２つの傾斜円についてのコンピュータ断層撮影再構成
コンピュータ断層撮影装置（１０）は、第１傾斜円（５０）及び第２傾斜円（５０′）を有する軌道に沿って投影データを得る。再構成器（２２）は、微分器（２４）と、フィルタ（２６）と、逆投影器（２７）とを有する。フィルタ（２６）は、再構成されるようになっている位置（ｘ）に従って変わるフィルタ関数を適用する。フィルタ関数のパラメータは、再構成器（２２）がフィルタリングされた正確な逆投影を実行するように選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）に関する。本発明は、医学におけるＸ線ＣＴに対する特定のアプリケーションを提供する。本発明はまた、ＣＴデータがオブジェクトの特徴に関する有用な情報を提供することが可能である、物品検査、セキュリティ検査、非破壊検査、前臨床撮影及び他の状況に対するアプリケーションを提供する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴスキャナは、オブジェクトの内部構造及び機能に関する情報を得るたねに必要である、医学のアプリケーション及び他のアプリケーションにおいてはかなり有用であることが認められてきている。例えば、医療撮影においては、ＣＴスキャナは、人間の患者の内部の特徴に関する画像及び他の情報を提供するように広範に用いられている。ＣＴスキャナの軸方向カバーを増加することが、動いている解剖学的構造の部位をスキャンする改善された能力、より短いスキャン時間、及び改善されたスキャナスループットを含む多くの有利点を有するようになるにつれて、ごく最近の傾向としては、マルチスライスＣＴが採用されるようになってきている。
【０００３】
列数又はスライス数が増加するにつれて、円形スキャン軌道が益々興味をもたれるようになってきている。しかしながら、そのような円形軌道に伴う１つの問題点は、取得されたデータ集合の不完全性である。この問題点に対する１つの解決方法は、欠落データを与える付加軌道セグメントを用いることである。低周波数成分のみが円形軌道の再構成結果から欠落しているために、比較的低い線量において付加セグメントを得ることが可能である。付加セグメントを含む軌道の例は、円軌道、線軌道及び２つの傾斜円を有する。
【０００４】
付加セグメントを使用するにより、円軌道から欠落したデータが与えられるが、改善の余地が残されている。特にかなり高品質の画像を再構成することが好ましいが、かなりの計算量を伴ったままである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の特徴は、上記の事項及び他の事項に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一特徴に従って、装置は、微分器と、フィルタと、逆投影器とを有する。微分器は、第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿って取得されるコンピュータ断層撮影投影データを微分する。フィルタは、再構成されるようになっているオブジェクトの位置の関数として変化する適用しているフィルタの数及び方向により、微分データをフィルタリングする。
【０００７】
他の特徴に従って、コンピュータ断層撮影方法は、第１傾斜円及び第２傾斜円に沿って取得されたコンピュータ断層撮影投影データを微分する段階と、微分されたデータをフィルタリングする段階と、フィルタリングされたデータを逆投影する段階とを有する。適用するフィルタの数及び方向は、再構成されるようになっているオブジェクトの位置の投影に基づいて変化する。
【０００８】
他の特徴に従って、コンピュータ読み出し可能記憶媒体は、コンピュータプロセッサにより実行されるとき、コンピュータがコンピュータ断層撮影再構成方法を実行するようにする命令を有する。その方法は、第１円形軌道に沿って取得された微分第１コーンビーム投影データをフィルタリングする段階と、第２円形軌道に沿って取得された微分第２コーンビーム投影データをフィルタリングする段階と、検査中にオブジェクトを表すボリューメトリックデータを生成するようにフィルタリングされたデータを逆投影する段階とを有する。第２円形軌道は、第１円形軌道に対して傾斜していて、再構成は正確な再構成である。
【０００９】
他の特徴に従って、装置は、第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿ってＸ線コンピュータ断層撮影軌道データを取得する手段と、取得された投影データの適切な再構成を実行する手段とを有する。適切な再構成を実行する手段は、平行光線に沿って取得された投影データを微分する手段と、微分されたデータをフィルタリングする手段であって、適用するフィルタの数は、Ｘ線コンピュータ断層撮影軌道データを取得する手段及び再構成されるようになっている位置に基づいて変化する、手段と、フィルタリングされたデータを逆投影する手段とを有する。その装置はまた。再構成されたデータを表す人間が読み取り可能な画像を生成する手段を有する。
【００１０】
他の特徴に従って、少なくとも第１二次元検出器により与えられたデータから画像を再構成する方法は、少なくとも第１二次元検出器により第１傾斜円及び第２傾斜円と、コーンビーム投影とを有する軌道に沿って投影データを取得するようにオブジェクトをスキャンするステップと、ＦＢＰアルゴリズムによりスキャンされたオブジェクトの正確な画像を再構成するステップとを有する。
【００１１】
本発明の更なる特徴については、以下の詳細説明を読むことにより理解することができる。
【００１２】
本発明は、種々の構成要素及び構成要素の構成、並びに種々のステップ及びステップの構成を具現化するものである。図は、好適な実施形態を単に例示するものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｘ線ＣＴスキャナを示す図である。
【図２】第１仮想検出器に適用されているフィルタラインを示す図である。
【図３Ａ】第２仮想検出器を示す図である。
【図３Ｂ】第２仮想検出器を示す図である。
【図４Ａ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に適用されたフィルタラインの集合を示す図である。
【図４Ｂ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に対して適用されたフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ａ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ｂ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ｃ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ｄ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ａ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ｂ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ｃ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ｄ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図７】撮影方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照するに、ＣＴスキャナ１０は、回転軸ｒの周りを回転する回転ガントリ１８を有する。回転ガントリ１８は、一般に、円錐状の放射ビームを生成するＸ線管等のＸ線源１２を支持している。ガントリ１８はまた、検査領域１４の反対側においてある角度の弧を有するＸ線感応性検出器２０を支持している。図示しているように、検出器２０は、複数列又は複数スライスの検出器要素１００を有するマルチスライス検出器である。フラットパネル検出器、領域検出器又は他の検出器２０の構成及び第４世代システム形状又は他のシステム形状がまた、実施されることが可能である。カウチ等のオブジェクト支持部１６は、検査領域１４における検査中に、患者又は他のオブジェクトを支持する。
【００１５】
回転ガントリ１８及びオブジェクト１９は、第１円５０及び第２円５０′を有するスキャン軌道に従って投影画像を取得するように相対的に移動可能であり、それら第１円５０及び第２円５０′は互いに対して傾斜している。図を明確化するために、例示としての第１円５０を、図１において実線で示している一方、第２円５０′を破線で示している。それらの軌道は、Ｘ線源１２が検査領域１４の周りを回転するとき、例えば、ガントリ２０を傾けることにより、支持部１６を傾けることにより、又はＸ線源１２及び／又は検出器２０のどちらか一方のみ又はそれらを組み合わせて平行移動することにより、得られる。Ｘ線源１２及び検出器２０はまた、一定の角度位置に保たれる一方、オブジェクト１９が回転されることが可能である。
【００１６】
回転ガントリ１８において又は回転ガントリ１８に近接して好適に位置付けられるデータ測定システム２３は、検出器２０からの信号を更に処理するために、信号調整、アナログ−ディジタル変換、多重化等の機能を有する。制御器２８は、好ましい軌道を与えるためのガントリ１８及び／又はオブジェクト１９の回転運動、並びに好ましいスキャンプロトコルを実行するために必要に応じた他のパラメータを調整する。
【００１７】
再構成器２２は、オブジェクト１９を表すボリューメトリックデータを生成するように、検出器２０からの信号を再構成する。再構成器２２は、投影データを微分する微分器２４と、微分されたデータをフィルタリングするフィルタ２６と、フィルタリングされたデータを逆投影する逆投影器２７とを有する。更に下で説明するように、再構成器２２は、２つの傾斜した円５０、５０′を有するスキャン軌道を用いて取得される投影データの正確なフィルタリングされた逆投影（ＦＢＰ）を実行する。
【００１８】
汎用コンピュータはオペレータコンソール４４のために機能する。オペレータコンソール４４は、モニタ又はディスプレイ等の人間が読み取り可能な出力装置と、キーボード及びマウス等の入力装置とを有する。ユーザコンソールに存在するソフトウェアは、好ましいスキャンプロトコルを確立し、スキャンを開始及び終了し、ボリュメトリック画像データを見又は操作し、若しくは、例えば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して、スキャナ１０とインタラクトすることにより、オペレータがスキャナ１０の動作を制御することを可能にする。
【００１９】
ここで、再構成器２２について、更に詳細に説明する。以下の説明のために、図１を参照するに、第１円５０はＸＹ面内に位置付けられることを前提とする一方、第２円５０′はＹ軸に関して傾斜している。それらの条件を用いて、第１円５０及び第２円５０′は、次式
【００２０】
【数１】
のようにパラメータ化され、ここで、ｙ１（ｓ）及びｙ２（ｓ）は第１円５０及び第２円５０′のそれぞれに対するＸ線源１２の位置であり、ｓはＸ線源１２の角位置であり、λはそれらの円の傾斜角であり、そしてＲはＸ線源１２から回転軸ｒまでの距離である。
【００２１】
投影に沿って種々の位置ｙ（ｓ）について、測定された投影データは、オブジェクトを透過する複数の光線又は経路の各々に沿った放射線減衰の線席分として、次式
【００２２】
【数２】
のように表されることが可能であり、ここで、θは光線の方向を表す単位ベクトルであり、ｆ（ｙ＋ｌθ）は目的関数である。
【００２３】
継続して図１を参照するに、微分器２４は、次式
【００２４】
【数３】
のように、平行光線に沿った投影データを微分する。
【００２５】
上記微分のために、平行光線は、異なる光源軌道からもたらされるが、同様の列における検出器２０を横断する平行光線である。一実施形態においては、その微分はフーリエフィルタを用いて行われるが、他の適切な微分技術を用いることも可能である。
【００２６】
フィルタ２６は、１／ｓｉｎγフィルタを用いて、微分されたデータをフィルタリングする。適用するフィルタの数Ｎｆ及び適用するフィルタの方向ｅｎはＸ線源の位置ｓ及び再構成されるようになっているオブジェクトのボクセル又は位置ｘの関数として変化する。所定のＸ線源の位置及びオブジェクトの位置について、Ｘ線源ｓからオブジェクト位置ｘまで向かっている単位ベクトルβ（ｓ，ｘ）は次式
β（ｓ，ｘ）＝（ｘ−ｙ（ｓ）／｜ｘ−ｙ（ｓ））｜ 式４
のように定義される。単位ベクトルｅｎで表されるフィルタベクトルの方向はベクトルβ（ｓ，ｘ）に対して垂直である。
【００２７】
フィルタリング動作は次式
【００２８】
【数４】
のように表される。下で更に詳細に説明するように、フィルタ依存性重みμｎ及びフィルタベクトルｅｎは、正確な再構成を提供するように有利に選択される。特に、フィルタベクトルｅｎは、仮想平面検出器に関連して規定されるフィルタラインの１つ又はそれ以上の集合に沿ってデータをフィルタリングするように有利に選択される一方、フィルタ依存性重みμｎは、フィルタベクトルｅｎ及びフィルタ依存性重みμｎの組み合わせにおいて正確であるように再構成を確実にするように選択される。
【００２９】
逆投影器２７は、オブジェクト１９又はオブジェクトの対象領域を表すボリューメトリックデータｆ（ｘ）を生成するように、フィルタリングされたデータを逆投影する。逆投影動作は、次式
【００３０】
【数５】
のように表される。式６の逆投影は、第１円５０及び第２円５０′の両方からのデータに適応されることに留意されたい。
【００３１】
フィルタベクトルｅｎは、ここで、それぞれ仮想検出器座標（ｕｐｌａｎａｒ，ｖｐｌａｎａｒ）を有する第１仮想平面検出器及び第２仮想平面検出器に関連して表される。第１仮想検出器５０は、第１円５０に関連して規定され、第２仮想検出器５０′は、第２円５０′に関連して規定される。下における説明のために、第１仮想検出器は、Ｘ線源１２と第１仮想検出器とが交差するラインに対して直角であることが前提となっている（即ち、第１仮想検出器は、Ｘ線ビームの中心光線に対して直交することが前提である）。更に、第１円５０を含む面の交差がまた、第１仮想検出器のｕｐｌａｎａｒ軸に対して平行であることが前提である。第２仮想検出器は、同様に、Ｘ線源１２′と第２仮想検出器とが交差するラインに対して直角であることが前提となっている（即ち、第２仮想検出器は、Ｘ線ビームの中心光線に対して直交することが前提である）。第２円５０′を含む面の交差がまた、第２仮想検出器のｕｐｌａｎａｒ軸に対して平行であることが前提である。
【００３２】
第１仮想検出器及び第２仮想検出器に関連して規定されるまっすぐなフィルタラインの１つ又はそれ以上の集合に沿って、微分されたデータがフィルタリングされるように、フィルタベクトルｅｎが確立される。図２は、第１仮想検出器２０４に関連するフィルタライン２０２の集合を示している。フィルタライン２０２の単独の集合のみが必要であり、それ故、上記の式５におけるＮＦの値は１である。フィルタライン２０２は、仮想検出器２０４のｕｐｌａｎａｒ軸に、それ故、第１円５０の平面の投影２０８に対して平行である。上記の式５におけるフィルタ依存性重みμ１は１／２に設定される。図示しているように、フィルタリングの方向２０６は、左側から右側への方向である。
【００３３】
ここで、第２円５０′についてであるが、フィルタラインの集合の数、即ち、上記式５のＮＦの値は、オブジェクトの位置ｘが投影される第２仮想検出器における位置に依存する。図３Ａ及び３Ｂは、２つの異なる任意のＸ線源位置ｓについて第２円５０′から分かるように、第２仮想検出器３０２を示している。曲線３０４は、第２仮想検出器３０２への一次円５０の投影を表している。直線３０６は、第２仮想検出器３０２への第２円５０′の投影に対して平行であり、第２仮想検出器３０２への第１円５０の投影３０４に対する接線である。
【００３４】
図示しているように、投影３０４、３０６は、第２仮想検出器３０２をＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに分離している。フィルタラインの数ＮＦ、フィルタ依存性重みμ１及びフィルタラインの方向ｅｎは、オブジェクト位置ｘが投影される第２仮想検出器３０２の領域に依存する。
【００３５】
オブジェクト位置ｘが領域Ｄに投影される場合、投影データはフィルタリング又は逆投影される必要はない（即ち、ＮＦ＝０）。
【００３６】
オブジェクト位置ｘが領域Ａに投影される場合、フィルタラインの３つの集合が必要（即ち、ＮＦ＝３）である。図４Ａ及び４Ｂは、第２円５０′における２つの異なる任意の位置におけるフィルタライン４０２の第１集合（例えば、ｎ＝１）を示している。図示しているように、フィルタライン４０２は、ｕｐｌａｎａｒ軸に対して、それ故、第２円５０′の投影３０６に対して平行である。フィルタ依存性重みμ１は１／２に設定され、フィルタリングの方向４０４は左側から右側である。図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄは、第２円５０′における４つの異なる任意の位置におけるフィルタライン５０２の第２集合（例えば、ｎ＝２）を示している。図示しているように、フィルタライン５０２は、オブジェクト位置ｘが投影されたポイントの左の方に位置している接線の点を有する、第１円５０の投影３０４に対する接線である。フィルタ依存性重みμ２は１／４に設定され、フィルタリングの方向５０４は右側から左側である。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄは、第２円５０′における４つの異なる任意の位置におけるフィルタライン６０２の第３集合（例えば、ｎ＝３）をまた、示している。図示しているように、フィルタライン６０２は、オブジェクト位置ｘが投影されたポイントの右の方に位置している接線の点を有する、第１円５０の投影３０４に対する接線である。フィルタ依存性重みμ３は１／４に設定され、フィルタリングの方向６０４は左側から右側である。
【００３７】
オブジェクト位置ｘが領域Ｂ又はＣに投影される場合、フィルタラインの２つの集合が必要（即ち、ＮＦ＝２）である。図５及び図６に示すフィルタラインの集合が用いられる。領域Ｂにおいては、フィルタ依存性重みμは、両方の集合について、１／４に設定される。領域Ｃにおいては、フィルタ依存性重みμは、両方の集合について、−１／４に設定される。
【００３８】
ここで、動作について、図７を参照して説明する。
【００３９】
２つの傾斜した円５０、５０′を有する軌跡についてのスキャンデータが、ステップ７０２において取得される。
【００４０】
第１円及び第２円５０′から得られるスキャンデータは、ステップ７０４において微分される。
【００４１】
微分されたデータはステップ７０６においてフィルタリングされる。上記のように、適用されるフィルタの重み及び方向は、有利であることに、円５０、５０′、Ｘ線源位置ｓ、及び逆投影されるオブジェクト位置ｘの関数として変化する。フィルタは、複数のＸ線源及びオブジェクト位置の各々について適用されることに留意する必要がある。
【００４２】
ステップ７０８においては、フィルタリングされたデータは、ボリューメトリックデータを生成するように逆投影される。
【００４３】
ボリューメトリックデータを表す人間が読み取り可能である画像は、ステップ７１０において、例えば、オペレータコンソール４４と関連付けられたモニタ、他の適切なモニタ又はディスプレイ、フィルム等に表示される。
【００４４】
変形について検討する。例えば、第１円５０のスキャンは、比較的高いＸ線の線量において行われ、第２円５０′のスキャンは、比較的低いＸ線の線量において行われることが可能である。そのような実施は、対象物の動きからもたされるアーティファクトを低減することが望ましい心臓用アプリケーションの及び他のアプリケーションに関連する場合に特に、有利である。特に、そのような実施は、第２円からのデータが、比較的低い空間周波数成分を有する投影データを提供しそれ故、再構成された画像の品質に対してあまり重要でないことを利用する。また、スキャン動作に関連して予測して、再構成中に遡及的に、又はそれらを組み合わせて、等に拘わらず、心臓ゲーティング、呼吸器ゲーティング又は他の運動ゲーティングが第１円５０及び／又は第２円５０′に適用されることが可能であることに留意されたい。
【００４５】
他の変形においては、複数の再構成の結果が組み合わされる。第１再構成においては、円５０、５０′のうちの一は第１円５０として扱われ、他は第２円５０′として扱われる。第２再構成においては、それらの円の処理は逆にされる（即ち、一の円は第２円として扱われ、他の円は第１円として扱われる）。第１円５０及び第２円のスキャンが略等しい線量を用いて行われる場合、再構成の結果は、それらを平均化することにより組み合わされることが可能である。
【００４６】
フィルタリング動作について、上記においては、第１仮想平面検出器及び第２仮想平面検出器に関連して説明しているが、当業者は、それらの仮想検出器が物理的検出器でなく、それに代えて、種々のフィルタ軌道を表す構成としての役割を果たす仮想表面であることが可能である。従って、そのフィルタリング動作はまた、他の平面又は非平面仮想検出器又は表面、物理的検出器１００及び／又はＸ線源１２、若しくは座標系と関連して表現されることが可能である。
【００４７】
更に、第１円５０のスキャンが、第２円５０′のスキャンに時間的に先行して行われる必要はない。それ故、例えば、第２円５０′が最初にスキャンされることが可能である。第１円５０及び第２円５０′のスキャンはまた、インターリーブに基づいて実行されることが可能である。スキャナはまた、複数のＸ線源１２の集合及び／又は検出器２０を備えることが可能であり、その場合、それらの円のスキャンは、略同時に行われることが可能である。
【００４８】
再構成は、スキャンと同時に実行される必要はない。従って、投影データの一部又は全てが、例えば、患者又は他の対象物がもはやスキャナ１０の近傍にない後に、後続の再構成及び／又は操作のために記憶されることが可能である。
【００４９】
スキャン軌道に関する変形についてまた、検討する。例えば、第１円５０及び第２円５０′は異なる半径Ｒを有することが可能である。オブジェクト及び対象領域の形状に依存して、両方の円５０、５０′が回転軸ｒに対して傾けられる必要はない。従って、例えば、それらの円５０、５０′のうちの１つの面は、その軸ｒに対して実質的に直角であることが可能である。第１円５０及び第２円５０′はまた、特に、スキャナが複数のＸ線源１２及び／又は検出器２０を有し、長手方向の動きがオブジェクト１９に関連して与えられる状態において、長手方向にオフセットを有することが可能である。
【００５０】
上記の説明は、焦点からのＸ線放射を生成するＸ線管を用いる、Ｘ線ＣＴに焦点を当てているが、他の放射線源及び他の種類の放射線を用いることも検討されることが可能である。代替としては、ガンマ放射線源及びガンマ放射線検出器が用いられることが可能である。
【００５１】
好ましい再構成時間、マトリクスサイズ、コスト、及び他の因子に依存して、再構成器２２の種々の実施形態について検討されることが可能である。例えば、微分器２４、フィルタ２６及び逆投影器２７の１つ又はそれ以上が、コンピュータプロセッサによりアクセスされるときに、コンピュータが上記の技術を実行するようにするコンピュータ読み出し可能命令により実行されることが可能である。そのような実施例においては、それらの命令は、適切なプロセッサに関連する又は適切なプロセッサに対して利用可能であるコンピュータ読み出し可能記憶媒体に記憶される。種々の機能がまた、直列的に又は並列的に動作するように、複数のコンピュータ、複数のコンピュータプロセッサ及び／又は複数のソフトウェアルーチンに割り当てられることが可能である。同様に、再構成器２２の機能の一部又は全てがまた、例えば、適切なディジタル回路及び／又はアナログ回路を用いて、ハードウェアにおいて実施されることが可能である。
【００５２】
本発明については、上記で、好適な実施形態に関して説明している。修正及び変形が、上記の詳細説明を読んで理解することにより案出されることが可能である。本発明においては、それらの修正及び変形は全てが、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく又はその範囲と同等の範囲であると解釈できるように意図されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）に関する。本発明は、医学におけるＸ線ＣＴに対する特定のアプリケーションを提供する。本発明はまた、ＣＴデータがオブジェクトの特徴に関する有用な情報を提供することが可能である、物品検査、セキュリティ検査、非破壊検査、前臨床撮影及び他の状況に対するアプリケーションを提供する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴスキャナは、オブジェクトの内部構造及び機能に関する情報を得るたねに必要である、医学のアプリケーション及び他のアプリケーションにおいてはかなり有用であることが認められてきている。例えば、医療撮影においては、ＣＴスキャナは、人間の患者の内部の特徴に関する画像及び他の情報を提供するように広範に用いられている。ＣＴスキャナの軸方向カバーを増加することが、動いている解剖学的構造の部位をスキャンする改善された能力、より短いスキャン時間、及び改善されたスキャナスループットを含む多くの有利点を有するようになるにつれて、ごく最近の傾向としては、マルチスライスＣＴが採用されるようになってきている。
【０００３】
列数又はスライス数が増加するにつれて、円形スキャン軌道が益々興味をもたれるようになってきている。しかしながら、そのような円形軌道に伴う１つの問題点は、取得されたデータ集合の不完全性である。この問題点に対する１つの解決方法は、欠落データを与える付加軌道セグメントを用いることである。低周波数成分のみが円形軌道の再構成結果から欠落しているために、比較的低い線量において付加セグメントを得ることが可能である。付加セグメントを含む軌道の例は、円軌道、線軌道及び２つの傾斜円を有する。
【０００４】
付加セグメントを使用するにより、円軌道から欠落したデータが与えられるが、改善の余地が残されている。特にかなり高品質の画像を再構成することが好ましいが、かなりの計算量を伴ったままである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の特徴は、上記の事項及び他の事項に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一特徴に従って、装置は、微分器と、フィルタと、逆投影器とを有する。微分器は、第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿って取得されるコンピュータ断層撮影投影データを微分する。フィルタは、再構成されるようになっているオブジェクトの位置の関数として変化する適用しているフィルタの数及び方向により、微分データをフィルタリングする。
【０００７】
他の特徴に従って、コンピュータ断層撮影方法は、第１傾斜円及び第２傾斜円に沿って取得されたコンピュータ断層撮影投影データを微分する段階と、微分されたデータをフィルタリングする段階と、フィルタリングされたデータを逆投影する段階とを有する。適用するフィルタの数及び方向は、再構成されるようになっているオブジェクトの位置の投影に基づいて変化する。
【０００８】
他の特徴に従って、コンピュータ読み出し可能記憶媒体は、コンピュータプロセッサにより実行されるとき、コンピュータがコンピュータ断層撮影再構成方法を実行するようにする命令を有する。その方法は、第１円形軌道に沿って取得された微分第１コーンビーム投影データをフィルタリングする段階と、第２円形軌道に沿って取得された微分第２コーンビーム投影データをフィルタリングする段階と、検査中にオブジェクトを表すボリューメトリックデータを生成するようにフィルタリングされたデータを逆投影する段階とを有する。第２円形軌道は、第１円形軌道に対して傾斜していて、再構成は正確な再構成である。
【０００９】
他の特徴に従って、装置は、第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿ってＸ線コンピュータ断層撮影軌道データを取得する手段と、取得された投影データの適切な再構成を実行する手段とを有する。適切な再構成を実行する手段は、平行光線に沿って取得された投影データを微分する手段と、微分されたデータをフィルタリングする手段であって、適用するフィルタの数は、Ｘ線コンピュータ断層撮影軌道データを取得する手段及び再構成されるようになっている位置に基づいて変化する、手段と、フィルタリングされたデータを逆投影する手段とを有する。その装置はまた。再構成されたデータを表す人間が読み取り可能な画像を生成する手段を有する。
【００１０】
他の特徴に従って、少なくとも第１二次元検出器により与えられたデータから画像を再構成する方法は、少なくとも第１二次元検出器により第１傾斜円及び第２傾斜円と、コーンビーム投影とを有する軌道に沿って投影データを取得するようにオブジェクトをスキャンするステップと、ＦＢＰアルゴリズムによりスキャンされたオブジェクトの正確な画像を再構成するステップとを有する。
【００１１】
本発明の更なる特徴については、以下の詳細説明を読むことにより理解することができる。
【００１２】
本発明は、種々の構成要素及び構成要素の構成、並びに種々のステップ及びステップの構成を具現化するものである。図は、好適な実施形態を単に例示するものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｘ線ＣＴスキャナを示す図である。
【図２】第１仮想検出器に適用されているフィルタラインを示す図である。
【図３Ａ】第２仮想検出器を示す図である。
【図３Ｂ】第２仮想検出器を示す図である。
【図４Ａ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に適用されたフィルタラインの集合を示す図である。
【図４Ｂ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に対して適用されたフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ａ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ｂ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ｃ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図５Ｄ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ａ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ｂ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ｃ】第２円上の第１位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図６Ｄ】第２円上の第２位置における第２仮想検出器に関連するフィルタラインの集合を示す図である。
【図７】撮影方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照するに、ＣＴスキャナ１０は、回転軸ｒの周りを回転する回転ガントリ１８を有する。回転ガントリ１８は、一般に、円錐状の放射ビームを生成するＸ線管等のＸ線源１２を支持している。ガントリ１８はまた、検査領域１４の反対側においてある角度の弧を有するＸ線感応性検出器２０を支持している。図示しているように、検出器２０は、複数列又は複数スライスの検出器要素１００を有するマルチスライス検出器である。フラットパネル検出器、領域検出器又は他の検出器２０の構成及び第４世代システム形状又は他のシステム形状がまた、実施されることが可能である。カウチ等のオブジェクト支持部１６は、検査領域１４における検査中に、患者又は他のオブジェクトを支持する。
【００１５】
回転ガントリ１８及びオブジェクト１９は、第１円５０及び第２円５０′を有するスキャン軌道に従って投影画像を取得するように相対的に移動可能であり、それら第１円５０及び第２円５０′は互いに対して傾斜している。図を明確化するために、例示としての第１円５０を、図１において実線で示している一方、第２円５０′を破線で示している。それらの軌道は、Ｘ線源１２が検査領域１４の周りを回転するとき、例えば、ガントリ２０を傾けることにより、支持部１６を傾けることにより、又はＸ線源１２及び／又は検出器２０のどちらか一方のみ又はそれらを組み合わせて平行移動することにより、得られる。Ｘ線源１２及び検出器２０はまた、一定の角度位置に保たれる一方、オブジェクト１９が回転されることが可能である。
【００１６】
回転ガントリ１８において又は回転ガントリ１８に近接して好適に位置付けられるデータ測定システム２３は、検出器２０からの信号を更に処理するために、信号調整、アナログ−ディジタル変換、多重化等の機能を有する。制御器２８は、好ましい軌道を与えるためのガントリ１８及び／又はオブジェクト１９の回転運動、並びに好ましいスキャンプロトコルを実行するために必要に応じた他のパラメータを調整する。
【００１７】
再構成器２２は、オブジェクト１９を表すボリューメトリックデータを生成するように、検出器２０からの信号を再構成する。再構成器２２は、投影データを微分する微分器２４と、微分されたデータをフィルタリングするフィルタ２６と、フィルタリングされたデータを逆投影する逆投影器２７とを有する。更に下で説明するように、再構成器２２は、２つの傾斜した円５０、５０′を有するスキャン軌道を用いて取得される投影データの正確なフィルタリングされた逆投影（ＦＢＰ）を実行する。
【００１８】
汎用コンピュータはオペレータコンソール４４のために機能する。オペレータコンソール４４は、モニタ又はディスプレイ等の人間が読み取り可能な出力装置と、キーボード及びマウス等の入力装置とを有する。ユーザコンソールに存在するソフトウェアは、好ましいスキャンプロトコルを確立し、スキャンを開始及び終了し、ボリュメトリック画像データを見又は操作し、若しくは、例えば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して、スキャナ１０とインタラクトすることにより、オペレータがスキャナ１０の動作を制御することを可能にする。
【００１９】
ここで、再構成器２２について、更に詳細に説明する。以下の説明のために、図１を参照するに、第１円５０はＸＹ面内に位置付けられることを前提とする一方、第２円５０′はＹ軸に関して傾斜している。それらの条件を用いて、第１円５０及び第２円５０′は、次式
【００２０】
【数１】
のようにパラメータ化され、ここで、ｙ１（ｓ）及びｙ２（ｓ）は第１円５０及び第２円５０′のそれぞれに対するＸ線源１２の位置であり、ｓはＸ線源１２の角位置であり、λはそれらの円の傾斜角であり、そしてＲはＸ線源１２から回転軸ｒまでの距離である。
【００２１】
投影に沿って種々の位置ｙ（ｓ）について、測定された投影データは、オブジェクトを透過する複数の光線又は経路の各々に沿った放射線減衰の線席分として、次式
【００２２】
【数２】
のように表されることが可能であり、ここで、θは光線の方向を表す単位ベクトルであり、ｆ（ｙ＋ｌθ）は目的関数である。
【００２３】
継続して図１を参照するに、微分器２４は、次式
【００２４】
【数３】
のように、平行光線に沿った投影データを微分する。
【００２５】
上記微分のために、平行光線は、異なる光源軌道からもたらされるが、同様の列における検出器２０を横断する平行光線である。一実施形態においては、その微分はフーリエフィルタを用いて行われるが、他の適切な微分技術を用いることも可能である。
【００２６】
フィルタ２６は、１／ｓｉｎγフィルタを用いて、微分されたデータをフィルタリングする。適用するフィルタの数Ｎｆ及び適用するフィルタの方向ｅｎはＸ線源の位置ｓ及び再構成されるようになっているオブジェクトのボクセル又は位置ｘの関数として変化する。所定のＸ線源の位置及びオブジェクトの位置について、Ｘ線源ｓからオブジェクト位置ｘまで向かっている単位ベクトルβ（ｓ，ｘ）は次式
β（ｓ，ｘ）＝（ｘ−ｙ（ｓ）／｜ｘ−ｙ（ｓ））｜ 式４
のように定義される。単位ベクトルｅｎで表されるフィルタベクトルの方向はベクトルβ（ｓ，ｘ）に対して垂直である。
【００２７】
フィルタリング動作は次式
【００２８】
【数４】
のように表される。下で更に詳細に説明するように、フィルタ依存性重みμｎ及びフィルタベクトルｅｎは、正確な再構成を提供するように有利に選択される。特に、フィルタベクトルｅｎは、仮想平面検出器に関連して規定されるフィルタラインの１つ又はそれ以上の集合に沿ってデータをフィルタリングするように有利に選択される一方、フィルタ依存性重みμｎは、フィルタベクトルｅｎ及びフィルタ依存性重みμｎの組み合わせにおいて正確であるように再構成を確実にするように選択される。
【００２９】
逆投影器２７は、オブジェクト１９又はオブジェクトの対象領域を表すボリューメトリックデータｆ（ｘ）を生成するように、フィルタリングされたデータを逆投影する。逆投影動作は、次式
【００３０】
【数５】
のように表される。式６の逆投影は、第１円５０及び第２円５０′の両方からのデータに適応されることに留意されたい。
【００３１】
フィルタベクトルｅｎは、ここで、それぞれ仮想検出器座標（ｕｐｌａｎａｒ，ｖｐｌａｎａｒ）を有する第１仮想平面検出器及び第２仮想平面検出器に関連して表される。第１仮想検出器５０は、第１円５０に関連して規定され、第２仮想検出器５０′は、第２円５０′に関連して規定される。下における説明のために、第１仮想検出器は、Ｘ線源１２と第１仮想検出器とが交差するラインに対して直角であることが前提となっている（即ち、第１仮想検出器は、Ｘ線ビームの中心光線に対して直交することが前提である）。更に、第１円５０を含む面の交差がまた、第１仮想検出器のｕｐｌａｎａｒ軸に対して平行であることが前提である。第２仮想検出器は、同様に、Ｘ線源１２′と第２仮想検出器とが交差するラインに対して直角であることが前提となっている（即ち、第２仮想検出器は、Ｘ線ビームの中心光線に対して直交することが前提である）。第２円５０′を含む面の交差がまた、第２仮想検出器のｕｐｌａｎａｒ軸に対して平行であることが前提である。
【００３２】
第１仮想検出器及び第２仮想検出器に関連して規定されるまっすぐなフィルタラインの１つ又はそれ以上の集合に沿って、微分されたデータがフィルタリングされるように、フィルタベクトルｅｎが確立される。図２は、第１仮想検出器２０４に関連するフィルタライン２０２の集合を示している。フィルタライン２０２の単独の集合のみが必要であり、それ故、上記の式５におけるＮＦの値は１である。フィルタライン２０２は、仮想検出器２０４のｕｐｌａｎａｒ軸に、それ故、第１円５０の平面の投影２０８に対して平行である。上記の式５におけるフィルタ依存性重みμ１は１／２に設定される。図示しているように、フィルタリングの方向２０６は、左側から右側への方向である。
【００３３】
ここで、第２円５０′についてであるが、フィルタラインの集合の数、即ち、上記式５のＮＦの値は、オブジェクトの位置ｘが投影される第２仮想検出器における位置に依存する。図３Ａ及び３Ｂは、２つの異なる任意のＸ線源位置ｓについて第２円５０′から分かるように、第２仮想検出器３０２を示している。曲線３０４は、第２仮想検出器３０２への一次円５０の投影を表している。直線３０６は、第２仮想検出器３０２への第２円５０′の投影に対して平行であり、第２仮想検出器３０２への第１円５０の投影３０４に対する接線である。
【００３４】
図示しているように、投影３０４、３０６は、第２仮想検出器３０２をＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに分離している。フィルタラインの数ＮＦ、フィルタ依存性重みμ１及びフィルタラインの方向ｅｎは、オブジェクト位置ｘが投影される第２仮想検出器３０２の領域に依存する。
【００３５】
オブジェクト位置ｘが領域Ｄに投影される場合、投影データはフィルタリング又は逆投影される必要はない（即ち、ＮＦ＝０）。
【００３６】
オブジェクト位置ｘが領域Ａに投影される場合、フィルタラインの３つの集合が必要（即ち、ＮＦ＝３）である。図４Ａ及び４Ｂは、第２円５０′における２つの異なる任意の位置におけるフィルタライン４０２の第１集合（例えば、ｎ＝１）を示している。図示しているように、フィルタライン４０２は、ｕｐｌａｎａｒ軸に対して、それ故、第２円５０′の投影３０６に対して平行である。フィルタ依存性重みμ１は１／２に設定され、フィルタリングの方向４０４は左側から右側である。図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄは、第２円５０′における４つの異なる任意の位置におけるフィルタライン５０２の第２集合（例えば、ｎ＝２）を示している。図示しているように、フィルタライン５０２は、オブジェクト位置ｘが投影されたポイントの左の方に位置している接線の点を有する、第１円５０の投影３０４に対する接線である。フィルタ依存性重みμ２は１／４に設定され、フィルタリングの方向５０４は右側から左側である。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄは、第２円５０′における４つの異なる任意の位置におけるフィルタライン６０２の第３集合（例えば、ｎ＝３）をまた、示している。図示しているように、フィルタライン６０２は、オブジェクト位置ｘが投影されたポイントの右の方に位置している接線の点を有する、第１円５０の投影３０４に対する接線である。フィルタ依存性重みμ３は１／４に設定され、フィルタリングの方向６０４は左側から右側である。
【００３７】
オブジェクト位置ｘが領域Ｂ又はＣに投影される場合、フィルタラインの２つの集合が必要（即ち、ＮＦ＝２）である。図５及び図６に示すフィルタラインの集合が用いられる。領域Ｂにおいては、フィルタ依存性重みμは、両方の集合について、１／４に設定される。領域Ｃにおいては、フィルタ依存性重みμは、両方の集合について、−１／４に設定される。
【００３８】
ここで、動作について、図７を参照して説明する。
【００３９】
２つの傾斜した円５０、５０′を有する軌跡についてのスキャンデータが、ステップ７０２において取得される。
【００４０】
第１円及び第２円５０′から得られるスキャンデータは、ステップ７０４において微分される。
【００４１】
微分されたデータはステップ７０６においてフィルタリングされる。上記のように、適用されるフィルタの重み及び方向は、有利であることに、円５０、５０′、Ｘ線源位置ｓ、及び逆投影されるオブジェクト位置ｘの関数として変化する。フィルタは、複数のＸ線源及びオブジェクト位置の各々について適用されることに留意する必要がある。
【００４２】
ステップ７０８においては、フィルタリングされたデータは、ボリューメトリックデータを生成するように逆投影される。
【００４３】
ボリューメトリックデータを表す人間が読み取り可能である画像は、ステップ７１０において、例えば、オペレータコンソール４４と関連付けられたモニタ、他の適切なモニタ又はディスプレイ、フィルム等に表示される。
【００４４】
変形について検討する。例えば、第１円５０のスキャンは、比較的高いＸ線の線量において行われ、第２円５０′のスキャンは、比較的低いＸ線の線量において行われることが可能である。そのような実施は、対象物の動きからもたされるアーティファクトを低減することが望ましい心臓用アプリケーションの及び他のアプリケーションに関連する場合に特に、有利である。特に、そのような実施は、第２円からのデータが、比較的低い空間周波数成分を有する投影データを提供しそれ故、再構成された画像の品質に対してあまり重要でないことを利用する。また、スキャン動作に関連して予測して、再構成中に遡及的に、又はそれらを組み合わせて、等に拘わらず、心臓ゲーティング、呼吸器ゲーティング又は他の運動ゲーティングが第１円５０及び／又は第２円５０′に適用されることが可能であることに留意されたい。
【００４５】
他の変形においては、複数の再構成の結果が組み合わされる。第１再構成においては、円５０、５０′のうちの一は第１円５０として扱われ、他は第２円５０′として扱われる。第２再構成においては、それらの円の処理は逆にされる（即ち、一の円は第２円として扱われ、他の円は第１円として扱われる）。第１円５０及び第２円のスキャンが略等しい線量を用いて行われる場合、再構成の結果は、それらを平均化することにより組み合わされることが可能である。
【００４６】
フィルタリング動作について、上記においては、第１仮想平面検出器及び第２仮想平面検出器に関連して説明しているが、当業者は、それらの仮想検出器が物理的検出器でなく、それに代えて、種々のフィルタ軌道を表す構成としての役割を果たす仮想表面であることが可能である。従って、そのフィルタリング動作はまた、他の平面又は非平面仮想検出器又は表面、物理的検出器１００及び／又はＸ線源１２、若しくは座標系と関連して表現されることが可能である。
【００４７】
更に、第１円５０のスキャンが、第２円５０′のスキャンに時間的に先行して行われる必要はない。それ故、例えば、第２円５０′が最初にスキャンされることが可能である。第１円５０及び第２円５０′のスキャンはまた、インターリーブに基づいて実行されることが可能である。スキャナはまた、複数のＸ線源１２の集合及び／又は検出器２０を備えることが可能であり、その場合、それらの円のスキャンは、略同時に行われることが可能である。
【００４８】
再構成は、スキャンと同時に実行される必要はない。従って、投影データの一部又は全てが、例えば、患者又は他の対象物がもはやスキャナ１０の近傍にない後に、後続の再構成及び／又は操作のために記憶されることが可能である。
【００４９】
スキャン軌道に関する変形についてまた、検討する。例えば、第１円５０及び第２円５０′は異なる半径Ｒを有することが可能である。オブジェクト及び対象領域の形状に依存して、両方の円５０、５０′が回転軸ｒに対して傾けられる必要はない。従って、例えば、それらの円５０、５０′のうちの１つの面は、その軸ｒに対して実質的に直角であることが可能である。第１円５０及び第２円５０′はまた、特に、スキャナが複数のＸ線源１２及び／又は検出器２０を有し、長手方向の動きがオブジェクト１９に関連して与えられる状態において、長手方向にオフセットを有することが可能である。
【００５０】
上記の説明は、焦点からのＸ線放射を生成するＸ線管を用いる、Ｘ線ＣＴに焦点を当てているが、他の放射線源及び他の種類の放射線を用いることも検討されることが可能である。代替としては、ガンマ放射線源及びガンマ放射線検出器が用いられることが可能である。
【００５１】
好ましい再構成時間、マトリクスサイズ、コスト、及び他の因子に依存して、再構成器２２の種々の実施形態について検討されることが可能である。例えば、微分器２４、フィルタ２６及び逆投影器２７の１つ又はそれ以上が、コンピュータプロセッサによりアクセスされるときに、コンピュータが上記の技術を実行するようにするコンピュータ読み出し可能命令により実行されることが可能である。そのような実施例においては、それらの命令は、適切なプロセッサに関連する又は適切なプロセッサに対して利用可能であるコンピュータ読み出し可能記憶媒体に記憶される。種々の機能がまた、直列的に又は並列的に動作するように、複数のコンピュータ、複数のコンピュータプロセッサ及び／又は複数のソフトウェアルーチンに割り当てられることが可能である。同様に、再構成器２２の機能の一部又は全てがまた、例えば、適切なディジタル回路及び／又はアナログ回路を用いて、ハードウェアにおいて実施されることが可能である。
【００５２】
本発明については、上記で、好適な実施形態に関して説明している。修正及び変形が、上記の詳細説明を読んで理解することにより案出されることが可能である。本発明においては、それらの修正及び変形は全てが、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく又はその範囲と同等の範囲であると解釈できるように意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿って得られるコンピュータ断層撮影投影データを微分する微分器；
前記微分されたデータをフィルタリングするフィルタであって、適用される前記フィルタの数及び方向は、再構成されるようになっているオブジェクト位置の関数として変わる、フィルタ；並びに
前記フィルタリングされたデータを逆投影する逆投影器；
を有する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記微分器、前記フィルタ及び前記逆投影器は、前記投影データの適切な再構成を実行するように協働する、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記フィルタは、フィルタラインの第２集合に沿ってフィルタリングし、前記のフィルタラインの第１集合は、仮想平面検出器に関して直線である、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、前記フィルタは、フィルタラインの第２集合に沿ってフィルタリングし、前記のフィルタラインの第２集合は、仮想平面検出器に関して直線である、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記フィルタは、仮想平面検出器における前記第１傾斜円の投影に対して平行である方向に前記第１円に沿って得られるデータをフィルタリングする、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記第２円に沿って得られるデータに適用される前記フィルタは、前記オブジェクト位置が投影される仮想検出器における領域の関数として変化する、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記仮想検出器は第１領域、第２領域、第３領域及び第４領域を有し、前記第１領域、第２領域、第３領域及び第４領域は、前記仮想検出器に対する前記第１円の投影により、及び前記仮想検出器に対する前記第２円の投影に対する平行な線により境界付けられている、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記仮想検出器に対する前記第１円の前記投影は曲線であり、前記仮想検出器に対する前記第２円の前記投影は直線である、装置。
【請求項９】
請求項６に記載の装置であって、前記適用されるフィルタの前記数及び方向は前記領域の関数として変わる、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、前記フィルタは、次式
【数６】
に従って、前記微分されたデータをフィルタリングする、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記装置は、心臓ゲーティング再構成を実行するように前記第１円に沿って得られる投影データを用いる、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記第１円に沿って得られる投影データは相対的に高い第１線量において得られ、前記第２円に沿って得られる投影データは相対的に低い第２線量において得られる、装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって、前記コンピュータ断層撮影投影データを得る手段を更に有する、装置。
【請求項１４】
第１傾斜円及び第２傾斜円に沿って得られたコンピュータ断層撮影投影データを微分する段階；
前記微分されたデータをフィルタリングする段階であって、適用される前記フィルタの数及び方向は、再構成されるようになっているオブジェクト位置の投影にも基づいて変わる、段階；並びに
前記フィルタリングされたデータを逆投影する段階；
を有するコンピュータ断層撮影方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記フィルタリングする段階は、１／ｓｉｎγフィルタに従って前記微分された投影データをフィルタリングする段階を有する、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、フィルタラインの少なくとも第１集合に沿って前記第２円に沿って得られたデータをフィルタリングする段階を有し、前記投影ラインの集合の前記数は前記オブジェクト位置及びソース位置の関数として変わる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記適用されるフィルタの前記数は２と３との間で変わる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第２円に沿って得られた前記データは、仮想平面検出器に対する前記第２円の前記投影に対して平行である方向にフィルタリングされる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第２円に沿って得られた前記データは、仮想平面検出器に対する前記第１円の投影に対して接する複数のフィルタラインに沿ってフィルタリングされる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記フィルタリングされたデータをフィルタ依存性重み付け関数に従って重み付けする段階を有する、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第１円に沿って得られる前記コンピュータ断層撮影投影データは第１線量において得られ、前記第２円に沿って得られる前記コンピュータ断層撮影投影データは第２線量において得られ、前記第１線量及び前記第２線量は略等しい、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２２】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、第１再構成及び第２再構成を実行するように前記第１円及び前記第２円に沿って得られる投影データを用いる段階と、前記第１再構成及び第２再構成の結果を結び付ける段階とを有する、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２３】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第１円及び前記第２円のうちの少なくとも１つに沿って得られた前記投影データは予測してゲーティングされる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２４】
コンピュータプロセッサにより実行されるときに、コンピュータがコンピュータ断層撮影再構成方法を実行するようにする命令を有するコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記コンピュータ断層撮影再構成方法は：
第１円軌道に沿って得られた微分第１コーンビーム投影データをフィルタリングする段階；
第２円軌道に沿って得られた微分第２コーンビーム投影データをフィルタリングする段階であって、前記第２円軌道は前記第１円軌道に対して傾いている、段階；及び
検査中にオブジェクトを表すボリューメトリックデータを生成するように前記フィルタリングされたデータを逆投影する段階であって、前記再構成は正確な再構成である、段階；
を有する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２５】
請求項２４に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記方法は、平行光線に沿って前記第１コーンビームデータを微分する段階を更に有する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２６】
請求項２４に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記の微分コーンデータをフィルタリングする段階は、再構成されるようになっているオブジェクト位置の投影の位置に基づいて、適用されたフィルタの方向を変える段階を有する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２７】
請求項２６に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記投影の前記位置は仮想面における投影の位置を有し、前記仮想面への前記第１円の投影は曲線を生成し、前記仮想面への前記第２円の投影は直線を生成する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２８】
請求項２４に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記微分コーンデータをフィルタリングする段階は、再構成されるようになっているオブじぇっくと位置の投影の位置に基づいて、適用されるフィルタの数を変える、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２９】
第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿ってＸ線コンピュータ断層撮影投影データを得る手段；
前記得られた投影データの正確な再構成を実行する手段；
平行光線に沿って得られた投影データを微分する手段；
前記微分データをフィルタリングする手段であって、Ｘ線コンピュータ断層撮影投影データを得る手段の位置及び再構成されるようになっている位置に基づいて、前記適用されるフィルタの数が変わる、手段；
前記フィルタリングされたデータを逆投影する手段；並びに
前記再構成されたデータを表す、人間が読み取り可能な画像を生成する手段；
を有する装置。
【請求項３０】
少なくとも第１二次元検出器により提供されるデータから画像を再構成する方法であって：
少なくとも第１二次元検出器による第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道、及びコーンビーム投影に沿った投影データを得るようにオブジェクトをスキャンする段階；並びに
ＦＢＰアルゴリズムにより前記スキャンされたオブジェクトの正確な画像を再構成する段階；
を有する方法。
【請求項１】
第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿って得られるコンピュータ断層撮影投影データを微分する微分器；
前記微分されたデータをフィルタリングするフィルタであって、適用される前記フィルタの数及び方向は、再構成されるようになっているオブジェクト位置の関数として変わる、フィルタ；並びに
前記フィルタリングされたデータを逆投影する逆投影器；
を有する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記微分器、前記フィルタ及び前記逆投影器は、前記投影データの適切な再構成を実行するように協働する、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記フィルタは、フィルタラインの第２集合に沿ってフィルタリングし、前記のフィルタラインの第１集合は、仮想平面検出器に関して直線である、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、前記フィルタは、フィルタラインの第２集合に沿ってフィルタリングし、前記のフィルタラインの第２集合は、仮想平面検出器に関して直線である、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記フィルタは、仮想平面検出器における前記第１傾斜円の投影に対して平行である方向に前記第１円に沿って得られるデータをフィルタリングする、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記第２円に沿って得られるデータに適用される前記フィルタは、前記オブジェクト位置が投影される仮想検出器における領域の関数として変化する、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記仮想検出器は第１領域、第２領域、第３領域及び第４領域を有し、前記第１領域、第２領域、第３領域及び第４領域は、前記仮想検出器に対する前記第１円の投影により、及び前記仮想検出器に対する前記第２円の投影に対する平行な線により境界付けられている、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記仮想検出器に対する前記第１円の前記投影は曲線であり、前記仮想検出器に対する前記第２円の前記投影は直線である、装置。
【請求項９】
請求項６に記載の装置であって、前記適用されるフィルタの前記数及び方向は前記領域の関数として変わる、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、前記フィルタは、次式
【数６】
に従って、前記微分されたデータをフィルタリングする、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記装置は、心臓ゲーティング再構成を実行するように前記第１円に沿って得られる投影データを用いる、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記第１円に沿って得られる投影データは相対的に高い第１線量において得られ、前記第２円に沿って得られる投影データは相対的に低い第２線量において得られる、装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって、前記コンピュータ断層撮影投影データを得る手段を更に有する、装置。
【請求項１４】
第１傾斜円及び第２傾斜円に沿って得られたコンピュータ断層撮影投影データを微分する段階；
前記微分されたデータをフィルタリングする段階であって、適用される前記フィルタの数及び方向は、再構成されるようになっているオブジェクト位置の投影にも基づいて変わる、段階；並びに
前記フィルタリングされたデータを逆投影する段階；
を有するコンピュータ断層撮影方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記フィルタリングする段階は、１／ｓｉｎγフィルタに従って前記微分された投影データをフィルタリングする段階を有する、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、フィルタラインの少なくとも第１集合に沿って前記第２円に沿って得られたデータをフィルタリングする段階を有し、前記投影ラインの集合の前記数は前記オブジェクト位置及びソース位置の関数として変わる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記適用されるフィルタの前記数は２と３との間で変わる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第２円に沿って得られた前記データは、仮想平面検出器に対する前記第２円の前記投影に対して平行である方向にフィルタリングされる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第２円に沿って得られた前記データは、仮想平面検出器に対する前記第１円の投影に対して接する複数のフィルタラインに沿ってフィルタリングされる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記フィルタリングされたデータをフィルタ依存性重み付け関数に従って重み付けする段階を有する、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第１円に沿って得られる前記コンピュータ断層撮影投影データは第１線量において得られ、前記第２円に沿って得られる前記コンピュータ断層撮影投影データは第２線量において得られ、前記第１線量及び前記第２線量は略等しい、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２２】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、第１再構成及び第２再構成を実行するように前記第１円及び前記第２円に沿って得られる投影データを用いる段階と、前記第１再構成及び第２再構成の結果を結び付ける段階とを有する、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２３】
請求項１４に記載のコンピュータ断層撮影方法であって、前記第１円及び前記第２円のうちの少なくとも１つに沿って得られた前記投影データは予測してゲーティングされる、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２４】
コンピュータプロセッサにより実行されるときに、コンピュータがコンピュータ断層撮影再構成方法を実行するようにする命令を有するコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記コンピュータ断層撮影再構成方法は：
第１円軌道に沿って得られた微分第１コーンビーム投影データをフィルタリングする段階；
第２円軌道に沿って得られた微分第２コーンビーム投影データをフィルタリングする段階であって、前記第２円軌道は前記第１円軌道に対して傾いている、段階；及び
検査中にオブジェクトを表すボリューメトリックデータを生成するように前記フィルタリングされたデータを逆投影する段階であって、前記再構成は正確な再構成である、段階；
を有する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２５】
請求項２４に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記方法は、平行光線に沿って前記第１コーンビームデータを微分する段階を更に有する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２６】
請求項２４に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記の微分コーンデータをフィルタリングする段階は、再構成されるようになっているオブジェクト位置の投影の位置に基づいて、適用されたフィルタの方向を変える段階を有する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２７】
請求項２６に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記投影の前記位置は仮想面における投影の位置を有し、前記仮想面への前記第１円の投影は曲線を生成し、前記仮想面への前記第２円の投影は直線を生成する、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２８】
請求項２４に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、前記微分コーンデータをフィルタリングする段階は、再構成されるようになっているオブじぇっくと位置の投影の位置に基づいて、適用されるフィルタの数を変える、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２９】
第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道に沿ってＸ線コンピュータ断層撮影投影データを得る手段；
前記得られた投影データの正確な再構成を実行する手段；
平行光線に沿って得られた投影データを微分する手段；
前記微分データをフィルタリングする手段であって、Ｘ線コンピュータ断層撮影投影データを得る手段の位置及び再構成されるようになっている位置に基づいて、前記適用されるフィルタの数が変わる、手段；
前記フィルタリングされたデータを逆投影する手段；並びに
前記再構成されたデータを表す、人間が読み取り可能な画像を生成する手段；
を有する装置。
【請求項３０】
少なくとも第１二次元検出器により提供されるデータから画像を再構成する方法であって：
少なくとも第１二次元検出器による第１傾斜円及び第２傾斜円を有する軌道、及びコーンビーム投影に沿った投影データを得るようにオブジェクトをスキャンする段階；並びに
ＦＢＰアルゴリズムにより前記スキャンされたオブジェクトの正確な画像を再構成する段階；
を有する方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【公表番号】特表２０１０−５０１２７０（Ｐ２０１０−５０１２７０Ａ）
【公表日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２５６７３（Ｐ２００９−５２５６７３）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７４２０４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２４５８５
【国際公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（５９００００２４８）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 (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７４２０４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２４５８５
【国際公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願人】（５９００００２４８）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 (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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