JPS60137351A - Ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は８１粋キれた１−モグラフイー、また特に回転
ＣＴスキャノにｊ、つ（／４じｌＪ映像の環状人為構成
部を補１４ず方法に関するものである。

（従来技術と問題点） Ｃ丁スキＡ７プーの設泪者の目標とするところは、人為
構成部が実質的にない明瞭でわかり易い映像を得るため
向−１１ノた解像力とコンｌ−ラスト識別力ど（゛迅速
に走査が行えることぐある。走査中、患者が動くことに
」、す、又は患者の器官が動くことにＪ、って生ずる人
為（に成品を最小にするためには映像を迅速に得ること
が重要である。

このＪこうに時間を短かくする他の利益は短時間でＪめ
は、その間の患者の不便を減らＪことができ、それだけ
多くの患者の身体を走査できるということである。

初期の頃のＣＴ装置は並進運動と回転運動中に作動づる
単一　ビームを使用していた。Ｘ線管と検出器とを患者
の両側に互に一定距離に配置していた３、単一角位置で
患者を横切ってビームを並進ざ１まる際、検出されたＸ
線ビームの強さが記録されていた。この角位置を変え、
患者を横切ってビームを再び並進させていた。この操作
を多数回繰返した。この方法では明らかに、各走査を完
Ｔするのに比較的長い時間（約５分）を要り−る。扇状
ビームの多数の検出器を使用Ｊ−ることににつでこの時
間を約１０秒に短縮できたことは好適４【ことである。

割算される］・モグラフイーの発達の次の段階は走査中
、並進運動を除去覆ることであった。

このことは走査される物体の幅にわたるＸ線の扇状ビー
ム内に比較的広く一群の検出器を使用づることによって
達成された。この場合、放射線源と検出器とを共に回転
さ１！！、：（回転式叩らＲ／　ｌ’＜　ＣＴスキャナ
）。この結果、走査時間は２〜１０秒に短縮された。

再統合のための十分なｆ−夕を得るためには、１８０°
のみの回転（これに加えて扇形のビーム角）が必要であ
るが、小さい寸法の放射線源を使用することができて、
しかも患者の走査部が均一な厚さになるためには扇形の
ビームに垂直な方向にビームが拡散づるのを補正するた
め、回転ＣＴスキャナを走査当り３６０　’又はそれ以
上の角磨にわたり回転させる。寸法の小さい放射線源は
一層シＶ−プなコリメーテッドビーム即ち平行ビームを
生じ、従って放射線ｍを減少させる。更に、３６０　’
の回転にＪ、ってスキン放射線量を減らづことができる
。

しかし、回転式Ｃ］−スキャナは初期の頃から、検出器
素子の間の不平衡によって生ずる環状人為構成部によっ
て映像が阻害されている。回転システムを使用するスキ
ャナの設ｈ１者は環状人為構成部の発生を消滅させるか
少なくとも発１を最少に覆るため多（の異なる複願なシ
ステムに依存してぎた。（［Ｃ丁扇形ビームスギャナに
お（〕る環状人為構成部の防止１ジー・］ワルスキー著
、Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　１−ランスアクションズ・Δン・ニ
ツークリア・す゛イエンス、Ｎ８２５巻、第５号、１９
７８年１０月発行及び米国特許第ｉ　３２３，７８／Ｉ
号参照） 環状人為構成部の問題を解決する従来の方法では特殊な
マツチした検出器群を使用している。

例えば、このマツチした状態をＭ侍するための回路を有
するマツチしたカスイオン化検出器を使用している（例
えば米国特許第４．３３４゜１５４号参照）。特殊な走
査シーク−ンスも使用されており、検出器のオンライン
を測定し、補正するため走査時間内に複雑なキレリブ１
ノージヨンを行なう。これ等の解決策はそれぞれ固有の
欠点がある。例えばガスイオン化検出器はス］〜ツビン
グパワーが小さく、そのため所定の映像の品質を確保す
るためにはＸ線量を増大する必要がある。また柔術の特
殊な走査シーケンスは通常、パルス放銅線源を必要とし
、そのため高価な電源とＸ線管とが必要である。史に、
特殊な周期的キャリブレーションも検出器群を必要どし
、システムの使用を複層化している。

従って、不平衡な検出器群を有する回転式装置を使用Ｊ
る時、環状人為構成部を消滅させる比較的簡単で、安価
な方法が非常に待望されている。

（発明の目的） 本発明の目的はＣＴスキャナの映像にお（つる環状人為
構成部の発生を消滅させるか、少なくとも発生を最少に
する新規な方法を得るにある。

（発明の構成） 回転式ＣＴスキャナのように放射線源と検出器群とを回
転させて、ＣＴスキャナによって４１−じた映像内に生
ずる環状人為構成部の修正のための本発明方法は ａ、環状人為構成部や環状人為構成部映像のない実像か
ら成る原現像であって環状人為構成部−１１＝ を有する原映像を生せしめ、 ６３次に環状人為構成部の映像を決定し、Ｃ０次にこの
決定した環状人為構成部の映像を前記原映像から減する
ことによって、実質的に環状人為構成部のない実像を（
ｑることを特徴とする。

映像の円周区域に沿って均一性が欠如している時でも環
状人為構成部がない実像を得る本発明方法は ａ、原映像を扇形部に分割し、 ｂ、各扇形部内に環状人為構成部の映像を決定し、Ｃ１
各扇形部に実像を得るため、各扇形部の環状人為構成部
の映像を各扇形部の原映像から減することを特徴とする
。

例えば介在する器官に起因して生ずるＣＴｉ直内０非均
一性を有する原映像から環状映像を除去する本発明の他
の方法は Ａ及びＢがそれぞれ＋１及び−１の定数であり、ａｖｎ
（＋）（ｉ、ｊ））が（ｉ、、ｉ）に中心を有するｎｘ
ｎピクセルの平均強さであり、Ｃ−１２＝ が通゛常′ｈの一定である時、 Ｑ　（ｉ　、　ｊ　）−Ａｌ）　（ｉ　、　、ｉ　）十
Ｂａｖｎ　（ｐ　（ｉ　、　ｊ　）　）　＋Ｃを使用し
Ｃ１ビクはル値ｐ（ｉ、、ｉ）を有り−る原映像からｑ
（ｉ、ｊ）のビクセル値を有する端縁強化映像をＷｌ算
覆ることを特徴とする。

本発明の他の要旨は同心の環状区域を分割し１＝ような
半径方向の扇形部を使用り−る３゜また本発明の他の要
旨は扇形部の間の環状区域の値を決定り−る１１）、平
滑化の機能を使用する。

尚本発明の他の要旨は例えば映像の外側境界線に高い端
縁値を避【ノるためクリッピングを設（プる。

（実施例） ＣＴスキＶ・ブによって発生した映像を示１図面につき
本発明を説明Ｊる。この映像は同心の部分に分割して示
されているが、この同心の部分は史に半径方向の扇形部
に分割される。

図面に、回転式ＣＴスキャプによって発生した映像１１
を承り。この映像の環状の人為構成部の値を決定覆るた
め、映像を区域Ｒｍ。

Ｒ…＋１．Ｒｍ〜１等の環状構成区域ｍに分割１−る。

実際−ト、環状構成区域の数を少イＴくども検出器の数
に等しくし、環状構成区域が一層密接に環状人為構成部
に従かうように覆る。

映像の環状人為構成部の周縁に沿って均−刊が欠如して
いるため環状区域の値の計算を内勤にする。介在する器
官が異なる密度又はＣＴ値を有するから、環状区域の値
を決定する際、付加的困難に遭遇する。一般に、実像で
も環状の人為構成部でも均一でない。

環状人為構成部を修正する好適な方法ににれば、第１王
程として映像の端縁強化をなし遂げ、介在する器官よっ
て生ずる非均一性に打勝つようにする。像素子即ちピク
セルｐ（ｉ、ｊ）のようなビクセルに分割されるこの映
像はほぼ矩形の形状を有するものとして図面に示す。各
ビクセル値ｐ（ｉ、ｊ）について、次の式によって値ｑ
（ｉ、ｊ）をめる。

Ｑ　（ｉ、ｊ）＝Ａ１１　（ｉ、ｊ）十Ｂａｖｎ　（ｐ
　（ｉ　、　ｊ　）　）　十にこに△及びＢは定数（そ
れぞれ約−１１及び−１）であり、ａｖｎ　（ｐ　（ｉ
　、ｊ　））ハ（ｉ　。

２１）に中心がある１１×０ピクレルの平均値であり、
Ｃは通常零の定数ぐある。

当業者ににり知られているように、端縁の強化によって
種々の介在する器官の境界が鋭利に画成される。この端
縁が強化された映像は、Ａが＋１．Ｂが−１そしてＣが
零の時、零の値を有する人込４１均−な区域によって特
徴づけられる。ここに開示する環状人為構成部修正方法
からこの端縁強化二［程を省略することができ、映像の
質も低下するとは言え、多くの場合、環状人為構成部を
実質的に減らすことができること明らかである。

端縁を強化した後、この強化された映像を使用して、環
状人為構成部を限定する。また特に、この端縁を強化し
た映像を図面に示す区１８１！Ｒｍ　。

Ｒ１１Ｉ＋１及びＲｎ１−１のような同心の環状に限１
５一 定した区域に分割する。この環状に限定した区域はスキ
ャＪ−の回転軸線に相当する点１２の周りに中心を定め
られる。

環状の人為構成部の映像のＣＴ飴を決定り−る時、環状
に限定した区域の均一性の欠如に１勝つため、この端縁
を強化した映像を環状人為構成部が一層均一に近くなる
扇形部ｎに更に分割η−る。この扇形部はＳｎ、５Ｉｌ
−１及び３ｎ＋１のような半径方向の扇形であるのが好
適である。この好適な方法では、各ピクｔ？ルを図面に
示す（Ｒｍ　、　３ｎ　）のような特定の環状に限定し
た区域の扇形部に指定する。ピクはルを環状に限定した
区域の扇形部に指定するのに異なる基準を使用してもよ
い。例えば、ビクセルの［区域の大部分が特定の環状に
限定した扇形部にある場合には、ビクセルをこの扇形に
指定する。

端縁を強化した映像の環状に限定した区域の各扇形の値
は次の工程を使用して計算する。

ａ、各環状に限定されると共に更にＣ−１−Ｔ１＞Ｑ（
ｉ　、ｊ　＞＞Ｃ−Ｔ２のような限界値Ｔ１及１６− びＴ２内に更に限定された区域の扇形部に属するずべて
の端縁を強化したビクセル ｑ（ｉ、ｊ）の平均値ａｌＲｍ　、Ｓｎ　）を決定する
。

１１次のアルゴリズムを使用することによって環状部の
扇形（Ｒｌｌｌ、Ｓｎ）内のすべてのビクセルに対し、
値ｒ（Ｒｍ、Ｓｎ）のような、環状に限定した区域の扇
形部のおのおのの範囲内でビクセルのための環状の人為
構成部の値ｒ　（Ｒ，Ｓ）を決定する。

ｒ　（Ｒｍ　、　Ｓｎ　）　＝ａｖ（Ｒｍ　、　Ｓｎ　
）　−ａｖここにａＶは限界値Ｔ１．Ｔ２内にある端縁
強化映像のすべての環状に限定された区域の扇形部のよ
うな若干の限定区域のビクセルｑ（ｉ、ｊ）の平均強さ
である。

この限界値を使用し、介在する器官の強化された端縁が
環状に限定された区域の値を歪曲するのを防止する。

本発明の他の要旨として、修正値ｒ（Ｒｍ。

Ｓｎ）を変形して、扇形部の間の境界線付近のビクセル
を平滑に推移さぜる。そのビクセルは例えば扇形部３　
ｎ及びＳｎ　−１間の境界線付近のビクセルである。こ
のにうにして、境界線イ」近のこれ等ビクセルの環状人
為構成部の値は次のようになる。

ビクセルが他の扇形部の境界線付近にない場合にはｂ　
（Ｒｍ　）＝ｒ　（Ｒｍ、　Ｓｎ　）になる。

本発明の範囲内で伯の平滑アルゴリズムを使用すること
ができる。

環状に限定された区域Ｒｒｎに属する原映像ｐ（ｉ、ｊ
）の各ビクセルに関し、新しいビクセル値丁が次のＪ：
うにＲ１紳される。

ｉ５″（ｉ　、　ｊ　）−１１（ｉ　、　ｊ　＞　−ｂ
　（Ｒｍ　）この値丁は環状の人為構成部が実質−Ｌな
い新しい映像を提供する。

軟い組織及び骨又は空気の間に発生−りるような高い端
縁値に起因して発生する問題を更に除去するため、端縁
を強化する前に次の式によって原映像のＣＴ値を変更す
ることができる。

ｔ２＜ｐ　（ｉ　、　ｊ　）と１２の場合ｐ　（ｉ　、
、ｉ　）−ｐ　（ｉ　、ｊ　）ｔ２＞ｐ　（ｉ　、　、
ｉ　）の場合 ｐ“（ｉ、ｊ）−ｔ２ ｔ１≧ｐ（ｉ、ｊ）の場合 １）（ｉ、ｊ＞＝ｔｌ ここにｐ”は変更した映像のビクセル値である。

このようにして、映像から環状の人為構成部を実質的に
除去する新規で独特の方法が得られる。この方法は回転
ＣＴスキャナに特に有効である。

特定の方法について本発明を説明したが、本発明は特許
請求の範囲を逸脱することなく種々の変更を加えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は映像を同心の部分に分割し、この同心の部分を更
に半径方向の扇形部に分割して示す図である。 １１・・・映像 １２・・・回転軸線 ｎｌ・・・環状構成区域 ｎ・・・扇形部 特許出願人　エルシント　リミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■０回転ＣＴスキャナによって得られた映像の環状人為
   構成部を修正するにあたり、 ａ、環状人為構成部や環状人為構成部映像のない実像か
   ら成る原映像であって環状人為構成部を有する原映像を
   生ぜしめ、 ６０次に環状人為構成部の映像を決定し、Ｃ０次にこの
   決定した環状人為構成部の映像を前記原映像から減する
   ことによって、実質的に環状人為構成部のない実像を１
   ｑることを特徴とするＣＴスキャナ映像の改良方法。 ■、ａ、スキャナの回転軸線に相当覆る前記原映像の点
   の周りに中心を有する同心の環状区域に前記原映像を分
   割し、 ｂ、環状に限定した区域内での前記環状人為構成部の映
   像の値を決定し、 Ｃ９実質的に環状人為構成部のない実像を得るため環状
   人為構成部の映像の決定した舶を前記原映像から引く工
   程を有する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ■、ａ、前記原映像を扇形部に分割し、ｂ、これ等扇形
   部内の前記環状人為構成部の映像の値を決定し、 Ｃ０実質的に環状人為構成部のない扇形部を得るため環
   状人為構成部の映像の決定した値を前記原映像から引く
   工程を有する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ■、ａ、同心の環状に限定した区域を扇形部に分割し、 わ、前記扇形部内の環状人為構成部の映像の値を決定す
   ることによって前記扇形部内の実像を決定し、実質的に
   人為構成部のない扇形部を１ｑるため前記扇形部内の前
   記環状人為構成部の映像値を前記扇形部の平均値から引
   き、 Ｃ１人為的構成部のない扇形部を組合上るＴ稈を有する
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ■、前記扇形部を半径方向扇形部にしたＱ４＋許請求の
   範囲第１Ｉ］１１に記載の方法。 ■、◇ｉ１縁を強化（７だ映像を同心の環状に限定した
   区域に分割Ｊる前に、原映閣の端縁を強化リ−る１稈を
   右りる待Ｆｆ請求の範囲第４項に記載の方法。 ■、前記環状に限定した区域をほぼ円形にしたＱｈ　ｉ
   ｉ’ｌ晶求の範囲第６項に記載の方法。 ■、前記環状人為（１°４成部の映１に＋を決定りる萌
   に前記原映像の端縁を強化する工程をＴｊ−！１する待
   ｒ′［請求の範囲第１拍に記載の方法。 ■、前記原映像の端縁を強化する工程を有する特ｉ’ｌ
   ’ｌ晶求の範囲第４項に記載の方法。 Ｏ１前記環状人為構成部の映像を決定づる前に端縁を強
   化覆る工程を行ない、 ａ、ｐ（ｉ、、ｉ）に等しい（的を右りるビクセルに前
   記映１象を分割し、 １）、八及び１３が通帛“約１−１及び＝１の定数で゛
   あり、ｐ（ｉ、ｊ＞がビクはル（ｉ、、ｉ）の３− 原ＣＴ値であり、ａｖｎ　（Ｄ　（ｉ　、、ｉ　））が
   （ｉ　、　ｊ　）に中心を有−ｄ６ｎＸＩｆビクセルの
   ＼Ｔ’均値であり、０が通常零である時の次の式、ｑ（
   ｉ、ｊ）−△・ｐ（ｉ、ｊ）　ト１３ａｖ（１１（ｉ　
   、　、ｉ　）　）　十Ｃ を使用（）てビクセル値ｐ（ｉ、ｊ）についての値ｑ（
   ｉ、ｊ＞を発生ずる特許請求の範囲第９項に記載の方法
   。 Ｑ、　ａ、Ｃ−＋Ｔ１　＞ｑ　（ｉ　、　ｊ　）　＞Ｃ
   −１”２のような限界値内に限定され環状に限定された
   区域の各扇形部に属する端縁を強化されたビクセルｑ（
   ｉ、ｊ）の平均強さａｌＲｍ。 Ｓｎ）を決定し、 ｂ、ａｖが成る限定された区域の値ｑ（ｉ、ｊ）を有す
   るビクセルの平均（１１である時ｒ　（Ｒ１１１、Ｓｎ
   　）　＝ａＶ（Ｒｎｌ　、　Ｓｎ　）　ａＶのようにし
   て前記扇形部（Ｒｍ、Ｓｎ）のおのおのの中のビクセル
   に対づる環状人為構成部の値ｒ　（Ｒｍ　、　Ｓｎ　）
   を決定づる丁稈に従って前記扇形部のｄ５のおのにおけ
   る４− ＣＴ値を計韓づる特許請求の範囲第１０項に記載の方法
   。 ○　ａｌＲｍ　、Ｓｎ　）＝０の時、ｒ（ｌ（ｍ。 ５ｎ）＝＝（〕である４ｉ’ｌ　ｉ；’ｒ　請求ｆ７）
   　：１４ｐ囲第１１１ｇニ記載の方法。 ０、前記限定した区域がｆ＋Ｆｉｑ　（ｉ　、　ｊ　）
   を右するすべてのビクセルを包含しＣいる１４許請求の
   範囲第１１項に記載の方ン去。 Ｃａ、　ａ、前記環状人為構成部の映像の各ビクセルに
   ついて修止値ｒ　（Ｒｍ　、　Ｓｎ　）を取得し、ｂ、
   前記ビクセルが他の扇形部の境界線に近いＯ）、飴が平
   滑に変化するにう前記修正値ｒ（ＲロＩ　、　３ｎ　）
   　か になるよう変更する工程を有りる特Ｈｒ（請求の範囲第
   １０項に記載の方法。 Ｑ、ｐ（ｉ　、　ｊ　）か前記原映像のビクセルを限定
   づる場合、次の式 ％式％） に従つＣ，′８ｖＡ状人為構成部のない実像をビクセル
   ｐ（ｉ、ｊ）から得る特許請求の範囲第１４項に記載の
   方法。 Ｑ、Ｍ形部間の境界線に近いビクセルに平滑機能を使用
   する工程を有する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ０、高い端縁値を避（プるよう前記原映像を変更する工
   程を有する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ０、前記原映像を変更する工程に（よ、−（ｉ。 、１）がこの変更した映像のビクはル値である時 ［２＜１１　（ｉ　、　ｊ　）　＜ｔ２　の場合１１　
   （ｉ　、ｊ　）＝ｌ）　（ｉ　、ｊ）［２〉ρ　（ｉ　
   、　ｊ　）の場合 ｐ（ｉ、ｊ）＝ｔ２ １１≦ｐ（ｉ、、ｉ＞の場合 ｐ　（＋、Ｊ＞−ｕ の式に従って変更した映像を得る工程を石ＪるＱ４ｊｉ
   ｌ’ｒ晶求の範囲第１７項に記載の方法。 ０．高い端縁の伯を避（ＪるＩこめ前記原映像を変更づ
   る」稈を右ηる特ム′［晶求の「む間第６項に記載の方
   法３、 Ｏ９前記原映像の前記端縁をづｍ化ＪるＴ稈の前に前記
   原映傳を安中ηる一Ｆ稈を１〕なう１４￥１請求の範囲
   第１９項に記載のＩＪ法３．