JPH10146331A - 対象物の関心ある領域の３次元コンピュータトモグラフ撮影のための走査及びデータ取得方法および装置 - Google Patents
対象物の関心ある領域の３次元コンピュータトモグラフ撮影のための走査及びデータ取得方法および装置Info
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- JPH10146331A JPH10146331A JP26614897A JP26614897A JPH10146331A JP H10146331 A JPH10146331 A JP H10146331A JP 26614897 A JP26614897 A JP 26614897A JP 26614897 A JP26614897 A JP 26614897A JP H10146331 A JPH10146331 A JP H10146331A
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 関心ある領域の上方および下方境界におい
て、円形スキャンパスを提供するために、関心ある領域
を走査するために異なるスキャン構成を提供する必要な
く、関心ある領域を走査できるＣＴ撮影方法および装置
を提供する。 【解決手段】 対象物自体よりも小さな、そして撮影装
置の視野内に完全に含まれる上方および下方境界を持
つ、対象物の関心ある領域（ＲＯＩ）の３次元コンピュ
ータトモグラフ撮影のためのスキャンニングおよびデー
タ取得方法および装置は、その上方および下方境界を延
長して通過するように、ＲＯＩの主部分を走査するため
に用いられるスキャン軌跡の連続性だけを含んでいる。
て、円形スキャンパスを提供するために、関心ある領域
を走査するために異なるスキャン構成を提供する必要な
く、関心ある領域を走査できるＣＴ撮影方法および装置
を提供する。 【解決手段】 対象物自体よりも小さな、そして撮影装
置の視野内に完全に含まれる上方および下方境界を持
つ、対象物の関心ある領域（ＲＯＩ）の３次元コンピュ
ータトモグラフ撮影のためのスキャンニングおよびデー
タ取得方法および装置は、その上方および下方境界を延
長して通過するように、ＲＯＩの主部分を走査するため
に用いられるスキャン軌跡の連続性だけを含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、コン
ピュータトモグラフ（ＣＴ）に、そしてさらに特定化す
ると、関心ある部位の領域の３次元（３Ｄ）ＣＴ撮影の
ためのスキャンパスに関する、即ち、関心ある領域の３
次元コンピュータトモグラフ撮影のための走査及びデー
タ取得方法および装置に関する。。
ピュータトモグラフ（ＣＴ）に、そしてさらに特定化す
ると、関心ある部位の領域の３次元（３Ｄ）ＣＴ撮影の
ためのスキャンパスに関する、即ち、関心ある領域の３
次元コンピュータトモグラフ撮影のための走査及びデー
タ取得方法および装置に関する。。
【０００２】
【従来の技術】医療用および工業用の両方の用途におけ
る一般的な（第３世代）コンピュータトモグラフ（Ｃ
Ｔ）においては、ｘ線扇形ビームおよびリニアアレー検
出器が、２次元（２Ｄ）撮影を行うために用いられる。
取得されたデータセットが、完全であり、そしてその結
果イメージ品質が高かったとしても、対象物の単に１つ
のスライスが一度にイメージされるにすぎない。３Ｄイ
メージが必要とされるときには、スライスのスタックを
得るアプローチが用いられる。一度に１つの２Ｄスライ
スを得てから、３Ｄデータを取得するのは著しく遅い。
さらに、医療用の用途においては、隣接するスライスが
同時に撮影されるのではないため、動きの変造が生じ
る。しかも、スライス間の距離が標準的にはｘ線コリメ
ータ絞りよりも小さいため、放射線量の利用は最適値に
満たないので、結果的に体の多くの部位に２重露光を与
える。２ＤＣＴにおいては、ビーム源のスキャンパスは
しばしば対象物に関して単に円形スキャンとなる。リニ
アアレー検出器は、ビーム源に対して固定されている。
しかし、カリフォルニアのイメートロン社から製造さ
れ、そして入手できる電子ビームＣＴスキャナのよう
な、第４世代ＣＴ装置においては、ｘ線のビーム源は
（磁気偏向によって）回転し、そして検出器アレーは固
定されている。
る一般的な（第３世代）コンピュータトモグラフ（Ｃ
Ｔ）においては、ｘ線扇形ビームおよびリニアアレー検
出器が、２次元（２Ｄ）撮影を行うために用いられる。
取得されたデータセットが、完全であり、そしてその結
果イメージ品質が高かったとしても、対象物の単に１つ
のスライスが一度にイメージされるにすぎない。３Ｄイ
メージが必要とされるときには、スライスのスタックを
得るアプローチが用いられる。一度に１つの２Ｄスライ
スを得てから、３Ｄデータを取得するのは著しく遅い。
さらに、医療用の用途においては、隣接するスライスが
同時に撮影されるのではないため、動きの変造が生じ
る。しかも、スライス間の距離が標準的にはｘ線コリメ
ータ絞りよりも小さいため、放射線量の利用は最適値に
満たないので、結果的に体の多くの部位に２重露光を与
える。２ＤＣＴにおいては、ビーム源のスキャンパスは
しばしば対象物に関して単に円形スキャンとなる。リニ
アアレー検出器は、ビーム源に対して固定されている。
しかし、カリフォルニアのイメートロン社から製造さ
れ、そして入手できる電子ビームＣＴスキャナのよう
な、第４世代ＣＴ装置においては、ｘ線のビーム源は
（磁気偏向によって）回転し、そして検出器アレーは固
定されている。
【０００３】３Ｄ撮影のために、真の円錐ビーム形態を
用いる装置においては、円錐ビームｘ線源および２Ｄエ
リア検出器が用いられる。対象物に関して円をスキャン
するように、ｘ線源を移動させるか、またはビーム源が
固定されたままで対象物を回転させるかのいずれかによ
って、３６０゜の角度範囲にわたることが望ましい状態
で、対象物がスキャンされる。いずれの場合において
も、エリア検出器はビーム源に対して固定されている。
ビーム源と、撮影されるべき対象物との間の相対的な移
動が対象物の走査を提供する。３Ｄ撮影を達成するため
に一般的なスライスの２Ｄスタックのアプローチに比べ
ると、円錐ビーム形態は、医療および工業用の対象物の
両方の３Ｄ撮影を、迅速にそして改善された放射線量利
用をもって達成する能力を有している。
用いる装置においては、円錐ビームｘ線源および２Ｄエ
リア検出器が用いられる。対象物に関して円をスキャン
するように、ｘ線源を移動させるか、またはビーム源が
固定されたままで対象物を回転させるかのいずれかによ
って、３６０゜の角度範囲にわたることが望ましい状態
で、対象物がスキャンされる。いずれの場合において
も、エリア検出器はビーム源に対して固定されている。
ビーム源と、撮影されるべき対象物との間の相対的な移
動が対象物の走査を提供する。３Ｄ撮影を達成するため
に一般的なスライスの２Ｄスタックのアプローチに比べ
ると、円錐ビーム形態は、医療および工業用の対象物の
両方の３Ｄ撮影を、迅速にそして改善された放射線量利
用をもって達成する能力を有している。
【０００４】対象物（または対象物における関心ある部
位の範囲）の正確な２Ｄまたは３Ｄ撮影のための放射デ
ータの完全なセットを提供するために、安全な完了基準
を必要とする。これらの基準はよく知られており、そし
てたとえばＩＥＥＥ医療撮影会報、ＭＩ−４（１９８５
年）で発行された「円錐ビーム投射からのイメージ再構
成、必要にして充分な条件、および再構成方法」１４−
２５ページにおいて、スミス、Ｂ．Ｄ．、によって詳細
に説明されている。基本的には、要求されているのは、
対象物または関心ある部位の領域を通過するどのような
平面も１つまたはそれ以上の場所におけるスキャンパス
と交差している必要があるということである。完了基準
はまた、この明細中で参照として取り込まれている、１
９９５年１月１７日出願の円錐ビーム源によって放射さ
れた対象物の一部の３次元コンピュータトモグラフイメ
ージを正確に再構成するための完全なラドンデータを取
得するための方法および装置と題する、私の以前に出願
した米国特許第５，３８３，１１９号において説明され
ている。付加的に、この発明は取得されたデータセット
がラドンスペースにおける全てのポイントにおいてデー
タを提供するならば、すなわちラドンスペースは、実際
のスペースにおける対象物の関心ある領域によって占め
られている視野に形態的に相当している、「サポートの
領域」と呼ばれるものを覆っているデータで充分に満た
されているときにのみ完全であるということを指摘して
いる。ラドンデータは標準的に、ビーム源による視野の
中の全体の対象物を露光することによって取得される。
位の範囲）の正確な２Ｄまたは３Ｄ撮影のための放射デ
ータの完全なセットを提供するために、安全な完了基準
を必要とする。これらの基準はよく知られており、そし
てたとえばＩＥＥＥ医療撮影会報、ＭＩ−４（１９８５
年）で発行された「円錐ビーム投射からのイメージ再構
成、必要にして充分な条件、および再構成方法」１４−
２５ページにおいて、スミス、Ｂ．Ｄ．、によって詳細
に説明されている。基本的には、要求されているのは、
対象物または関心ある部位の領域を通過するどのような
平面も１つまたはそれ以上の場所におけるスキャンパス
と交差している必要があるということである。完了基準
はまた、この明細中で参照として取り込まれている、１
９９５年１月１７日出願の円錐ビーム源によって放射さ
れた対象物の一部の３次元コンピュータトモグラフイメ
ージを正確に再構成するための完全なラドンデータを取
得するための方法および装置と題する、私の以前に出願
した米国特許第５，３８３，１１９号において説明され
ている。付加的に、この発明は取得されたデータセット
がラドンスペースにおける全てのポイントにおいてデー
タを提供するならば、すなわちラドンスペースは、実際
のスペースにおける対象物の関心ある領域によって占め
られている視野に形態的に相当している、「サポートの
領域」と呼ばれるものを覆っているデータで充分に満た
されているときにのみ完全であるということを指摘して
いる。ラドンデータは標準的に、ビーム源による視野の
中の全体の対象物を露光することによって取得される。
【０００５】前述の私の米国特許第５，３８３，１１９
号に説明されているように、３Ｄイメージ再構成技術
は、かなり長い、広いまたは高い寸法を持つ対象物およ
び領域を撮影する際に難しさを有している。もし、関心
ある対象物または領域の高さ、幅または長さが大きけれ
ば、関心ある対象物または領域からの投射データを得る
ために充分な高さまたは幅を持つ検出器アレーを入手す
るのはしばしば実際的ではないか、または困難なことで
ある。一般的には、検出器は興味ある対象物または領域
の高さおよび幅よりも、少なくともいくらか大きな高さ
および幅を持つ必要があり、そうでなければ、いくつか
のｘ線データは失われてしまう。しかも、ｘ線のいくら
かは（興味ある領域が単にある対象物の１部であると
き）興味のある領域に存在しない対象物の部分を通過す
ることになるため、集められた円錐ビームデータは、そ
のような興味ある領域からのデータを独占的に表してい
るものではなく、そしてそのためイメージにじみおよび
イメージ変造の発生に導くものとなる。
号に説明されているように、３Ｄイメージ再構成技術
は、かなり長い、広いまたは高い寸法を持つ対象物およ
び領域を撮影する際に難しさを有している。もし、関心
ある対象物または領域の高さ、幅または長さが大きけれ
ば、関心ある対象物または領域からの投射データを得る
ために充分な高さまたは幅を持つ検出器アレーを入手す
るのはしばしば実際的ではないか、または困難なことで
ある。一般的には、検出器は興味ある対象物または領域
の高さおよび幅よりも、少なくともいくらか大きな高さ
および幅を持つ必要があり、そうでなければ、いくつか
のｘ線データは失われてしまう。しかも、ｘ線のいくら
かは（興味ある領域が単にある対象物の１部であると
き）興味のある領域に存在しない対象物の部分を通過す
ることになるため、集められた円錐ビームデータは、そ
のような興味ある領域からのデータを独占的に表してい
るものではなく、そしてそのためイメージにじみおよび
イメージ変造の発生に導くものとなる。
【０００６】変化するスキャンニング軌跡（パス）を持
つ、そして撮影される関心ある領域よりも小さなエリア
検出器を用いる装置によってラドンスペースを充分に満
たすことは、正確なイメージ再構成を実行するために知
られている。たとえば、上に述べた米国特許第５，３８
３，１１９号においては、関心ある領域に直接的に関連
している円錐ビームデータのみがイメージ再構成に用い
られるよう、適切にデータを捨て、そして回復させるこ
とにより、取得された円錐ビームデータを取り扱うため
のより複雑な技術が説明されている。参照として、本明
細に取り込まれている、１９９５年８月３１日に出願さ
れた興味深いコンピュータトモグラフのヘリカルおよび
サークルスキャン領域と題する私の以前の出願した米国
特許第５，４６３，６６６号においては、円錐ビームＣ
Ｔ装置が開示され、そこでは対象物の関心ある部位の領
域が、関心ある領域内にない対象物の撮影部分からのに
じみまたは変造導入なしで撮影することができる。制御
可能な移動できるビーム源および比較的小さなエリア検
出器が、関心ある領域の上方および下方境界を持つレベ
ルのスパイラル部分の各末端において１つの円形部を持
つ中央スパイラル部分を構成するスキャンパス、または
軌跡を規定するように制御される。スパイラルパスから
円形パスへの切り替えは、私の前述米国特許第５，４６
３，６６６号により詳細に説明されているように、関心
ある領域の外側にある対象物の撮影部分によって生じる
にじみなく、関心ある領域の上方および下方境界におい
て完全な円錐ビームデータを得るために必要である。
つ、そして撮影される関心ある領域よりも小さなエリア
検出器を用いる装置によってラドンスペースを充分に満
たすことは、正確なイメージ再構成を実行するために知
られている。たとえば、上に述べた米国特許第５，３８
３，１１９号においては、関心ある領域に直接的に関連
している円錐ビームデータのみがイメージ再構成に用い
られるよう、適切にデータを捨て、そして回復させるこ
とにより、取得された円錐ビームデータを取り扱うため
のより複雑な技術が説明されている。参照として、本明
細に取り込まれている、１９９５年８月３１日に出願さ
れた興味深いコンピュータトモグラフのヘリカルおよび
サークルスキャン領域と題する私の以前の出願した米国
特許第５，４６３，６６６号においては、円錐ビームＣ
Ｔ装置が開示され、そこでは対象物の関心ある部位の領
域が、関心ある領域内にない対象物の撮影部分からのに
じみまたは変造導入なしで撮影することができる。制御
可能な移動できるビーム源および比較的小さなエリア検
出器が、関心ある領域の上方および下方境界を持つレベ
ルのスパイラル部分の各末端において１つの円形部を持
つ中央スパイラル部分を構成するスキャンパス、または
軌跡を規定するように制御される。スパイラルパスから
円形パスへの切り替えは、私の前述米国特許第５，４６
３，６６６号により詳細に説明されているように、関心
ある領域の外側にある対象物の撮影部分によって生じる
にじみなく、関心ある領域の上方および下方境界におい
て完全な円錐ビームデータを得るために必要である。
【０００７】上に述べた、そして他の技術が有用である
としても、それらは動きにおける突然のシフトを持つス
キャンパスを必要とする。撮影されている対象物が患者
であることもあるので、走査の動きにおけるそのような
突然のシフトは、患者が走査のために動く必要があるな
らば、望ましいことではない。患者が固定されており、
そして突然のシフトを得るために動くのがビーム源であ
るとしても、これもまた撮影装置上に加えられる外部機
械ストレスの故に、望ましいことではない。
としても、それらは動きにおける突然のシフトを持つス
キャンパスを必要とする。撮影されている対象物が患者
であることもあるので、走査の動きにおけるそのような
突然のシフトは、患者が走査のために動く必要があるな
らば、望ましいことではない。患者が固定されており、
そして突然のシフトを得るために動くのがビーム源であ
るとしても、これもまた撮影装置上に加えられる外部機
械ストレスの故に、望ましいことではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】関心ある領域の上方お
よび下方境界において、円形スキャンパスを提供するよ
う、関心ある領域を走査するために異なるスキャン構成
を提供する必要なく、そしてさらに特定化すれば、関心
ある領域の中央部分を撮影するために用いられるスキャ
ンパス移動または軌跡を直ちに変化させる必要なく、関
心ある領域が走査されることのできるＣＴ撮影方法およ
び装置を提供することが望まれている。
よび下方境界において、円形スキャンパスを提供するよ
う、関心ある領域を走査するために異なるスキャン構成
を提供する必要なく、そしてさらに特定化すれば、関心
ある領域の中央部分を撮影するために用いられるスキャ
ンパス移動または軌跡を直ちに変化させる必要なく、関
心ある領域が走査されることのできるＣＴ撮影方法およ
び装置を提供することが望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１及
び８の構成要件により解決される。
び８の構成要件により解決される。
【００１０】本発明の原理によれば、１つの対象物の関
心ある領域の主体部分を走査するための１つの軌跡か
ら、その上方および下方の境界を走査するための異なる
軌跡のスキャンパスの突然の変移は、ＲＯＩの主体部分
を走査するために用いられた走査軌跡の連続だけを持つ
従来技術によって必要とされるスキャンパスの異なる、
円形の走査軌跡を置換することにより、その上方および
下方境界を拡張して通過するようにして回避される。
心ある領域の主体部分を走査するための１つの軌跡か
ら、その上方および下方の境界を走査するための異なる
軌跡のスキャンパスの突然の変移は、ＲＯＩの主体部分
を走査するために用いられた走査軌跡の連続だけを持つ
従来技術によって必要とされるスキャンパスの異なる、
円形の走査軌跡を置換することにより、その上方および
下方境界を拡張して通過するようにして回避される。
【００１１】要するに、本発明においては、イメージ再
構成のために、スキャンの円形部分に相当するビーム源
位置に関する円錐ビームデータが、余分なスパイラルタ
ーン上のビーム源位置から取得されたデータを、それに
隣接している主スパイラルスキャンのそのターンから取
得されたデータを用いて補間することにより近似され
る。望ましい実施例においては、本発明のスキャンパス
は、ＲＯＩの上方および下方境界の間を走査するための
複数のスパイラルターンまたはステージと、そしてその
各末端におけるスキャンパスの少なくとも１つの余分な
単独のスパイラルターンの部分とを含んでいる。
構成のために、スキャンの円形部分に相当するビーム源
位置に関する円錐ビームデータが、余分なスパイラルタ
ーン上のビーム源位置から取得されたデータを、それに
隣接している主スパイラルスキャンのそのターンから取
得されたデータを用いて補間することにより近似され
る。望ましい実施例においては、本発明のスキャンパス
は、ＲＯＩの上方および下方境界の間を走査するための
複数のスパイラルターンまたはステージと、そしてその
各末端におけるスキャンパスの少なくとも１つの余分な
単独のスパイラルターンの部分とを含んでいる。
【００１２】
【発明の実施の形態】望ましい実施例においては、本発
明のスキャンパスは、１つの対象物における関心ある領
域の上方および下方境界間を走査するための、複数のス
パイラルターンまたはステージを含む主スパイラルスキ
ャンパスと、そしてそれらの各々の末端におけるスキャ
ンパスの少なくとも１つの余分な単独のスパイラルター
ンの部分とから構成される。本発明においては、イメー
ジ再構成のために、従来技術においては走査の円形部分
上にあるビーム源位置に関する円錐ビームデータがそれ
に隣接している主スパイラルスキャンのターンから得ら
れたデータを持つ余分なスパイラルターンのビーム源位
置から得られたデータの補間によって近似される。
明のスキャンパスは、１つの対象物における関心ある領
域の上方および下方境界間を走査するための、複数のス
パイラルターンまたはステージを含む主スパイラルスキ
ャンパスと、そしてそれらの各々の末端におけるスキャ
ンパスの少なくとも１つの余分な単独のスパイラルター
ンの部分とから構成される。本発明においては、イメー
ジ再構成のために、従来技術においては走査の円形部分
上にあるビーム源位置に関する円錐ビームデータがそれ
に隣接している主スパイラルスキャンのターンから得ら
れたデータを持つ余分なスパイラルターンのビーム源位
置から得られたデータの補間によって近似される。
【００１３】
【実施例】図１に示されるように、円錐ビームｘ線源１
０は、撮影されるべき対象物１２の関心ある領域を、そ
してその付近を通過する円錐ビームエネルギーを発生す
る。ビーム源１０が円錐ビームｘ線源として示されては
いても、扇形ビームのような他の型式のビーム源、およ
び中性子、陽電子他のような別の型式の撮影用エネルギ
ーも用いることができる。用いられるどの型式の撮影用
エネルギーも、検出器１４によって検出される。個々の
検出器素子が示されてはいないとしても、検出器１４
は、個々の検出器素子の２次元アレーであることは容易
に理解されるであろう。ビーム源１０と対象物１２との
間の相対的移動は、対象物１２に関する完全な円錐ビー
ムデータを提供するために用いられる。たとえば、対象
物１２は、以下に詳細に説明されるように、走査を生じ
させるよう移動されることができる。反対に、そして等
価であるが、ビーム源１０および検出器１４がそのよう
なスキャンパス内で移動されることもできる。対象物は
作業用ピースまたは医療患者または撮影のための他のア
イテムであることができる。
０は、撮影されるべき対象物１２の関心ある領域を、そ
してその付近を通過する円錐ビームエネルギーを発生す
る。ビーム源１０が円錐ビームｘ線源として示されては
いても、扇形ビームのような他の型式のビーム源、およ
び中性子、陽電子他のような別の型式の撮影用エネルギ
ーも用いることができる。用いられるどの型式の撮影用
エネルギーも、検出器１４によって検出される。個々の
検出器素子が示されてはいないとしても、検出器１４
は、個々の検出器素子の２次元アレーであることは容易
に理解されるであろう。ビーム源１０と対象物１２との
間の相対的移動は、対象物１２に関する完全な円錐ビー
ムデータを提供するために用いられる。たとえば、対象
物１２は、以下に詳細に説明されるように、走査を生じ
させるよう移動されることができる。反対に、そして等
価であるが、ビーム源１０および検出器１４がそのよう
なスキャンパス内で移動されることもできる。対象物は
作業用ピースまたは医療患者または撮影のための他のア
イテムであることができる。
【００１４】検出器１４内の素子を満たしている感知さ
れたＸ線エネルギーに相当する信号は、データ取得装置
（ＤＡＳ）１６に供給され、これは図１の以前に説明さ
れた部分と同様、当業技術者にとってはよく知られてい
る方法で動作する。
れたＸ線エネルギーに相当する信号は、データ取得装置
（ＤＡＳ）１６に供給され、これは図１の以前に説明さ
れた部分と同様、当業技術者にとってはよく知られてい
る方法で動作する。
【００１５】データ取得装置１６からの円錐ビームデー
タは、プロセッサ１８に供給され、これはプロセッサ１
８内のブロックによって描かれている種々のデータ変換
を実行するようにプログラムされているコンピュータで
あってもよい。本発明の重要な特色であるブロック１９
は、関心ある領域の上方および下方境界スパンの、投射
または円錐ビームデータを補間する。以下に詳細に説明
されるように、補間されたデータは私の前述米国特許第
５，４６３，６６６号の円形スキャンパスによって得ら
れる円錐ビームデータに相当する。次に、ブロック２０
において、円錐ビームデータはラドン誘導データに変換
される。これは、本明細に参照として組み込まれている
１９９３年８月２６日出願の対象物の３次元コンピュー
タトモグラフ（ＣＴ）イメージを平面的に集約し、そし
て再構成するための円錐ビームＸ線投射データを変換す
るための方法および装置と題する、米国特許第５，２５
７，１８３号に説明されている技術を用いて達成するこ
とができる。次に、ラドン誘導的データが、たとえば本
明細中に参照として組み込まれている１９９５年８月８
日に出願された極グリッドポイント上のラドンデータの
発生を伴うトモグラフと題する米国特許第５，４４６，
７７６号において説明されている技術を用いてブロック
２２において極グリッドポイントにおけるラドンデータ
に変換される。極グリッドポイントにおけるラドンデー
タは、ブロック２４に供給され、これは前述米国特許第
５，２５７，１８３号において詳細に説明されているよ
うな、よく知られている技術を用いて逆３Ｄラドン変換
を実行する。
タは、プロセッサ１８に供給され、これはプロセッサ１
８内のブロックによって描かれている種々のデータ変換
を実行するようにプログラムされているコンピュータで
あってもよい。本発明の重要な特色であるブロック１９
は、関心ある領域の上方および下方境界スパンの、投射
または円錐ビームデータを補間する。以下に詳細に説明
されるように、補間されたデータは私の前述米国特許第
５，４６３，６６６号の円形スキャンパスによって得ら
れる円錐ビームデータに相当する。次に、ブロック２０
において、円錐ビームデータはラドン誘導データに変換
される。これは、本明細に参照として組み込まれている
１９９３年８月２６日出願の対象物の３次元コンピュー
タトモグラフ（ＣＴ）イメージを平面的に集約し、そし
て再構成するための円錐ビームＸ線投射データを変換す
るための方法および装置と題する、米国特許第５，２５
７，１８３号に説明されている技術を用いて達成するこ
とができる。次に、ラドン誘導的データが、たとえば本
明細中に参照として組み込まれている１９９５年８月８
日に出願された極グリッドポイント上のラドンデータの
発生を伴うトモグラフと題する米国特許第５，４４６，
７７６号において説明されている技術を用いてブロック
２２において極グリッドポイントにおけるラドンデータ
に変換される。極グリッドポイントにおけるラドンデー
タは、ブロック２４に供給され、これは前述米国特許第
５，２５７，１８３号において詳細に説明されているよ
うな、よく知られている技術を用いて逆３Ｄラドン変換
を実行する。
【００１６】ブロック２６において、再構成されたイメ
ージデータが出現し、そして次にプロセッサ１８からデ
ィスプレイ２８に供給され、これは公知方法で動作し、
（図１では分離的に示されていない）対象物１２または
関心ある部分の領域の３ＤＣＴイメージを提供する。
ージデータが出現し、そして次にプロセッサ１８からデ
ィスプレイ２８に供給され、これは公知方法で動作し、
（図１では分離的に示されていない）対象物１２または
関心ある部分の領域の３ＤＣＴイメージを提供する。
【００１７】ブロック１９以外の図１のブロックのより
詳細な説明は、本明細に参照として組み込まれる特許に
おいて見いだすことができる。
詳細な説明は、本明細に参照として組み込まれる特許に
おいて見いだすことができる。
【００１８】図２に移ると、対象物１２は、その長さが
対象物１２の長さよりも少ない関心ある領域１２Ｒを含
んでいるように示されている。スパイラルスキャンパス
３０は、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３
０６によって表されている複数のターン、またはステー
ジをもって対象物１２を取り囲むように、そして関心あ
る領域１２Ｒの下方境界１２Ｌの下のポイントから、関
心ある領域１２Ｒの上方境界１２Ｕの上のポイントにま
で完全に対象物１２を覆うように描かれている。トップ
ターン３０１、ボトムターン３０６、およびその間の種
々のスパイラルパス３０のターンは関心ある領域１２Ｒ
の対称の軸である軸１２Ａに関して中心合わせされた円
筒を集合的に規定している。
対象物１２の長さよりも少ない関心ある領域１２Ｒを含
んでいるように示されている。スパイラルスキャンパス
３０は、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３
０６によって表されている複数のターン、またはステー
ジをもって対象物１２を取り囲むように、そして関心あ
る領域１２Ｒの下方境界１２Ｌの下のポイントから、関
心ある領域１２Ｒの上方境界１２Ｕの上のポイントにま
で完全に対象物１２を覆うように描かれている。トップ
ターン３０１、ボトムターン３０６、およびその間の種
々のスパイラルパス３０のターンは関心ある領域１２Ｒ
の対称の軸である軸１２Ａに関して中心合わせされた円
筒を集合的に規定している。
【００１９】従来技術（米国特許第５，４６３，６６６
号）によって知られるように、（図２における破線３０
Ｕおよび３０Ｌによって示される）２つの円形スキャン
パスは、それぞれ上方および下方境界１２Ｕおよび１２
Ｌの水準にあり、走査される対象物よりも小さな関心あ
る領域からのイメージを正確に再構成するために必要で
ある。本発明におけると同様、従来技術においてもスキ
ャンパスの主スパイラル部分はｘ線源が円形移動におい
て走査するに従い、対象物の移動によって設けられるの
に対し、スキャンパスの上方および下方円形部分を備え
るためには対象物の部分上の何の移動も備えられていな
い。しかし、従来技術においては、スキャンパスの円形
部とスパイラル部との間の対象物の動きの急激な開始お
よび停止は、いくつかの撮影装置において難しさを生じ
させる。この難しさは、機械的および構造的問題と同
様、イメージ劣化に関係している。医療用走査装置の場
合においては、患者用テーブルは、２つの転移において
突然の開始および突然の停止のそれぞれを経験すること
がある。上に述べた理由によって、これら突然の開始お
よび停止は、望ましいものではなく、そして回避される
べきものである。
号）によって知られるように、（図２における破線３０
Ｕおよび３０Ｌによって示される）２つの円形スキャン
パスは、それぞれ上方および下方境界１２Ｕおよび１２
Ｌの水準にあり、走査される対象物よりも小さな関心あ
る領域からのイメージを正確に再構成するために必要で
ある。本発明におけると同様、従来技術においてもスキ
ャンパスの主スパイラル部分はｘ線源が円形移動におい
て走査するに従い、対象物の移動によって設けられるの
に対し、スキャンパスの上方および下方円形部分を備え
るためには対象物の部分上の何の移動も備えられていな
い。しかし、従来技術においては、スキャンパスの円形
部とスパイラル部との間の対象物の動きの急激な開始お
よび停止は、いくつかの撮影装置において難しさを生じ
させる。この難しさは、機械的および構造的問題と同
様、イメージ劣化に関係している。医療用走査装置の場
合においては、患者用テーブルは、２つの転移において
突然の開始および突然の停止のそれぞれを経験すること
がある。上に述べた理由によって、これら突然の開始お
よび停止は、望ましいものではなく、そして回避される
べきものである。
【００２０】本発明においては、スパイラルスキャンパ
スが下のレベル１２Ｌから上のレベル１２Ｕまでの関心
ある領域にわたって連続的であるため、従来技術のスキ
ャンパスにおける突然の変化は、回避される。
スが下のレベル１２Ｌから上のレベル１２Ｕまでの関心
ある領域にわたって連続的であるため、従来技術のスキ
ャンパスにおける突然の変化は、回避される。
【００２１】本発明の最初の実施例によれば、スキャン
パスターン３０１−３０６は、距離Ｈだけ互いに隔たっ
ており、この距離は、図１における検出器１４の高さに
相当する。このことは、検出器１４が何らの重なりもな
く、領域１２Ｒに関する円錐ビームまたは投射データの
完全な組を組み立てることを可能とする。
パスターン３０１−３０６は、距離Ｈだけ互いに隔たっ
ており、この距離は、図１における検出器１４の高さに
相当する。このことは、検出器１４が何らの重なりもな
く、領域１２Ｒに関する円錐ビームまたは投射データの
完全な組を組み立てることを可能とする。
【００２２】パス３０は、前述米国特許第５，４６３，
６６６号による正確なイメージ再構成を提供するために
対象物１２に関してビーム源１０の望ましい移動に相当
しており、これは（図１にのみ示されている）検出器１
４がビーム源１０に対して補正された位置に維持されて
いることが理解される。図２に示されるパスまたは軌跡
３０において対象物１２に関してビーム源１０および検
出器１４を走査するかわりに、描かれているスキャンパ
スを発生するために等価的に対象物１２を回転させ、そ
して移動させることもできる。この場合においては、ス
キャンパスは対象物１２に固定された基準のフレームに
関して、ビーム源の明確な移動を描くことができる。
６６６号による正確なイメージ再構成を提供するために
対象物１２に関してビーム源１０の望ましい移動に相当
しており、これは（図１にのみ示されている）検出器１
４がビーム源１０に対して補正された位置に維持されて
いることが理解される。図２に示されるパスまたは軌跡
３０において対象物１２に関してビーム源１０および検
出器１４を走査するかわりに、描かれているスキャンパ
スを発生するために等価的に対象物１２を回転させ、そ
して移動させることもできる。この場合においては、ス
キャンパスは対象物１２に固定された基準のフレームに
関して、ビーム源の明確な移動を描くことができる。
【００２３】本発明の原理によれば、上方および下方の
円形スキャン３０Ｕおよび３０Ｌの結果として従来技術
において得られる円錐ビームデータは対象物１２の上方
および下方境界１２Ｕおよび１２Ｌに隣接したスキャン
部分から得られる円錐ビームデータの補間によって得ら
れる。さらに特定化すれば、ターン３０１および３０ ２
上のビーム源位置に関して得られる円錐ビームデータ
は、ターン３０５および３０６上のビーム源位置に関し
て得られる円錐ビームデータと同様、補間され、その結
果円形スキャン３０Ｕおよび３０Ｌ上のビーム源位置か
らの円錐ビームデータを効果的に得ることができる。そ
のような補間の一例が図２に示されており、ここでは上
方境界１２Ｕを持つビーム源位置ＰＴレベルに関して、
ターン３０１からのビーム源位置ＰＴ１から得られた円
錐ビームデータが、ターン３０２からのビーム源位置Ｐ
Ｔ２から得られた円錐ビームデータと平均化される。こ
の平均化は、実際のビーム源位置ＰＴ１およびＰ
Ｔ２の、望ましい位置ＰＴへの接近度に直接的に比例す
る円錐ビームデータの重み付けをもって実行され、すな
わち実際ビーム源位置が望ましいビーム源位置に近づく
だけ、より大きな重み付けが、得られた円錐ビームデー
タに与えられる。同様な補間がターン３０５および３０
６上のビーム源位置に関しても実行される。一旦補間さ
れた円錐ビームデータが得られると、前に説明された方
法によってイメージを再構成するために、これは対象物
１２Ｒの上方および下方境界１２Ｕおよび１２Ｌの中間
のスキャンから得られた円錐ビームデータの残りと組み
合わせられる。
円形スキャン３０Ｕおよび３０Ｌの結果として従来技術
において得られる円錐ビームデータは対象物１２の上方
および下方境界１２Ｕおよび１２Ｌに隣接したスキャン
部分から得られる円錐ビームデータの補間によって得ら
れる。さらに特定化すれば、ターン３０１および３０ ２
上のビーム源位置に関して得られる円錐ビームデータ
は、ターン３０５および３０６上のビーム源位置に関し
て得られる円錐ビームデータと同様、補間され、その結
果円形スキャン３０Ｕおよび３０Ｌ上のビーム源位置か
らの円錐ビームデータを効果的に得ることができる。そ
のような補間の一例が図２に示されており、ここでは上
方境界１２Ｕを持つビーム源位置ＰＴレベルに関して、
ターン３０１からのビーム源位置ＰＴ１から得られた円
錐ビームデータが、ターン３０２からのビーム源位置Ｐ
Ｔ２から得られた円錐ビームデータと平均化される。こ
の平均化は、実際のビーム源位置ＰＴ１およびＰ
Ｔ２の、望ましい位置ＰＴへの接近度に直接的に比例す
る円錐ビームデータの重み付けをもって実行され、すな
わち実際ビーム源位置が望ましいビーム源位置に近づく
だけ、より大きな重み付けが、得られた円錐ビームデー
タに与えられる。同様な補間がターン３０５および３０
６上のビーム源位置に関しても実行される。一旦補間さ
れた円錐ビームデータが得られると、前に説明された方
法によってイメージを再構成するために、これは対象物
１２Ｒの上方および下方境界１２Ｕおよび１２Ｌの中間
のスキャンから得られた円錐ビームデータの残りと組み
合わせられる。
【００２４】図５に向かうと、本発明による装置８０が
説明される。この装置はビーム源１０およびエリア検出
器１４を含んでいる。ビーム源１０は、ｘ線チューブと
して示され、円錐ビーム源１０はｘ線チューブとして示
されてはいるが、円錐ビーム源１０は中性子、陽電子ま
たは他の形態の放射を提供するものでもよく、またはポ
イント源から電磁エネルギーを提供するものでもよい。
あるいは、他の形態の撮影用エネルギーも用いることが
できる。
説明される。この装置はビーム源１０およびエリア検出
器１４を含んでいる。ビーム源１０は、ｘ線チューブと
して示され、円錐ビーム源１０はｘ線チューブとして示
されてはいるが、円錐ビーム源１０は中性子、陽電子ま
たは他の形態の放射を提供するものでもよく、またはポ
イント源から電磁エネルギーを提供するものでもよい。
あるいは、他の形態の撮影用エネルギーも用いることが
できる。
【００２５】２軸部分マニュピュレータであることがで
きるマニュピュレータ８２は、撮影されるために用いら
れる（図６には示されていない）対象物と、ビーム源１
０との間に相対的な走査移動を提供するために用いられ
る。マニュピュレータ８２が対象物を移動させるよう設
計されているとしても、反対にマニュピュレータ８２は
ビーム源１０を移動させることもできる。
きるマニュピュレータ８２は、撮影されるために用いら
れる（図６には示されていない）対象物と、ビーム源１
０との間に相対的な走査移動を提供するために用いられ
る。マニュピュレータ８２が対象物を移動させるよう設
計されているとしても、反対にマニュピュレータ８２は
ビーム源１０を移動させることもできる。
【００２６】マニュピュレータ８２はたとえばアエロテ
ックによって製造される型式の公知のコンピュータ化さ
れた数値制御器８４によって制御される。制御器８４
は、公知方法によって種々のスキャンパスを規定するデ
ータを持っているメモリ８４Ｍを含んでいる。反対に、
そしてまた、よく知られている技術を用いて、制御器８
４に接続されているコンピュータワークステーションの
８６のメモリ８６Ｍが、マニュピュレータ８２の動きを
規定する、そしてそのため、スキャンパスまたは軌跡を
規定する、データを持つこともできる。いずれの場合で
も、規定されたスキャンパスは上に詳細に説明されたよ
うに、それらを相互接続するスパイラルターンを持つ２
つの平行な円形である。（図１のプロセッサ１８を含む
ことができる）コンピュータワークステーション８６
は、サンによって作られたワークステーションであって
もよく、あるいは他のコンピュータワークステーション
および、おそらくパーソナルコンピュータでさえこのワ
ークステーションのかわりに用いることができる。コン
ピュータワークステーションは公知方法によって装置８
０の他のコンポーネントを制御する。
ックによって製造される型式の公知のコンピュータ化さ
れた数値制御器８４によって制御される。制御器８４
は、公知方法によって種々のスキャンパスを規定するデ
ータを持っているメモリ８４Ｍを含んでいる。反対に、
そしてまた、よく知られている技術を用いて、制御器８
４に接続されているコンピュータワークステーションの
８６のメモリ８６Ｍが、マニュピュレータ８２の動きを
規定する、そしてそのため、スキャンパスまたは軌跡を
規定する、データを持つこともできる。いずれの場合で
も、規定されたスキャンパスは上に詳細に説明されたよ
うに、それらを相互接続するスパイラルターンを持つ２
つの平行な円形である。（図１のプロセッサ１８を含む
ことができる）コンピュータワークステーション８６
は、サンによって作られたワークステーションであって
もよく、あるいは他のコンピュータワークステーション
および、おそらくパーソナルコンピュータでさえこのワ
ークステーションのかわりに用いることができる。コン
ピュータワークステーションは公知方法によって装置８
０の他のコンポーネントを制御する。
【００２７】エリア検出器１４に接続されているのは、
ディジタイザ８８であり、これは公知方法によってエリ
ア検出器からのアナログ信号を試験されている対象物の
イメージを表すディジタル信号に変換するように動作す
る。ディジタイザ８８は、公知方法によってライン８２
Ｌ上のｓｙｎｃｈ信号に応答して動作するサンプルアン
ドホールド回路８８Ｓを含むことができる。
ディジタイザ８８であり、これは公知方法によってエリ
ア検出器からのアナログ信号を試験されている対象物の
イメージを表すディジタル信号に変換するように動作す
る。ディジタイザ８８は、公知方法によってライン８２
Ｌ上のｓｙｎｃｈ信号に応答して動作するサンプルアン
ドホールド回路８８Ｓを含むことができる。
【００２８】検出器１４内の検出器素子からの感知され
た放射に相当するディジタル化された値は、ディジタイ
ザ８８によって、データアレープロセッサ９０に供給さ
れる。メイコＭ４０のような公知の市販入手できる型式
のものであるアレープロセッサ９０は、ディジタイザ８
８からきた信号のための必要な信号処理を提供し、（図
１のプロセッサ１８を含むか、またはプロセッサ１８で
ある）アレープロセッサ９０は、必要なイメージ再構成
を行うことができ、そしてＣＴスキャンからのイメージ
を表示するためにディスプレイが直接的にアレープロセ
ッサに接続されることができるように処理を行う。しか
し、図５示された装置においては、アレープロセッサ９
０からのイメージデータはコンピュータワークステーシ
ョン８６に供給され、そして一方コンピュータワークス
テーション８６は、そのデータをさらなる処理を行い、
または行わずにＣＴイメージを表示させるディスプレイ
２８に供給する。コンピュータ８６は、またはより好都
合とすれば、アレープロセッサ９０は投射データからイ
メージを再構成する。
た放射に相当するディジタル化された値は、ディジタイ
ザ８８によって、データアレープロセッサ９０に供給さ
れる。メイコＭ４０のような公知の市販入手できる型式
のものであるアレープロセッサ９０は、ディジタイザ８
８からきた信号のための必要な信号処理を提供し、（図
１のプロセッサ１８を含むか、またはプロセッサ１８で
ある）アレープロセッサ９０は、必要なイメージ再構成
を行うことができ、そしてＣＴスキャンからのイメージ
を表示するためにディスプレイが直接的にアレープロセ
ッサに接続されることができるように処理を行う。しか
し、図５示された装置においては、アレープロセッサ９
０からのイメージデータはコンピュータワークステーシ
ョン８６に供給され、そして一方コンピュータワークス
テーション８６は、そのデータをさらなる処理を行い、
または行わずにＣＴイメージを表示させるディスプレイ
２８に供給する。コンピュータ８６は、またはより好都
合とすれば、アレープロセッサ９０は投射データからイ
メージを再構成する。
【００２９】こうして、全ての課題を満足させた、そし
て利点が見いだされる３Ｄ ＣＴ撮影のための新しいス
キャンパスが示され、そして説明された。しかし、本発
明の望ましい実施例を開示するこの明細およびその添付
図面を考慮した後には、当業技術者にとっては主体とな
る発明の多くの変化、変更、変形および他の利用および
用途が明らかとなるであろう。たとえば、図２において
示された装置の描かれた望ましい実施例において、スキ
ャンパス３０が補間正確さを改善するために、それらの
間に一定のスペースをおいたステージまたはターンを持
っているとしても、上方および下方境界に隣接するター
ン間のスペースはより小さなピッチを持つことが、すな
わち互いに接近して設けられることが望ましい。こうし
て、もし主スパイラルのピッチが比較的大きいのであれ
ば、付加的スパイラルターンのピッチサイズは望ましい
補間正確さを達成するために減じられるべきである。減
じられたピッチサイズは、減じられた速度で患者テーブ
ルを移動させることにより達成される。本発明のさらに
別の特色によれば、補間正確さをさらに改善するため
に、主スパイラルの最初の、そして最後のターンのピッ
チがまた減じられるべきである。この別の実施例におい
ては、患者テーブルの移動速度は、以下の方法で変化さ
れる。
て利点が見いだされる３Ｄ ＣＴ撮影のための新しいス
キャンパスが示され、そして説明された。しかし、本発
明の望ましい実施例を開示するこの明細およびその添付
図面を考慮した後には、当業技術者にとっては主体とな
る発明の多くの変化、変更、変形および他の利用および
用途が明らかとなるであろう。たとえば、図２において
示された装置の描かれた望ましい実施例において、スキ
ャンパス３０が補間正確さを改善するために、それらの
間に一定のスペースをおいたステージまたはターンを持
っているとしても、上方および下方境界に隣接するター
ン間のスペースはより小さなピッチを持つことが、すな
わち互いに接近して設けられることが望ましい。こうし
て、もし主スパイラルのピッチが比較的大きいのであれ
ば、付加的スパイラルターンのピッチサイズは望ましい
補間正確さを達成するために減じられるべきである。減
じられたピッチサイズは、減じられた速度で患者テーブ
ルを移動させることにより達成される。本発明のさらに
別の特色によれば、補間正確さをさらに改善するため
に、主スパイラルの最初の、そして最後のターンのピッ
チがまた減じられるべきである。この別の実施例におい
ては、患者テーブルの移動速度は、以下の方法で変化さ
れる。
【００３０】１．ｘ線源の最初の２回転の間に、静止位
置から斜め持ち上げする；最初の回転は第１の付加的ス
パイラルターンに相当し、そして第２の回転は主スパイ
ラルの最初のターンに相当する。
置から斜め持ち上げする；最初の回転は第１の付加的ス
パイラルターンに相当し、そして第２の回転は主スパイ
ラルの最初のターンに相当する。
【００３１】２．ｘ線源の最後の２回転まで、同じ速度
を維持する。
を維持する。
【００３２】３．ｘ線源の最後の２回転の間に静止位置
に斜め下ろしする；最後の回転は最後の付加的スパイラ
ルターンに相当し、そして第２の最後の回転は主スパイ
ラルの最後のターンに相当する。
に斜め下ろしする；最後の回転は最後の付加的スパイラ
ルターンに相当し、そして第２の最後の回転は主スパイ
ラルの最後のターンに相当する。
【００３３】完全なスパイラルスキャンのプロフィール
が図３に描かれている。
が図３に描かれている。
【００３４】上の説明において、図２における２つの円
形スキャン３０Ｕおよび３０Ｌは、完全な円形であると
仮定している。実際には、それらは完全な円形である必
要はなく、それらは単に少なくとも（１８０゜＋α）に
おける角度範囲の大きな円弧である必要だけがあり、こ
こでαは、扇形角度である。このことは図４に描かれて
いる。これは、この角度範囲が関心ある領域を再構成す
るための完全な円錐ビームデータを提供するのに充分で
あることを示している。同様に、２つの円形スキャンを
置換する図２に描かれた付加的なスパイラルターン３０
１および３０６が単に少なくとも（１８０゜＋α）の角
度範囲をカバーする必要がある。
形スキャン３０Ｕおよび３０Ｌは、完全な円形であると
仮定している。実際には、それらは完全な円形である必
要はなく、それらは単に少なくとも（１８０゜＋α）に
おける角度範囲の大きな円弧である必要だけがあり、こ
こでαは、扇形角度である。このことは図４に描かれて
いる。これは、この角度範囲が関心ある領域を再構成す
るための完全な円錐ビームデータを提供するのに充分で
あることを示している。同様に、２つの円形スキャンを
置換する図２に描かれた付加的なスパイラルターン３０
１および３０６が単に少なくとも（１８０゜＋α）の角
度範囲をカバーする必要がある。
【００３５】ここで説明され、そして特許請求されたよ
うな本発明から離れることのない全てのそのような変
化、変更、変形および他の使用および用途は、前述説明
の見解で解釈されるような特許請求の範囲によってのみ
制限される本発明によってカバーされるものと考えられ
る。
うな本発明から離れることのない全てのそのような変
化、変更、変形および他の使用および用途は、前述説明
の見解で解釈されるような特許請求の範囲によってのみ
制限される本発明によってカバーされるものと考えられ
る。
【００３６】
【発明の効果】関心ある領域の上方および下方境界にお
いて、円形スキャンパスを提供するために、関心ある領
域を走査するために異なるスキャン構成を提供する必要
なく、、関心ある領域を走査するＣＴ撮影方法および装
置を提供できる。
いて、円形スキャンパスを提供するために、関心ある領
域を走査するために異なるスキャン構成を提供する必要
なく、、関心ある領域を走査するＣＴ撮影方法および装
置を提供できる。
【図１】本発明によるイメージ再構成の簡単化されたブ
ロック図と組み合わせられた、ｘ線源および検出器を用
いる、１つの対象物の撮影の簡単化された見取り図。
ロック図と組み合わせられた、ｘ線源および検出器を用
いる、１つの対象物の撮影の簡単化された見取り図。
【図２】１つの対象物の関心ある領域の、およびその周
りを走査するための本発明によるスキャンパスの簡単化
された見取り図。
りを走査するための本発明によるスキャンパスの簡単化
された見取り図。
【図３】本発明のスキャンパスの別の実施例を示す図。
【図４】本発明のスキャンパス構成のさらに別の実施例
を示す図。
を示す図。
【図５】本発明によって動作する装置の簡単化されたブ
ロック図。
ロック図。
１０ 円錐ビームＸ線源 １２ 撮影されるべき対象物 １４ エリア検出器 １６ データ取得装置（ＤＡＳ） １８ プロセッサ １９ ビームデータ補間 ２０ 誘導データへの変換 ２２ 局データへの変換 ２４ ３Ｄ逆ラドン変換 ２６ イメージデータ再構成 ２８ 表示器 ３０ スパイラルパス ８２ ２軸マニピュレータ ８４ 数値制御器 ８６ ワークステーション ８８ ディジタイザ ９０ アレープロセッサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｆ 15/64 Ｂ
Claims (17)
- 【請求項１】 対象物自体よりも小さな、そして完全に
撮影装置の視野内に含まれる上方及び下方境界を持つ、
そして前もって決められた軸上で放射状に中心合わせさ
れた、対象物の関心ある領域の３次元コンピュータトモ
グラフ撮影のための走査及びデータ取得方法において、 円錐ビーム源からの円錐ビームエネルギーを、少なくと
も対象物の一部に印加する段階と、 ビーム源によるパス横断としてビーム源走査軌跡を規定
する段階と、 対象物の関心ある領域に関する走査のために、少なくと
も対象物に関して相対的に移動できるよう位置決めされ
るビーム源を持つ円錐ビーム源及びエリア検出器を用い
る段階と、 関心ある領域を通過する各平面が少なくとも１つのポイ
ントで走査軌跡と交差するように、関心ある領域を囲む
前もって決められた幾何学的表面上に、スペースで隔て
られた複数のステップを規定するスパイラルスキャンだ
けを含むものとしての、対象物の関心ある領域の３Ｄ
ＣＴイメージを正確に再構成するためのラドンデータを
完全に得るためにビーム源走査軌跡を明確にする段階、
ここにおいてエリア検出器は少なくともステップ間の最
も大きなスペースを持つ２つの連続するステップにおけ
るスパンに対して、前もって決められた軸に全体的に平
行な方向に沿って十分に広げられた、前もって決められ
た寸法を持っている、と、 関心ある領域のそれぞれの部分に相当する円錐ビーム投
射データを得るためにビーム源走査軌跡に沿って複数の
位置において走査する段階と、そして対象物の関心ある
領域のイメージに再構成されることのできるデータセッ
トを提供するために、対象物を通過したエネルギーに相
当する円錐ビーム投射データを処理する段階とを含むこ
とを特徴とする、対象物の関心ある領域の３次元コンピ
ュータトモグラフ撮影のための走査及びデータ取得方
法。 - 【請求項２】 前記明確にする段階が、関心ある領域の
対向する末端においてより高いピッチと、そしてそれら
の間において一様なピッチとを持つスパイラルスキャン
パスを、前記ビーム源走査軌跡として明確にするよう
な、請求項第１項記載の方法。 - 【請求項３】 処理段階が、関心ある領域の上方および
下方境界スパンの前記スキャンパスの隣接するステージ
に沿って複数のビーム源位置からの円錐ビーム投射デー
タの補間を実行するような、請求項第１項記載の方法。 - 【請求項４】 前記補間が、隣接するステージの実際の
ビーム源位置の、関心ある領域の上方および下方境界上
の望ましいビーム源位置への接近度に正比例して円錐ビ
ームデータを重み付けすることにより実行されるよう
な、請求項第３項記載の方法。 - 【請求項５】 前記明確にする段階が、関心ある領域の
上方および下方境界スパンのステージに関するより高い
ピッチと、そしてそれらの間の関心ある領域スパンのス
テージに関する一様なより低いピッチとを持つスパイラ
ルスキャンパスを、前記ビーム源走査軌跡として明確に
するような、請求項第１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記処理段階がさらに、前記ビーム源走
査軌跡に沿った複数のビーム源位置の各々に関する円錐
ビームデータを決定することと、前記円錐ビームデータ
からラドン誘導データを計算することと、３Ｄ逆ラドン
変換データを発生するために前記誘導データを処理する
ことと、そして前記逆ラドン変換データからイメージデ
ータを再構成することとを含むような、請求項第３項記
載の方法。 - 【請求項７】 前記イメージデータを用いて、３Ｄイメ
ージを表示する段階をさらに含むような、請求項第６項
記載の方法。 - 【請求項８】 対象物自体よりも小さな、そして撮影装
置の視野内に完全に含まれる上方及び下方境界を持つ、
そして前もって決められた軸上に放射的に中心合わせさ
れている対象物の関心ある領域の３次元コンピュータト
モグラフ撮影のための走査及びデータ取得撮影装置にお
いて、 対象物の少なくとも一部に円錐ビームエネルギーを印加
するための円錐ビーム源と、 前記円錐ビーム源によって前記対象物に印加された円錐
ビームエネルギーを受け取るために位置決めされたエネ
ルギー検出器と、 円錐ビーム源が対象物に相対的にビーム源走査軌跡に沿
って移動し、一方ではエネルギー検出器が前記対象物に
印加されたエネルギーを受け取るために一つの位置に維
持されるように、円錐ビーム源と対象物との間に相対的
移動、走査を生じさせるための走査装置と、 対象物に関して前記円錐ビーム源により走査するための
ビーム源走査軌跡、前記ビーム源走査軌跡は対象物の関
心ある領域の３Ｄ ＣＴイメージを正確に再構成するた
めの完全なラドンデータを得るために単に一つのスパイ
ラルスキャンパス、前記スパイラルスキャンパスは関心
ある領域の上方及び下方境界を広がって通過するよう対
象物の関心ある領域スパンの、前もって決められた幾何
学的表面上でスペースで隔てられた複数のステージを含
んでいる、を含んでいる、を決めるために走査装置に動
作的に結合している軌跡規定装置、ここにおいて関心あ
る領域を通過する各平面は少なくとも一つのポイントに
おいてビーム源走査軌跡と交差し、エリア検出器は少な
くともステージ間の最も大きなスペースを持つ２つの連
続したステージにおけるスパンに対して前もって決めら
れた軸に全体的に平行な方向に沿って十分に広げられ
た、前もって決められた寸法を持っている、と、 関心ある領域のそれぞれの部分に相当する円錐ビーム投
射データを得るために、ビーム源走査軌跡に沿った複数
のビーム源位置において前記検出器からの円錐ビーム投
射データを取得するための装置と、そして対象物の関心
ある領域のイメージにまで再構成されることができるデ
ータセットを提供するために、対象物を通過するエネル
ギーに相当する円錐ビーム投射データを処理するための
処理装置と、を含むことを特徴とする、対象物の関心あ
る領域の３次元コンピュータトモグラフ撮影のための走
査及びデータ取得装置。 - 【請求項９】 前記軌跡規定装置が、関心ある領域の対
向末端においてより高いピッチと、そしてそれらの間に
一様なピッチとを持つスパイラルスキャンパスを、前記
ビーム源走査軌跡として、規定するような、請求項第８
項記載の装置。 - 【請求項１０】 前記軌跡規定装置が、関心ある領域の
上方および下方境界スパンのステージのためのより高い
ピッチと、そしてぞれらの間の興味ある領域スパンのス
テージに関する一様な、より低いピッチとを持つスパイ
ラルスキャンパスを前記ビーム源走査軌跡として規定す
るような、請求項第８項記載の装置。 - 【請求項１１】 前記処理装置が、関心ある領域の上方
および下方境界スパンの前記スキャンパスの隣接するス
テージに沿った複数のビーム源位置からの円錐ビーム投
射データの補間を実行するような、請求項第８項記載の
装置。 - 【請求項１２】 前記処理装置が、隣接するステージの
実際のビーム源位置の、関心ある領域の上方および下方
境界上の望ましいビーム源位置への接近度に正比例し
て、円錐ビーム投射データの重み付けをもって前記補間
を実行するような、請求項第１１項記載の装置。 - 【請求項１３】 前記処理装置が、前記ビーム源走査軌
跡に沿った複数のビーム源位置の各々に関する円錐ビー
ムデータを決めるための装置と、前記円錐ビームデータ
からラドン誘導データを計算するための装置と、３Ｄ逆
ラドン変換データを発生させるために前記誘導データを
処理するための装置と、そして前記逆ラドン変換データ
からイメージデータを再構成するための装置とを含むよ
うな、請求項第８項記載の装置。 - 【請求項１４】 前記イメージデータを用いて、３Ｄイ
メージを表示するためのディスプレイ装置をさらに含む
ような、請求項第１３項記載の装置。 - 【請求項１５】 前記走査装置が、対象物が静止してい
る間に円錐ビーム源と対象物との間に相対的な動きを実
現させるため、ビーム源および検出器に接続された２軸
部分マニュピュレータを含むような、請求項第８項記載
の装置。 - 【請求項１６】 前記走査装置が、ビーム源および検出
器が静止したままであるとき、円錐ビーム源と、対象物
との間に相対的な動きを実現するため、対象物に接続さ
れた２軸部分マニュピュレータを含むような、請求項第
８項記載の装置。 - 【請求項１７】 前記走査装置が、対象物に関してビー
ム源のスパイラルな相対的動きを実現するため、ビーム
源および検出器を回転させている間に、対象物を移すよ
うな、請求項第８項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/724,697 US5805659A (en) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Method and apparatus for spiral scan region of interest imaging |
| US08/724697 | 1996-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10146331A true JPH10146331A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=24911504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26614897A Pending JPH10146331A (ja) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | 対象物の関心ある領域の３次元コンピュータトモグラフ撮影のための走査及びデータ取得方法および装置 |
Country Status (3)
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| US (1) | US5805659A (ja) |
| JP (1) | JPH10146331A (ja) |
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-
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