある。基本的に必要とされることは、以下では
「積分平面」と呼ばれる放射線源の撮像領域内にある平
面が対象又は対象の３次元関心領域を通過し、１つ又は
複数の位置における走査路と交差し、画像再構成を精確
に行うために処理されなければならない測定データを発
生させることである。これらの規準は周知であり、例え
ば１９９５年１月１７日のMETHOD AND APPARATUS FOR A
QUIRING COMPLETERADON DATA FOR EXACTLY RECONSTRUCT
ING A THREE-DIMENSIONAL COMPUTERIZEDTOMOGRAPHY IMA
GE OF AN OBJECT RADIATED BY A CONE BEAM SOURCEとい
うタイトルの米国特許第５３８３１１９号明細書に詳し
く記述されている。この特許では次のように記されてい
る。すなわち、収集される測定データセットが処理さ
れ、いわゆる「サポート領域（region of support）」
（実空間において対象の関心領域によって占められる撮
像領域にトポロジカルに相応する領域）において十分な
密度のラドンデータを展開し、次いでこれらのラドンデ
ータが処理されて、所望の分解能でアーチファクトなし
でこの対象を再構成できる場合にのみ、これらの収集さ
れる測定データセットは完全である、と記されている。
大抵の場合、十分なラドンデータは、放射線源に撮像領
域内の対象全体を露出することによって収集される。
【０００５】様々な走査軌道（経路）を有しイメージン
グされる関心領域よりも小さいエリア検出器を使用する
コーンビームＣＴ装置によってラドン空間を十分に充た
すことは、精確な画像再構成を行うために周知である。
例えば、図１には１９９５面１０月３１日のHELICAL AN
D CIRCLE SCAN REGION OF INTEREST COMPUTERIZED TOMO
GRAPHYというタイトルの米国特許５４６３６６６号明細
書に開示された走査技術が示されている。対象１２の
（陰影を付けられた）関心領域部分１０は、スパイラル
部分の個々の上部端部及び下部端部のサークル部分１８
U及び１８Lを有する中央スパイラル部分から成る走査路
１４を提供することによってボケ又はアーチファクトイ
ントロダクションなしでイメージングされる。このスパ
イラル部分の個々の上部端部及び下部端部のサークル部
分１８U及び１８Lは、対象の関心領域の上部境界及び下
部境界を有するレベルである。上記の米国特許５４６３
６６６号明細書に詳しく記述されているように、関心領
域以外で対象の部分をイメージングすることにより起因
するボケの発生なしでこの関心領域の上部境界及び下部
境界における完全なコーンビームデータを得るために
は、スパイラル走査路からサークル走査路にスイッチす
ることが必要である。
【０００６】上記及び他の技術が使用されているが、こ
れらの技術は運動中の急激なシフトを有する走査路を必
要とする。走査運動中のこのような急激なシフトは次の
点で望ましくない。すなわち、これらのシフトは望まし
くない押し運動又は突き運動を患者に与えるか又は特別
な機械的応力をイメージングシステムに与える点で望ま
しくない。円滑に走査路を変えることのみが所望され
る。
【０００７】さらに、注意すべきことは、平行ビーム又
はファンビームを供給するＸ線源を使用する場合に画像
再構成に必要な処理に比べて、コーンビーム源を使用す
る場合に収集される測定データの処理はコンピュータ計
算的にはるかに複雑であることである。これは、平行ビ
ーム源又はファンビーム源を使用する場合には測定デー
タはすでに対象の断面図の２次元ラドン変換を直接表し
ているからである。しかし、これはコーンビーム源を使
用する場合には当てはまらず、さらに収集された測定デ
ータの複雑な処理は適切なラドン変換データを発生させ
るのに必要とされる。大抵の場合対象の画像の精確な再
構成のためのこのような処理は、以下のことを有する。
すなわち、 １） 測定データをラドン微分データへの変換するこ
と。これは例えば１９９３年１０月２６日のMETHOD AND
APPARATUS FOR CONVERTING CONE BEAM X-RAY PROJECTI
ON DATA TO PLANAR INTEGRAL AND RECONSTRUCTING A TH
REE-DIMENSIONAL COMPUTERIZED TOMOGRAPHY(CT) IMAGE
OF AN OBJECTというタイトルの米国特許５２５７１８３
号明細書に記述されている技術を使用して行われる。
【０００８】２） ラドン微分データ（Radon derivati
ve data）を極格子点（polar grid points）におけるラ
ドンデータに変換すること。これは例えば１９９５年８
月８日のTOMOGRAPHY WITH GENERATION OF RADON DATA O
N POLAR GRID POINTSというタイトルの米国特許５４４
６７７６号明細書に記述された技術を使用する。
【０００９】３） ラドンデータの３次元ラドン逆変換
を行うこと。これはディスプレイに供給された場合に対
象の３次元ＣＴ画像表示を与える画像データを再構成す
るために前記の米国特許５２５７１８３号明細書に詳し
く記述されているような公知の技術を使用する。
【００１０】コーンビーム測定データを使用して画像を
精確に再構成するための理論は上述のような米国特許か
ら周知であるように一般的に周知であるが、処理の実用
的なインプリメンテーションは全く疑わしいことがわか
る。上述したように、処理しなくてはならない測定デー
タ量は非常に多く、しかも主に走査路のジオメトリによ
って決定されるタイミングに従って迅速に収集されるだ
けではなく、収集されたデータに必要とされる計算はま
ことに複雑である。対象再構成の最も計算的にコストの
かかる部分は、ラドン微分データの計算（上記のステッ
プ１及び２）である。大抵の場合、対象再構成の間に約
１００×１０6回の線積分の微分（lineintegral deriva
tive）を計算しなくてはならない。各線積分の微分は２
つのシングルラインの線積分の計算（というのも、間隔
をおいて近接配置された２つのラインの線積分の差を使
用して１つの線積分の微分を計算するからである）を必
要とするので、２００×１０6回のシングルラインの線
積分計算が必要となる。しかし、これらの線積分の微分
計算を始める前に、各ラドンサンプル毎にどのＸ線源位
置が処理しなくてはならない測定データを供給するのか
を計算し、さらに測定データについて積分しなくてはな
らないラインの範囲を決定する必要がある。これらの後
者の決定は高度な非線形計算を含んでおり、それゆえ計
算的にコスト高であり、時間を消費し、対象の画像再構
成の遅延という望ましくないことをもたらす。
【００１１】図２は一般的に画像再構成のために収集さ
れた測定データを処理する従来技術を示している。図示
されているように、走査路１６に沿って放射線源の相応
の線源位置ＳＰ1、ＳＰ2、ＳＰ3、...ＳＰNにおいて得
られる測定データのセットＭＤ1、ＭＤ2、ＭＤ3、...Ｍ
ＤNをシーケンシャルに処理し、球座標系（ｒ,θ,φ）
によって定義されるラドン空間２００を均一に充填する
のに十分な量のラドンデータを展開し、十分な密度でし
かもアーチファクトなしで所望の分解能で対象１６の画
像再構成が可能となる。ラドンデータは、上記のステッ
プ１）及び２）にに従って動作する変換プロセッサによ
って複数のφ平面２０２の半径方向に配置される多数の
極格子点に展開される。前述のように、トップサークル
部分及びボトムサークル部分にあるＸ線源位置を含む走
査路の全てのＸ線源位置からの測定データが得られない
うちはこのラドンデータの展開は完全ではない。ラドン
データが完全に展開されて初めてプロセッサ２０６によ
り上記ステップ３）に従ってこのラドンデータの逆変換
処理が行われ、次いで画像再構成を視覚化するためにデ
ィスプレイ２０８に供給される。
【００１２】上記の結果は２つの要素を含む。つまり、
１）対象の３次元関心領域全体がＸ線源/検出器装置に
よって走査されるまで画像再構成は望ましくない遅延を
うける。そして２）計算された全ラドンデータの格納の
ために非常に大容量のシステムメモリを配置しなくては
ならない。というのも、逆変換処理は対象の３次元関心
領域全体の全体的なラドン変換を使用するからである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ユー
ザが画像再構成を開始するまでの時間遅延を低減するこ
と及び同時にイメージングシステムのデータ格納の必要
量を低減すること及び精確なコーンビーム画像再構成の
処理の複雑さを高めない又は精確なコーンビーム画像再
構成の処理の質を低下させない実用的なやり方でこれら
の課題を達成することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、方法におい
て、対象の関心領域を囲む走査路に沿って複数の放射線
源位置で放射線源及び検出器装置を動作し、この結果各
放射線源位置において測定データのセットを収集し、こ
の測定データのセットは走査路に沿って放射線源及び検
出器装置が動作される時に対象に起因する放射線減衰を
表すステップと、ラドンデータの多数のサブセットを発
生させるために収集された測定データを変換処理し、対
象の２次元平行プロジェクションにおける相応の局所的
２次元ＲＯＩを再構成するために各サブセットを使用す
るステップと、集められたサブセットの多数のサブセッ
トのラドン逆変換処理をして対象の３次元ＲＯＩの部分
の画像再構成を発生させるステップとを有する、対象の
３次元関心領域（ＲＯＩ）の画像を再構成するためにコ
ーンビーム放射線源及び２次元検出器装置を有するＣＴ
イメージング装置を動作する方法によって解決される。
【００１５】上記課題は、装置において、コーンビーム
の形式のエネルギを放射するためのエネルギ源を有し、
イメージングされる対象を通過することによる減衰の後
で測定データとしてコーンビームエネルギを検出するた
めのエリア検出器を有し、対象に対する走査路に沿って
エネルギ源及び検出器を可動的に位置決めし、対象の周
囲の走査路に沿った多数のエネルギ源位置でエネルギ源
によって対象を照射するためのマニピュレータを有し、
検出器は各前記エネルギ源位置において相応の測定デー
タのセットを収集し、対象の周囲の所定の幾何学的面上
の複数の位置として走査路を決定する制御手段を有し、
対象を通過し少なくとも１つの地点において走査路とな
らびにエリア検出器と交差する複数の各平面を有し、こ
れらの複数の各平面は複数のラドンサンプルのうちの所
与の１つにおけるラドンデータを計算するのに使用さ
れ、画像データを発生させるために測定データセットの
多数のセットを処理することによってラドンサンプルの
各々に対するラドンデータを計算するための手段を含む
画像再構成処理手段を有し、対象の再構成された画像を
表示するために画像データに応じて表示するディスプレ
イ手段を有し、画像再構成処理手段は、以下のものを有
する、すなわち、ラドンデータの多数のサブセットを発
生させるために収集された測定データを処理するための
変換プロセッサを有し、サブセットの各々は対象の２次
元平行プロジェクションにおける相応の局所的２次元Ｒ
ＯＩを再構成するために使用され、集められたサブセッ
トの多数のサブセットを処理するためのラドン逆変換プ
ロセッサを有し、対象のＲＯＩの部分の画像再構成を発
生させる、対象の関心領域（ＲＯＩ）の３次元（３Ｄ）
コンピュータライズドトモグラフィ（ＣＴ）のための走
査及びデータ収集装置によって解決される。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、対象の３次元関心領域
（ＲＯＩ）の画像再構成のためにコーンビーム放射源及
び２次元検出器装置を有するＣＴイメージング装置を動
作する方法及び装置である。２次元検出器により収集さ
れた測定データはラドンデータのサブセットを発生させ
るために処理される。これらラドンデータのサブセット
の各々は対象の２次元平行プロジェクションにおける相
応の局所的な２次元ＲＯＩを再構成するために使用され
る。よって、ラドンデータの１つのサブセットが完全に
展開されると、このラドンデータの１つのサブセットは
相応の局所的な２次元ＲＯＩを発生させるための第１の
逆変換処理ステップに送られる。次いでこれらの局所的
ＲＯＩの多数のサブセットが集められ、第２の逆変換処
理ステップに送られ、対象の３次元関心領域の一部分の
画像再構成を行う。
【００１７】本発明は、走査路の簡素化、メモリ必要量
の低減、測定データ収集開始から画像再構成の表示開始
までの時間遅延の低減に関する利点を有する。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて以下に詳し
く説明する。
【００１９】図３は本発明の原理によって収集された測
定データを処理するのに利用されるコーンビーム３次元
ＣＴイメージング装置を図示している。このイメージン
グ装置は、後述する本発明によるＸ線源走査路及び画像
再構成処理のインプリメンテーションに関する点以外は
前述の米国特許５２５７１８３号明細書及び米国特許５
４４６７７６号明細書に記載されたのと同一の原理によ
って構成され動作される。
【００２０】図３に図示されているように、コンピュー
タ制御されたマニピュレータ３０６は、適切にプログラ
ムされたコンピュータ３０８からの制御信号に応答し
て、コーン又はピラミッド状の（Ｘ線のような）エネル
ギのビーム源３１０及び２次元ピクセル化された検出器
アレイ３１２を所定のＸ線源走査路に沿って複数の離散
的なシーケンシャルに現れる隣接するＸ線源位置におい
て協調（走査）させる。図示された実施例では、走査路
は対象３１６の所定の軸３１５を中心とするスパイラル
走査路３１４として示されている。対象３１６の周囲を
通過する他のタイプの走査路を使用してもよい。しか
し、後述するように、その平行プロジェクションにおい
て高度な対称性を示す走査路３１４が有利である。
【００２１】コンピュータ３０６及びマニピュレータ３
０８の制御下でのＸ線源/検出器の協調の結果、Ｘ線源
位置の各々でＸ線エネルギは画像装置の撮像領域を通過
し、対象３１６によって減衰され、検出器３１２内の素
子（ピクセル）に到来する検出されたＸ線エネルギに相
応する測定データのセットが発生する。測定データのセ
ットは次いでデータ収集システム（ＤＡＳ）３１７に供
給され、このデータ収集システム３１７は図３の前述し
た部分のように収集された測定データのデジタル化及び
格納のために当業者には周知のやり方で動作する。
【００２２】注意すべきことは、代わりにそして等価的
に対象３１６が回転及び並進されて固定位置Ｘ線源及び
検出器によって走査されてもよいこと、回転がＸ線源及
び検出器によって行われ並進が対象によって行われても
よいこと、及び走査は連続的に又は段階的に行われても
よいことである。さらに線源３１０はＸ線源として図示
されているが、中性子、陽電子等々のような他のイメー
ジングエネルギを使用してもよい。
【００２３】前述したように、従来技術によれば完全な
ラドンデータを発生させる前に対象のＲＯＩの３次元容
積全体を完全に走査することが必要であった。しかし、
次に説明するように、本発明の装置の動作によれば対象
の部分的容積だけを走査することから得られる測定デー
タを使用してラドンデータの完全なサブセットを発生さ
せることができる。これによって、ラドン逆変換処理の
開始がはるかに迅速に行うことができ、ラドンデータの
格納の必要量が大いに低減される。
【００２４】ＤＡＳ３１７からの測定データはバッファ
メモリ及び画像再構成プロセッサ３１８に供給される。
このバッファメモリ及び画像再構成プロセッサ３１８は
様々なデータ変換を行うようにプログラムされたコンピ
ュータでよい。このバッファメモリ及び画像再構成プロ
セッサ３１８は、ブロック３２０〜３２４によって一般
的に示された処理ステップに従って走査された対象の画
像を精確に再構成するように測定データを処理する。
【００２５】ブロック３２０において測定データはラド
ン微分データに変換されるように処理される。垂直方向
に配向された複数の同軸のφ平面によって分割されるラ
ドン空間を定義する球座標系（ｒ,θ,φ）がラドンデー
タの後続の逆変換処理を容易にするために使用される。
測定データのラドンデータへの変換は一般的に前述の米
国特許５２５７１８３号明細書に記述された技術を使用
して行われる。しかし、後述するように、本発明の有利
な実施例では、「大急ぎで」変換計算のすべてを行う代
わりに、この変換をスピードアップするために予め計算
された「相対的なヒットリスト（relative hitlist）」
を利用するのが最良である。このようなヒットリストの
構成及び処理はA REDUCTION OF HITLIST SIZE IN SPIRA
L CONE BEAM CT BY USE OF LOCAL RADON ORIGINSという
タイトルの米国特許出願シリアル番号０８／９４０４８
９号、１９９７年９月３０日提出に詳しく記述されてい
る。
【００２６】簡単に説明すれば、この特許出願は測定デ
ータをラドンデータに変換するのを大幅に助けるために
予め計算された画像再構成処理情報の「相対的なヒット
リスト（Ｈr）」を使用することを記述している。一般
的に、ヒットリストはデータ変換処理情報を含み、この
データ変換処理情報は主にイメージング装置の幾何学的
パラメータによって決定され、それゆえイメージング処
理の前にすでに決定されている。これらの幾何学的パラ
メータは例えば線源／検出器走査路のピッチ及び他のパ
ラメータ、対象寸法、検出器分解能、走査路及びラドン
空間のサンプリングなどである。これらのパラメータ
は、ラドンデータの所望のサンプルを発生させるために
測定データにおいて計算される必要がある線積分を定義
する。従って、このヒットリストは、ラドン空間内の地
点とこれに寄与する線源の位置との間の対応関係、線源
位置の各々において収集される測定データにおいて計算
される必要のある線積分を定義するパラメータならびに
画像再構成処理に利用される他の情報を指示する。大抵
の場合、イメージングシステムの製造者がこのヒットリ
スト情報を予め計算し、これをデータベース３２１のよ
うなメモリに格納しておく。ヒットリスト情報はこの装
置の実行（イメージング）動作中に使用され、収集され
た測定データをラドン微分データの多くのサンプルへ変
換処理することを支援する。このラドン微分データの多
くのサンプルは対象の正しい再構成のためのラドンサポ
ートの領域を充填するために必要とされる。さらに、後
続のラドン逆変換処理において発生する対称性のため
に、ラドン空間φ平面のうちのただ１つのφ平面に対す
る格納データが、他のラドン空間φ平面すべてに対する
ラドン微分データを計算するために使用するされうる。
従って、ヒットリストに対するメモリ必要量は大幅に低
減される。さらに、ヒットリストの使用の結果、ヒット
リストを使用しない場合の変換処理に比べてスピード及
び画像再構成処理の効率が改善される。
【００２７】後述するように、本発明においてはヒット
リスト利用技術はとりわけ次の点で有利である。すなわ
ち、このヒットリスト利用技術は、ラドン微分データの
特定の所定のサブセットを発生させるために測定データ
を使用する効率的な方法を提供するという点でとりわけ
有利である。
【００２８】ブロック３２２では、ラドン微分データ
が、例えば前述の米国特許５４４６７７６号明細書の図
５との関連において詳しく記述されている技術を使用し
て球座標系のφ平面上の極格子点におけるラドンデータ
に変換される。簡単に説明すれば、ブロック３２０から
のラドン微分データが nearest neighbor法又は補間法
を使用して等間隔に配置された極格子点におけるラドン
微分データに変換され、次いで合計され、等間隔に配置
された極格子点におけるラドンデータを発生する。デー
タベース３２１に格納された再構成処理情報のヒットリ
ストは、有利には再構成処理のこの部分でも、（ブロッ
ク３２１からブロック３２２への破線によって示されて
いるように）補間計算に使用される重み付け情報のよう
な予め計算された情報を供給する。これによってさらに
再構成処理のこの部分のスピード及び効率を改善する。
【００２９】ブロック３２４では、ラドンデータが２ス
テップ処理によって３次元ラドン逆変換される。これに
よって発生する画像データはブロック３２６で格納さ
れ、次いで再構成プロセッサ３１８からディスプレイ３
２８に供給される。このディスプレイ３２８は周知のや
り方で動作して対象３１６の３次元ＣＴ表示を与える。
【００３０】図４はブロック３２４で実行される２ステ
ップラドン逆変換処理を示しており、これは一般的に周
知であり、例えば前述の米国特許５２５７１８３号明細
書に記述されている。簡単に説明すれば、ブロック３２
２によって供給されラドン空間４００に分散されるラド
ンデータから出発する。このラドン空間４００は球座標
系（ｒ,θ,φ）によって定義されている。ラドン空間を
分割する垂直方向に配向された同軸の複数のφ平面のう
ちの２つのφ平面４０２及び４０４が図示されている。
各φ平面は、φ平面４０２及び４０４に示されている格
子のような極格子に配置されたラドンデータサンプルを
有する。後述するように、φ平面の各々のサンプル格子
の原点は互いに無関係でもよい。
【００３１】第１の逆変換処理ステップでは、フィルタ
ードバックプロジェクションのような手順を使用して、
φ平面の各々におけるラドンデータに２次元ラドン逆変
換を行い、相応のビューイング方向（viewing directio
n）に対して、すなわち円柱座標系（ｒ´,φ,ｚ）によ
って定義される中間空間４０８においてサンプリングさ
れる相応のφ平面４０６に対して、プロジェクション画
像４０５のような対象の３次元ＲＯＩの２次元平行プロ
ジェクションを発生させる。第２の逆変換処理ステップ
は、フィルタードバックプロジェクションのような手順
を使用して、中間空間４０８において水平方向平面（ｚ
スライス）のデータを処理する。この結果、直交座標
（x,y,z）によって定義される対象空間４１４において
サンプリングされた相応のｚ平面４１２における２次元
画像が算定される。この第２の逆変換処理ステップを繰
り返し、中間空間４０８の連続する水平方向ｚ平面を処
理して、これによってｚスライスによる対象のｚスライ
スの画像を再構成する。
【００３２】前述したように、本発明の有利な実施例で
は、相対的ヒットリストを使用してφ平面４０２及び４
０４を得るが、これらの平面は独立した、すなわち、局
所的なラドン原点を有している。相対的ヒットリストの
使用によって結果的に重要なスピード及び効率という利
点を得ることができるが、図４のΔｚ量によって示され
ているように、各φ平面に対してシフトされた局所的原
点が得られる。従って、第２の逆変換処理ステップを行
う前に、φ平面４０６を集める場合には、Δｚシフト量
を考慮に入れる必要がある。この結果、空間４０８を作
り上げる多くのφ平面にわたる２次元ＲＯＩ画像４０５
のｚスライス部分はコンシステント（consistent）であ
り、すなわちこのｚスライス部分は空間４０８の大域的
な（global）座標系の同じｚ部分に属する。
【００３３】本発明は次のことを実現する。すなわち、
図４に示された２ステップ処理によって３次元ラドンデ
ータの逆変換を行う場合にラドン空間４００の各φ平面
はその個々のラドン原点を有することができるだけでな
く、そこで発生される２次元プロジェクション画像も
「局所的」でもありうる。すなわち、以下では局所的Ｒ
ＯＩと呼ぶ破線４１６と４１８との間の部分Ｌのような
画像４０５のほんの一部分だけが一度に発生されうる場
合、多数の局所的ＲＯＩをつなぎ合わせて画像４０５を
再構成することができる。様々な局所的ＲＯＩを対象の
ユニークな大域的な３次元ＲＯＩから導出する必要はな
いが、各局所的ＲＯＩは対象の３次元部分容積に相応
し、それゆえ局所的ＲＯＩのセットは対象の３次元ＲＯ
Ｉを含み、対象の３次元ＲＯＩの再構成に使用されう
る。
【００３４】最初は局所的２次元プロジェクションを発
生させるというこの思想は重要であるようには見えない
が、実際にはこれにより比較的簡単な走査路を使用する
ことができ、再構成画像をディスプレイし始めるまでの
時間遅延を低減し、画像再構成に必要なメモリ必要量を
大幅に低減することができる。
【００３５】より特定すれば、対象の３次元ＲＯＩ全体
に対する大域的なラドン変換を行う代わりに、ラドンデ
ータのサブセットを発生させることが可能である。各サ
ブセットは対象の平行プロジェクションの相応の局所的
ＲＯＩの再構成に使用される。各φ平面には１つ又は複
数の局所的ＲＯＩが存在する。一度所与の局所的２次元
ＲＯＩを再構成するために必要なラドンデータセットと
使用すれば、このラドンデータセットは捨てることがで
き、この結果画像再構成に必要なシステムメモリの必要
量は大幅に低減する。さらに、前述の特許出願シリアル
番号０８/９４０４８９号に記述されているように、測
定データのラドン微分データへの変換に使用される相対
的なヒットリスト３２１のサイズも大幅に低減される。
というのも、この相対的なヒットリストの画像処理情報
は、相対的なやり方で、所与のφ平面４０６の多数の局
所的ＲＯＩに対するラドンデータを発生させるためだけ
でなく、中間空間４０８の全てのφ平面における全ての
局所的ＲＯＩのためにも再利用することができるからで
ある。
【００３６】図５は本発明による画像再構成のために収
集された測定データを処理するための図１に示された技
術を修正したものを説明する概略図である。図示されて
いるように、走査路１６に沿って放射線源の相応の線源
位置ＳＰ1、ＳＰ2、ＳＰ3、...ＳＰNにおいて得られる
測定データのセットＭＤ1、ＭＤ2、ＭＤ3、...ＭＤNを
前述の変換技術５０２に従って処理し、ラドンデータの
多数のサブセットＲＤ1, 1〜ＲＤM,Nを発生させる。これ
らのラドンデータの多数のサブセットは全て集めると対
象の３次元ＲＯＩの完全なラドン情報を含んでいる。発
生されるラドンデータサブセットの正確な個数はシステ
ムの設計者に委任されており、様々な設計トレードオフ
の問題である。しかし、図５ではＭは一般的に１つのφ
平面において再構成される局所的ＲＯＩの個数に対応し
ており、Ｎはその上で局所的ＲＯＩが再構成されるφ平
面の全個数に対応している。本発明の有利な実施例で
は、次に述べるように、もし局所的ＲＯＩが適切に選択
されるならば、相対的ヒットリスト３２１の使用は特に
測定データのラドンデータのサブセットへの変換を助け
るために有利である。
【００３７】本発明によって、変換処理５０２の結果と
して完全なラドンデータサブセットＲＤM,Nを発生させ
たならば、第１の逆変換ステップを行うことによって前
述のラドン逆変換処理を始めることができる。従って、
中間空間４０８のφ平面への対象の平行プロジェクショ
ンの関心領域である局所的ＲＯＩ、ＲＯＩ1,1〜ＲＯＩ
M,Nが、相応のラドンデータサブセットの逆変換処理に
よって連続的に発生される。所与のラドンデータがその
相応する局所的ＲＯＩを発生させるために使用された後
で、そのラドンデータは捨てることができ、これによっ
てイメージングシステムのコンピュータメモリが大きく
解放される。
【００３８】次に、（図４のｚ平面４１０のような）１
つの水平方向平面に対して全φ平面にわたる２次元プロ
ジェクションデータを提供するために多数の局所的ＲＯ
Ｉが中間空間４０８において発生された後で、プロジェ
クションデータのこのｚ平面は逆変換処理の第２のステ
ップに進む。これにより、（図４のｚ平面４１２のよう
な）対象の相応のｚ平面画像再構成を発生させる。上記
のステップが繰り返されて連続的に局所的ＲＯＩを発生
し、次いでこれらを集め、逆変換処理の第２のステップ
を行い、これによりｚ平面による対象ｚ平面の３次元Ｒ
ＯＩの画像を再構成する。
【００３９】上記の詳細は大域的ＲＯＩを定める問題を
考えることとより明瞭になるだろう。前述したように、
従来の解法は、（前述の米国特許５４６３６６６号明細
書に記述されているように）２つのサークルでスパイラ
ル走査路を終端することである。これらの２つのサーク
ルは、図１に示されているように、対象の３次元ＲＯＩ
の端部平面を直接的に定める。この２つのサークル及び
スパイラル解法は、対象の閉じられた部分に関する完全
な情報を選択できるという点で完全な走査路を提供す
る。さらに、これらサークルの本質的な特徴は、ＲＯＩ
境界における「汚されていない（uncontaminated）」プ
ロジェクションデータ、すなわち対象の３次元ＲＯＩを
通過するＸ線だけによって得られるプロジェクションデ
ータ（Ｘ線がＲＯＩの内側及び外側両方の対象と交差し
ていない）を提供する。
【００４０】（Ｘ線源が図１の上部サークル走査路部分
又は下部サークル走査路部分１８のいずれかにおけるＸ
線源位置にある場合のように）Ｘ線源がＲＯＩ境界の平
面にあるならば、相応のプロジェクションデータはこの
ＲＯＩの内側又は外側いずれかからの情報を含んでい
る。汚されていないプロジェクションデータは、検出器
データパターン２０の下部部分のクロスハッチング（cr
oss-hatched shading）で示されている。すなわち、ラ
イン２２の下側のデータの部分である。このライン２２
は走査路のトップサークル１８Uの検出器に対する平行
プロジェクションである。これによって、対象の残りの
部分からＲＯＩを明瞭に分離することができ、さらに対
象の３次元ＲＯＩだけの３次元ラドン変換を構成するこ
とができる。
【００４１】大域的ＲＯＩの閉じられた端部平面は走査
路のスパイラル部分だけのジオメトリ内で定めることは
できないが、本発明の発明者はφ平面における局所的Ｒ
ＯＩを定めるためにスパイラル路を使用することができ
ることを見いだした。
【００４２】より特定すれば、図６に示されているよう
に、各φ平面６０２（すなわち図４のφ平面４０２に相
応する）に対して、このφ平面６０２に対する走査路６
１０の平行プロジェクションに沿って対象６０６を切断
することによって（対象６０６の部分的な３次元容積６
０４に相応する）１つ又は複数の別個の形状のＲＯＩ６
０４が定められる。このプロジェクション方向はφ平面
に対して垂直である。走査路が均一なピッチのスパイラ
ルをから成る場合、このような別個の形状の部分的３次
元容積６０４の全個数は走査路によって定めることがで
きる。この結果、結合した場合には対象の３次元ＲＯＩ
の完全な容積が再構成される。このようにして、部分的
３次元容積６０４の各々は、図５の局所的ＲＯＩ1,1〜
ＲＯＩM,Nのような所与のφ平面における特定の局所的
ＲＯＩに相応する。前述の本発明の変換及び逆変換処理
技術に従って、これら部分的容積６０４の各々に対し
て、３次元ラドンデータのサブセット1,1〜M,Nが発生さ
れる。
【００４３】図７は、スパイラルのジオメトリによって
定めることができる３つの局所的ＲＯＩを示している。
注意すべきは、これらＲＯＩは、これら全てを対象の１
つの大域的３次元ＲＯＩから導出することはできないと
いう点で 局所的と呼ばれることである。データ変換ス
テップで使用されるヒットリストのサイズをできるだけ
小さく保持するために、（図７に図示されているよう
に）我々はラドン原点を調整し、これらラドン原点が各
局所的ＲＯＩ内に集中されるようにする。次いで、ヒッ
トリスト情報を再利用して各局所的ＲＯＩに対するデー
タ変換を支援することができる。再構成処理をセットア
ップして局所的ＲＯＩのうちで最小のものを生成するた
めに測定データの処理を絞り込むことが最良であると考
える人もいるだろうが、図８に関連して説明するよう
に、これはもっとも効率的なインプリメンテーションで
はない。
【００４４】図８の議論の前に、指摘しておくが、スパ
イラルのジオメトリによってＲＯＩを定める簡単で平明
な方法は近似を使用することである。つまり、φ平面へ
のスパイラルのプロジェクション（コサイン関数）を直
線によって近似することができ、次いでこれらの直線は
局所的ＲＯＩの上部境界線及び下部境界線として使用さ
れる。近似が使用されるが、この近似は図３に示されて
いるような標準的な医用スキャナのジオメトリに対して
非常に精確である。さらに、この精度は対象のサイズが
小さくなるにつれて増大する。
【００４５】図８は、どのようにして局所的２次元ＲＯ
Ｉのセットを集めて大域的なＲＯＩに相応する情報を抽
出するのかを図示している。ここで指摘しておくが、局
所的ＲＯＩサイズは最小ではなく、図７の３番目に小さ
いＲＯＩであり、この局所的ＲＯＩは最小サイズの局所
的ＲＯＩの３つのセットから成る。ＲＯＩの各セットは
φ平面のセットにおいて定められる。ここでφは０°＜
φ＜１８０°の範囲にあり、図示されている３つのφ平
面はそれぞれφ＝０°、φ＝９０°、φ＝１７９°であ
る。φ平面の１８０度にわたる局所的ＲＯＩのセットは
全部で中間空間のｚ方向の共通の範囲をカバーする。ダ
ークグレイで示されているこの範囲内において、対象は
図４に関連して説明した２ステッププロセスを使用して
再構成される。
【００４６】図９は、１つのφ平面において３つの局所
的ＲＯＩを継ぎ合わせることによってどのくらい対象の
２次元プロジェクションの長さを延長することができる
かを示している。
【００４７】もしＲＯＩ境界において再構成されるデー
タがアーチファクトを示すならば、局所的ＲＯＩをオー
バーラップさせて各ＲＯＩの中央部分のみを使用すれば
より良好な画質が得られるだろう。
【００４８】要約すれば、本発明は対象の平行プロジェ
クションの部分ごとの再構成を基礎にして、対象の部分
ごとの再構成を行うことができる。対象の平行プロジェ
クションのこれらの部分は局所的ＲＯＩを呼ばれ、相応
のラドンデータのサブセットから再構成される。本発明
に対して、従来技術では、完全な対象を走査してその完
全な大域的ラドン変換を得て、そして初めて次の再構成
ステップを開始しなくてはならなかった。本発明による
部分ごとの画像再構成は（例えば医学的シナリオにおい
て医者にとって）有益である。というのも、この画像再
構成はもっとも重要な対象の部位へのより迅速なアクセ
スを提供し、さらに素早い検査を可能にするからであ
る。
【００４９】再構成という仕事の全体を分割することは
コンピュータメモリの要求されるサイズも低減する。も
はや計算のためにメモリに大きなラドン空間を保持する
必要はない。またヒットリストのサイズも局所的ＲＯＩ
のサイズが小さくなるにつれて小さくなる。
【００５０】概して、これらの利点は精確なコーンビー
ム再構成アルゴリズムの実用的なインプリメンテーショ
ンにとって非常に重要である。
【００５１】これでコーンビームＣＴイメージング装置
の精確な画像再構成処理をスピードアップするための方
法及び装置の説明を終える。本発明の適用において多く
の変更、修正や他の用途が考えられるが、これらは当業
者にとって本発明の明細書及び図面を考察すれば容易で
ある。
【００５２】例えば、コーン状の放射ビームの代わりに
ピラミッド状のビームのような他の形状のボリュームを
使用してもよい。さらに、測定データをラドンデータに
変換するためのヒットリスト技術は、米国特許出願シリ
アル番号０８/９９４６０５号、１９９７年１２月１９
日提出のFAST CONE BEAM IMAGE RECONSTRUCTION USING
A DETECTOR WEIGHT LISTに記述されているように修正す
ることができる。より特定すれば、収集された測定デー
タの各ビットに対して（例えば検出器・線源アセンブリ
の各測定位置において２次元検出器アレイの各画素に対
して）、対象の３次元ラドン変換の半径方向の微分のサ
ンプルに対するピクセル測定データのこのビットの寄与
を決定するウェイト係数を予め計算して格納しておく。
これらのウェイト係数は基本的に検出器空間と３次元ラ
ドン空間との間の点像分布関数を表す。予め計算された
ピクセルウェイトは「検出器ウェイトリスト」と呼ばれ
るものにオーガナイズされる。検出器ウェイトリストの
予め計算されたピクセルウェイトはデータベースに格納
され、このデータベースはウェイト係数を供給するため
にこの装置の実行時間動作中に使用される。これらのウ
ェイト係数は検出器ピクセルによって収集される測定デ
ータと乗算され、簡単に迅速にラドンデータの多数のサ
ブセット１,1〜M,Mを発生させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のコーンビームイメージング装置にお
ける測定データの収集及び処理を示す概略図である。
【図２】従来技術のコーンビームイメージング装置にお
ける測定データの収集及び処理を示すブロック図であ
る。
【図３】本発明の原理によって測定データを収集及び処
理するためにコーンビームイメージング装置を使用す
る、対象のイメージングを示す概略図である。
【図４】３次元ラドン逆変換のための２つのステッププ
ロセスを示す概略図である。
【図５】本発明の原理によって、測定データセットＭＤ
を処理して、対象の平行プロジェクションの局所的ＲＯ
Ｉを得ることを示すブロック図である。
【図６】スパイラル走査路が平行プロジェクション対象
の相応の部分的な３次元容積を切断する様子を示す概略
図である。
【図７】スパイラル走査路によって決定される３つの最
小の局所的ＲＯＩを示す概略図である。
【図８】異なるφ平面の局所的ＲＯＩがｚ軸に沿って共
通領域を被覆する様子を示す概略図である。
【図９】１つのφ平面への対象のプロジェクションが複
数の局所的ＲＯＩによって継ぎ合わされる様子を示す概
略図である。
【符号の説明】
１０ 関心領域 １２ 対象 １６ 中央スパイラル部分 １８ サークル部分 ２０ 検出器データパターン ２２ ライン ２００ ラドン空間 ２０４ 変換プロセッサ ２０６ 逆変換プロセッサ ２０８ ディスプレイ ３０６ コンピュータ制御マニピュレータ ３０８ コンピュータ ３１０ Ｘ線源 ３１４ スパイラル走査路 ３１２ 検出器アレイ ３１５ 軸 ３１６ 対象 ３１７ データ収集システム ３２１ データベース ３２８ ディスプレイ ４００ ラドン空間 ４０８ 中間空間 ４１４ 対象空間 ５０２ 変換処理 ６０２ φ平面 ６０４ ＲＯＩ ６０６ 対象 ６０８ 平行プロジェクション ６１０ 走査路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スプン サマラセケラ アメリカ合衆国 ニユージヤージー プリ ンストン ブラックストーン ドライヴ 24 (72)発明者 クウォーク タム アメリカ合衆国 ニユージヤージー エデ ィソン サーガモア アヴェニュー 24

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対象の３次元関心領域（ＲＯＩ）の画像
    を再構成するためにコーンビーム放射線源及び２次元検
    出器装置を有するＣＴイメージング装置を動作する方法
    において該方法は以下のステップを有する、すなわち、 前記対象の前記関心領域を囲む走査路に沿って複数の放
    射線源位置で前記放射線源及び前記検出器装置を動作
    し、この結果各放射線源位置において測定データのセッ
    トを収集し、該測定データのセットは前記走査路に沿っ
    て前記放射線源及び前記検出器装置が動作される時に前
    記対象に起因する放射線減衰を表すステップと、 ラドンデータの多数のサブセットを発生させるために収
    集された前記測定データを変換処理し、前記対象の２次
    元平行プロジェクションにおける相応の局所的２次元Ｒ
    ＯＩを再構成するために各サブセットを使用するステッ
    プと、 集められた前記サブセットの多数のサブセットのラドン
    逆変換処理をして前記対象の３次元ＲＯＩの部分の画像
    再構成を発生させるステップとを有する、対象の３次元
    関心領域（ＲＯＩ）の画像を再構成するためにコーンビ
    ーム放射線源及び２次元検出器装置を有するＣＴイメー
    ジング装置を動作する方法。
  2. 【請求項２】 変換処理は、複数の同軸のφ平面によっ
    て分割されるサンプリングされた球座標系のラドン空間
    においてラドンデータのサブセットを発生させ、 使用される局所的２次元ＲＯＩの各々は前記φ平面のう
    ちの所与の１つにおいて領域を有し、該領域は対象の所
    与の前記φ平面への２次元平行プロジェクションによっ
    て定められ、さらに前記領域は走査路の前記所与のφ平
    面への２次元平行プロジェクションによって決定される
    上部境界線及び下部境界線を有し、前記走査路は前記対
    象を横切って通過する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ラドン逆変換処理ステップは局所的２次
    元ＲＯＩを発生させるための第１の逆変換処理ステップ
    及び部分ごとに対象の部分画像再構成を発生させるため
    の第２の逆変換処理ステップを有する、請求項１記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記第１の逆変換処理ステップは、中間
    空間（ｒ´,φ,ｚ）の画像格子（ｚ, ｒ´）において２
    次元画像を発生させるようにラドンデータの部分を処理
    することを含み、 複数のφ平面における多数の局所的２次元ＲＯＩが前記
    第１の逆変換処理ステップに投じられて前記中間空間の
    画像データの少なくとも１つのｚ平面を十分に充填した
    後で、前記画像データの少なくとも１つのｚ平面を第２
    の逆変換処理ステップに投じる、請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 変換処理ステップは予め計算された画像
    処理情報のデータベースを使用することを含み、前記予
    め計算された画像処理情報は、収集された測定データの
    うちのどれが局所的２次元ＲＯＩに対するラドンデータ
    を発生させるために処理されるべきかを示す、請求項３
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 変換処理ステップは、前記収集された測
    定データが前記局所的２次元ＲＯＩを発生させるための
    前記ラドンデータを発生させるためにどのように処理さ
    れるべきかも示すデータベース情報を使用することを含
    む、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 変換処理ステップは検出器ウェイト係数
    のリストとしてのデータベースを使用することを含み、
    前記検出器ウェイト係数は、該検出器ウェイト係数に収
    集された測定データを乗算することによって複数のφ平
    面の各々における局所的２次元ＲＯＩのためにサポート
    領域（region of support）においてラドンデータを直
    接発生させるためのものである、請求項５記載の方法。
  8. 【請求項８】 変換処理ステップは相対的なやり方でデ
    ータベース情報を使用することを含み、この結果、前記
    データベース情報は複数のφ平面における局所的２次元
    ＲＯＩのためのラドンデータのサブセットを計算するた
    めに再利用可能である、請求項５記載の方法。
  9. 【請求項９】 変換処理ステップは、φ平面のうちの１
    つにおける局所的２次元ＲＯＩを発生させるためのラド
    ンデータサブセットを計算するためにデータベース情報
    を使用し、次いで複数のφ平面のうちの多数のφ平面に
    おける局所的２次元ＲＯＩを発生させるための多数のラ
    ドンデータサブセットを計算するために前記データベー
    ス情報を再使用することを含む、請求項５記載の方法。
  10. 【請求項１０】 変換処理ステップはデータベース情報
    を使用することを含み、該データベース情報は、φ平面
    のうちの１つにおける局所的２次元ＲＯＩを発生させる
    ために及び前記１つのφ平面における連続的に隣接する
    局所的２次元ＲＯＩを発生させるためのラドンデータを
    計算するために有効である、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１及び第２の逆変換ステップは
    フィルタードバックプロジェクションステップを有す
    る、請求項４記載の方法。
  12. 【請求項１２】 ラドン逆変換処理は、φ平面の各々に
    おける局所的２次元ＲＯＩを発生させる第１のステップ
    を含み、前記φ平面の各々はその中に複数のφ平面の共
    通部分にわたる部分領域を含む、請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 φ平面の前記共通部分にわたる局所的
    ２次元ＲＯＩの部分領域を集め、さらに部分ごとに平面
    的なやり方で対象の画像再構成を発生させるための第２
    の逆変換処理ステップに投入する、請求項１２記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 第１の逆変換処理ステップは所与のφ
    平面において互いに隣接する複数の局所的２次元ＲＯＩ
    を発生させる、請求項１２記載の方法。
  15. 【請求項１５】 第１の逆変換処理ステップは前記隣接
    する局所的２次元ＲＯＩを発生させ、この結果これら隣
    接する局所的２次元ＲＯＩがオーバーラップされるやり
    方で所与のφ平面に位置決めされ、 各局所的２次元ＲＯＩの中央部分のみを第２の逆変換処
    理ステップに投入し、この結果、前記各局所的２次元Ｒ
    ＯＩの上部境界線及び下部境界線の近傍にある前記各局
    所的２次元ＲＯＩの部分を前記第２の逆変換処理ステッ
    プに投入することから生じうるアーチファクトの発生を
    低減する、請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 対象の関心領域（ＲＯＩ）の３次元
    （３Ｄ）コンピュータライズドトモグラフィ（ＣＴ）の
    ための走査及びデータ収集装置において、該走査及びデ
    ータ収集装置は以下のものを有する、すなわち、 コーンビームの形式のエネルギを放射するためのエネル
    ギ源を有し、 イメージングされる前記対象を通過することによる減衰
    の後で測定データとしてコーンビームエネルギを検出す
    るためのエリア検出器を有し、 前記対象に対する走査路に沿って前記エネルギ源及び前
    記検出器を可動的に位置決めし、前記対象の周囲の前記
    走査路に沿った多数のエネルギ源位置で前記エネルギ源
    によって前記対象を照射するためのマニピュレータを有
    し、前記検出器は各前記エネルギ源位置において相応の
    測定データのセットを収集し、 前記対象の周囲の所定の幾何学的面上の複数の位置とし
    て前記走査路を決定する制御手段を有し、前記対象を通
    過し少なくとも１つの地点において前記走査路とならび
    に前記エリア検出器と交差する複数の各平面を有し、該
    複数の各平面は複数のラドンサンプルのうちの所与の１
    つにおけるラドンデータを計算するのに使用され、 画像データを発生させるために測定データセットの多数
    のセットを処理することによって前記ラドンサンプルの
    各々に対するラドンデータを計算するための手 段を含む画像再構成処理手段を有し、前記対象の再構成
    された画像を表示するために前記画像データに応じて表
    示するディスプレイ手段を有し、 前記画像再構成処理手段は、以下のものを有する、すな
    わち、 ラドンデータの多数のサブセットを発生させるために収
    集された前記測定データを処理するための変換プロセッ
    サを有し、前記サブセットの各々は前記対象の２次元平
    行プロジェクションにおける相応の局所的２次元ＲＯＩ
    を再構成するために使用され、 集められた前記サブセットの多数のサブセットを処理す
    るためのラドン逆変換プロセッサを有し、前記対象の前
    記ＲＯＩの部分の画像再構成を発生させる、対象の関心
    領域（ＲＯＩ）の３次元（３Ｄ）コンピュータライズド
    トモグラフィ（ＣＴ）のための走査及びデータ収集装
    置。
  17. 【請求項１７】 変換プロセッサは、複数の同軸のφ平
    面によって分割されるサンプリングされた球座標系のラ
    ドン空間においてラドンデータのサブセットを発生さ
    せ、 使用される局所的２次元ＲＯＩの各々は前記φ平面のう
    ちの所与の１つにおいて領域を有し、該領域は対象の所
    与の前記φ平面への２次元平行プロジェクションによっ
    て定められ、さらに前記領域は走査路の前記所与のφ平
    面への２次元平行プロジェクションによって決定される
    上部境界線及び下部境界線を有し、前記走査路は前記対
    象を横切って通過する、請求項１６記載の走査及びデー
    タ収集装置。
  18. 【請求項１８】 ラドン逆変換プロセッサは局所的２次
    元ＲＯＩを発生させるための第１の逆変換プロセッサ及
    び部分ごとに対象の平面画像再構成を発生させるための
    第２の逆変換プロセッサを有する、請求項１６記載の走
    査及びデータ収集装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１の逆変換プロセッサは、中間
    空間（ｒ´,φ,ｚ）の画像格子（ｚ, ｒ´）において２
    次元画像を発生させるようにラドンデータの部分を処理
    し、 複数のφ平面における多数の局所的２次元ＲＯＩが発生
    されて前記中間空間の画像データの少なくとも１つのｚ
    平面を十分に充填した後で、前記第２の逆変換プロセッ
    サが前記画像データの少なくとも１つのｚ平面を処理し
    て対象の平面画像再構成を発生させる、請求項１８記載
    の走査及びデータ収集装置。
  20. 【請求項２０】 変換プロセッサは予め計算された画像
    処理情報のデータベースを含み、前記予め計算された画
    像処理情報は、収集された測定データのうちのどれが局
    所的２次元ＲＯＩに対するラドンデータを発生させるた
    めに処理されるべきかを示す、請求項１８記載の走査及
    びデータ収集装置。
  21. 【請求項２１】 データベース情報は、前記収集された
    測定データが前記局所的２次元ＲＯＩを発生させるため
    の前記ラドンデータを発生させるためにどのように処理
    されるべきかを示す、請求項２０記載の走査及びデータ
    収集装置。
  22. 【請求項２２】 データベース情報は検出器ウェイト係
    数のリストであり、前記検出器ウェイト係数は、該検出
    器ウェイト係数に収集された測定データを乗算すること
    によって複数のφ平面の各々における局所的２次元ＲＯ
    Ｉのためにサポート領域（region of support）におい
    てラドンデータを直接発生させるために変換プロセッサ
    によって使用される、請求項２０記載の走査及びデータ
    収集装置。
  23. 【請求項２３】 データベース情報は、複数のφ平面に
    おける局所的２次元ＲＯＩのためのラドンデータのサブ
    セットを計算するために変換プロセッサによって相対的
    なやり方で使用される、請求項２０記載の走査及びデー
    タ収集装置。
  24. 【請求項２４】 変換プロセッサは、φ平面のうちの１
    つにおける局所的２次元ＲＯＩを発生させるためのラド
    ンデータサブセットを計算するためにデータベース情報
    を使用し、 次いで前記変換プロセッサは、複数のφ平面のうちの多
    数のφ平面における局所的２次元ＲＯＩを発生させるた
    めの多数のラドンデータサブセットを計算するために前
    記データベース情報を再使用する、請求項２０記載の走
    査及びデータ収集装置。
  25. 【請求項２５】 変換プロセッサは、φ平面のうちの１
    つにおける局所的２次元ＲＯＩを発生させるためにデー
    タベース情報を使用し、 次いで前記変換プロセッサは、前記１つのφ平面におけ
    る連続的に隣接する局所的２次元ＲＯＩを発生させるた
    めのラドンデータを計算するために前記データベース情
    報を再使用する、請求項２４記載の走査及びデータ収集
    装置。
  26. 【請求項２６】 第１の逆変換プロセッサはφ平面の各
    々における局所的２次元ＲＯＩを発生させ、前記φ平面
    の各々はその中に複数のφ平面の共通部分にわたる部分
    領域を含む、請求項１８記載の走査及びデータ収集装
    置。
  27. 【請求項２７】 φ平面の共通部分にわたる局所的２次
    元ＲＯＩの部分領域は、部分ごとに平面的なやり方で対
    象の画像再構成を発生させるために第２の逆変換プロセ
    ッサによって集められる、請求項２６記載の走査及びデ
    ータ収集装置。
JP11092471A 1998-03-31 1999-03-31 Ｃｔイメ―ジング装置を動作する方法及び走査及びデ―タ収集装置 Withdrawn JPH11326243A (ja)

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