(57)【要約】  コンピュータ断層撮影スキャナは、第１の検出器（２０）及び第２の検出器（２１）を含んでいる。第２の検出器（２１）は、第１の検出器（２０）と比較して、高い空間分解能及び小さい視野（２０４）を有する。検出器（２０、２１）によって生成された投影データは、検査対象の関心領域（３１４）を表す比較的高い解像度のボリュームデータ（３１８）を生成するように、結合されて再構成される。
2009529977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域内に配置された対象を表す第１の投影データを生成する第１の放射線感知検出器；
前記対象を表す第２の投影データを生成する第２の放射線感知検出器であり、前記対象の横断方向の寸法より小さい第２の横断視野を有し、それにより、該第２の投影データを用いて再構成されたボリュームデータはトランケーションアーチファクトを含むことになる、第２の放射線感知検出器；
前記トランケーションアーチファクトを抑制するように前記第２の投影データを補正する補正手段であり、この補正は前記第１の投影データの関数である、補正手段；及び
補正された第２の投影データを表すボリュームデータを生成する補正データ再構成手段；
を有する断層撮影装置。
【請求項２】
前記第１の検出器は第１の横断視野及び第１の分解能を有し、前記第２の検出器は第２の分解能を有し、前記第２の横断視野は前記第１の横断視野より小さく、且つ前記第２の分解能は前記第１の分解能より高い、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記対象は鼓動する心臓を含み、当該装置は前記第１の投影データ及び前記補正された第２の投影データから、心臓位相の関数として投影群を選択する手段を含み、且つ前記補正データ再構成手段は、選択された投影群を表すボリュームデータを生成する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の検出器はアーチ型のｘ線検出器を含み、且つ前記第２の検出器は平面パネル型のｘ線検出器を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の投影データを表す第１のボリュームデータを生成する第１の再構成部；
前記第１のボリュームデータからＲＯＩを除去するように前記第１のボリュームデータをフィルタリングするＲＯＩフィルタ；
フィルタリングされた第１のボリュームデータを通り抜ける複数の投影を計算する投影計算部；及び
前記投影データと計算された投影とを結合する投影結合部；
を含む請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記投影結合部は、計算された投影を前記第２の投影データのうちの空間的に対応する投影から減算する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ＲＯＩを特定する手段を含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記ＲＯＩはセグメント化技術を用いて特定される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の検出器はｘ線検出器であり、且つ当該装置は、前記検査領域を前記第１の検出器から横切るように配置された第１のｘ線源と、前記検査領域を前記第２の検出器から横切るように配置された第２のｘ線源とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
第１の放射線感知検出器によって生成された第１の投影データを受信する段階であり、該投影データは対象の内部を表し、該対象は或る横断方向の寸法を有する、受信する段階；
第２の放射線感知検出器によって生成された第２の投影データを受信する段階であり、該第２の投影データは前記対象の前記内部を表し、該第２の検出器は第２の横断視野を有し、且つ該第２の横断視野は前記対象の前記横断方向の寸法より小さく、それにより、該第２の投影データを用いて再構成されたボリュームデータはトランケーションアーチファクトを含むことになる、受信する段階；
前記トランケーションアーチファクトを抑制するように前記第２の投影データを補正する補正段階であり、この補正は前記第１の投影データの関数である、補正段階；
補正された第２の投影データを再構成する再構成段階；及び
再構成されたデータを表す人間読み取り可能画像を生成する生成段階；
を有する断層撮影方法。
【請求項１１】
第１のボリュームデータを生成するために前記第１の投影データを再構成する段階を含み、且つ前記補正は前記第１のボリュームデータの関数である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のボリュームデータを通り抜ける複数の第１の投影を計算する計算段階を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記計算段階は前記第１のボリュームデータを補間することを含み、且つこの補間は高次の補間である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のボリュームデータ内で関心領域を特定する特定段階を含み、且つ前記第１の投影は前記関心領域からの寄与分を含まない、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の投影データは複数の第２の投影を含み、当該方法は：
計算された投影を第２の投影から減算する減算段階；及び
複数の第２の投影の各々に対して、前記減算段階を繰り返す反復段階；
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の投影データは複数の投影を含み、且つ前記再構成段階は：
前記第１の投影データ及び前記補正された第２の投影データ内で、時間的に対応する投影群を選択すること；及び
選択された投影群を再構成すること；
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記対象は鼓動する心臓を含み、且つ前記選択することは、心臓位相の関数として前記投影群を選択することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の検出器は、前記第１の検出器の横断方向の分解能より高い横断方向の分解能を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の検出器は、検査領域の周りに円弧状に配置された複数の放射線感知検出素子を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
材料の基底関数間の識別を行うためにスペクトル情報を使用する使用段階を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
命令を格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体であって、該命令は、コンピュータによって実行されたときに、
検査対象の横断方向の寸法より小さい第１の横断視野を有する第１のｘ線検出器を用いて収集された、前記横断視野の内側に位置する前記対象の部分からの寄与分と、前記横断視野の外側に位置する前記対象の部分からの寄与分とを含む投影群を含む投影データ、の断層撮影再構成により生じる、トランケーションアーチファクトを抑制するための方法であり：
投影を、該投影への前記横断視野の外側に位置する前記対象の部分からの寄与分を抑制するように変更するために、前記対象の測定された放射線減衰を表す第１のボリュームデータを用いる使用段階；
複数の投影の各々に対して、前記使用段階を繰り返す反復段階；及び
前記対象の前記放射線減衰を表す第２のボリュームデータを生成するために、変更された投影群を再構成する再構成段階；
を有する方法、を前記コンピュータに実行させる、コンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２２】
前記方法は：
前記第１のボリュームデータを生成するために、前記対象の前記横断方向の寸法より大きい第２の横断視野を有する第２のｘ線検出器を用いて収集された投影データを再構成する段階；
を含む、請求項２１に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２３】
前記方法は、前記第１の横断視野の内側に位置する前記対象の関心領域を特定する特定段階を含み、且つ前記使用段階は、前記関心領域の外側に位置する前記対象の部分からの前記投影への寄与分を抑制することを含む、請求項２２に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２４】
前記特定段階は、前記第１のボリュームデータをセグメント化することを含む、請求項２３に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２５】
前記方法は：
前記第１のボリュームデータを通り抜ける投影を計算する計算段階；及び
前記投影データの投影を変更するために、計算された投影を用いる段階；
を含む、請求項２１に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２６】
前記第１のボリュームデータは第１の空間解像度を含み、前記第２のボリュームデータは第２の空間解像度を含み、且つ前記第２の空間解像度は前記第１の空間解像度より高い、請求項２１に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２７】
材料の基底関数間の識別を行うためにスペクトル情報を使用することを含む、請求項２１に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項２８】
第１のｘ線源；
前記第１のｘ線源により生成され且つ検査領域を横断したｘ線を受け取る第１のｘ線検出器であり、第１の横断視野及び横断方向の第１の分解能を有する第１のｘ線検出器；
第２のｘ線源；
前記第２のｘ線源により生成され且つ前記検査領域を横断したｘ線を表す複数の投影を生成する第２のｘ線検出器であり、第２の横断視野及び横断方向の第２の分解能を有し、前記第１の横断視野は該第２の横断視野より大きく、且つ横断方向の前記第１の分解能は横断方向の該第２の分解能より低い、第２のｘ線検出器；
前記第１のｘ線検出器に動作的に接続され、第１のボリュームデータを生成するように適応された第１の再構成部；
前記第１のボリュームデータからＲＯＩをフィルタリングするＲＯＩフィルタ；
フィルタリングされた第１のボリュームデータを通り抜ける投影群を計算する投影計算部；
計算された投影群を、前記第２のｘ線検出器からの空間的に対応する投影群から減算する投影データ減算部；及び
減算された投影データを表すボリュームデータを生成するデータ再構成部；
を有するコンピュータ断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線撮像に関し、特に、比較的限られた視野を有する検出器により生じるトランケーションアーチファクトの影響を低減する技術に関する。本発明は、特に、限定された関心領域（ＲＯＩ）の高解像度画像を生成することが望ましい状況において、ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）に適用される。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴスキャナは、対象の内部構造を表す情報を提供することに有用であることが分かっている。例えば、医用撮像において、ＣＴスキャナは患者の画像及び生理機能に関するその他の情報を提供するために広く使用されている。一般的に、ＣＴスキャンによって生成された情報は、三次元（ボリューム）データを生成するように再構成され、次いで、１つ以上の人間が読み取り可能な画像によって提示される。
【０００３】
最近の傾向として、マルチスライスＣＴの急速な採用と、一層高速な回転速度を有するシステムへの移行とが見られる。その結果、ＣＴスキャナは、一般的に時間分解能及び空間分解能の向上による恩恵を受ける心臓用途にますます進出してきている。
【０００４】
市販されているＣＴシステムは、伝統的に、概してアーチ型の放射線感知検出器を含んでいる。再構成されたボリュームデータ内のトランケーション（truncation）アーチファクトを回避するため、検出器は、撮像対象の横断（transaxial）寸法より大きい横断視野を有するべきである。これらの検出器は多様な用途で有用であることが分かっているが、一般的に、技術的、経済的に考慮すべき事項によって利用可能な空間分解能が制限されている。
【０００５】
平面パネル型検出器もまた検出器である。このような検出器は、一般的に、伝統的なＣＴ検出器より比較的高い分解能を有する。しかしながら、技術的、経済的な考慮事項によって、一般的に、検出器の物理的な大きさ、ひいては利用可能な視野が制限されている。その結果、平面パネル型検出器は、通常、比較的小さい対象の撮像に使用することに向いている。このような検出器は比較的大きい対象を撮像することにも使用され得るが、結果として生じるトランケーションアーチファクトが、空間分解能の向上により得られる利益を相殺してしまっていた。特に、このことは心臓撮像、及び比較的小さい視野にわたって比較的高い空間分解能を必要とするその他の用途に当てはまる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の態様は、これらの事項及びその他の事項を解決し得る断層撮影装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に従って、断層撮影装置は、検査領域内に配置された対象を表す第１の投影データを生成する第１の放射線感知検出器、及び対象を表す第２の投影データを生成する第２の放射線感知検出器を含む。第２の検出器は、第２の投影データを用いて再構成されたボリュームデータがトランケーションアーチファクトを含むように、対象の横断方向の寸法より小さい第２の横断視野を有する。当該装置はまた、トランケーションアーチファクトを抑制するように第２の投影データを補正する補正手段を含み、この補正は第１の投影データの関数である。当該装置はまた、補正された第２の投影データを表すボリュームデータを生成する補正データ再構成手段を含む。
【０００８】
本発明の他の一態様に従って、断層撮影方法は、第１の放射線感知検出器によって生成された第１の投影データを受信する段階、及び第２の放射線感知検出器によって生成された第２の投影データを受信する段階を含む。第１の投影データは対象の内部を表し、対象は或る横断方向の寸法を有する。第２の投影データは対象の内部を表し、第２の検出器は第２の横断視野を有し、第２の横断視野は対象の横断方向の寸法より小さく、それにより、第２の投影データを用いて再構成されたボリュームデータはトランケーションアーチファクトを含むことになる。当該方法はまた、トランケーションアーチファクトを抑制するように、第１の投影データの関数として、第２の投影データを補正する段階、補正された第２の投影データを再構成する段階、及び再構成されたデータを表す人間読み取り可能画像を生成する段階を含む。
【０００９】
本発明の他の一態様に従って、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、コンピュータによって実行されたときに、検査対象の横断方向の寸法より小さい第１の横断視野を有する第１のｘ線検出器を用いて収集された投影データの断層撮影再構成により生じるトランケーションアーチファクトを抑制するための方法をコンピュータに実行させる命令を格納している。投影データは、横断視野の内側に位置する対象の部分からの寄与分と、横断視野の外側に位置する対象の部分からの寄与分とを含む投影群を含む。この方法は、投影を、該投影への横断視野の外側に位置する対象の部分からの寄与分を抑制するように変更するために、対象の測定された放射線減衰を表す第１のボリュームデータを用いる使用段階、複数の投影の各々に対して、上記使用段階を繰り返す段階、及び対象の放射線減衰を表す第２のボリュームデータを生成するために、変更された投影群を再構成する段階を含む。
【００１０】
本発明の他の一態様に従って、コンピュータ断層撮影装置は、第１のｘ線源、第１のｘ線源により生成され且つ検査領域を横断したｘ線を受け取る第１のｘ線検出器、第２のｘ線源、及び第２のｘ線源により生成され且つ検査領域を横断したｘ線を表す複数の投影を生成する第２のｘ線検出器を含む。第１のｘ線検出器は第１の横断視野及び横断方向の第１の分解能を有する。第２のｘ線検出器は第２の横断視野及び横断方向の第２の分解能を有する。第１の横断視野は第２の横断視野より大きく、横断方向の第１の分解能は横断方向の第２の分解能より低い。当該装置はまた、第１のｘ線検出器に動作的に接続され且つ第１のボリュームデータを生成するように適応された第１の再構成部、第１のボリュームデータからＲＯＩをフィルタリングするＲＯＩフィルタ、フィルタリングされた第１のボリュームデータを通り抜ける投影群を計算する投影計算部、計算された投影群を、第２のｘ線検出器からの空間的に対応する投影群から減算する投影データ減算部、及び減算された投影データを表すボリュームデータを生成するデータ再構成部を含む。
【００１１】
当業者は、添付の図面及び以下の説明を読み、理解することによって、本発明の更なる態様を認識するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、添付の図面の図にて、限定ではなく例として示される。図面において、似通った参照符号は同様な要素を指し示す。
【００１３】
図１を参照するに、ＣＴスキャナ１０は、検査領域１４の周りを回転する回転式ガントリー１８を含んでいる。ガントリー１８は、例えばｘ線管などの第１の放射線源１２と、検査領域１４の反対側で、或る角度の円弧内にある第１のｘ線感知検出器２０とを支持している。ガントリー１８はまた、第２の放射線源１３と第２のｘ線感知検出器２１とを支持している。ｘ線源１２、１３によって生成されたｘ線は検査領域１４を横切り、検出器２０、２１によって検出される。そして、検出器２０及び２１は、それぞれ、検出された放射線を表す第１及び第２の投影データを生成する。
【００１４】
第１の検出器２０は、比較的低い横断方向の分解能と、比較的大きい横断視野とによって特徴付けられる。一実施形態において、この検出器は、複数の軸方向の行すなわちスライスと横断方向の列とで構成された、検出素子１００のアーチ型アレイを含む。一実施形態において、この検出器は６４スライス又はそれより多くのスライスを含む。各検出素子１００は、フォトダイオードと光学的に連通したシンチレータを含んでいる。フォトダイオードは、好ましくは、バックイルミネーテッド・フォトダイオード（ＢＩＰ）のアレイから製造されるが、その他のフォトダイオード又は光検出器技術も使用可能である。検出器２０が３６０°の円弧に及んでおり且つｘ線源１２の回転中に静止したままにされる、いわゆる第４世代スキャナ構成や、平面パネル型検出器が用いられてもよい。また、より多くの、あるいは、より少ないスライスを有する検出器も同様に用いられ得る。検出器２０の構成に応じて、第１のｘ線源１２は、概して円錐状、扇状、楔状、あるいはその他の所望形状の放射線ビームを生成する。
【００１５】
第２の検出器２１は、第１の検出器２０に対して、高い横断方向の分解能と、小さい横断視野とによって特徴付けられる。第２の検出器２１は、二次元のｎ×ｍ検出素子アレイとして構成された平面パネル型検出器として実装され得るが、その他の実装も可能である。例えば、第２の検出器は、第１の検出器２０より高い分解能を有し且つ所望の縦方向の広がりを有するものの、第１の検出器２０と同様にアーチ型の検出素子アレイにて実装されてもよい。第２のｘ線源１３は同様に、第２の検出器２１の構成に合致する放射線ビームを生成する。
【００１６】
検出器２０、２１により生成された投影データは、好ましくは回転式ガントリー１８上に配置されたデータ収集システム２２によって受信される。データ収集システム２２は、必要とされる信号調整、アナログ−デジタル変換、多重化、及びこれらに類する機能を提供する。単一のデータ収集システムとして図示されているが、第１及び第２の検出器２０、２１に対して別々のデータ収集システムが設けられてもよい。
【００１７】
検出器２０、２１からのデータは再構成手段２６によって再構成され、例えば患者の内部生体構造である検査対象の、放射線減衰を表すボリュームデータが生成される。更に詳細に後述されるように、再構成手段２６はデータ結合手段２７を含んでいる。データ結合手段２７は、低い分解能且つ大きい視野の第１の検出器２０と、高い分解能且つ小さい視野の第２の検出器２１とによって収集されたデータを用いて、対象の関心領域（ＲＯＩ）の比較的高画質の画像を生成する。
【００１８】
汎用コンピュータが操作者コンソール４４として機能する。コンソール４４は、例えばモニタ又はディスプレー等の人間が読み取り可能な出力装置と、例えばキーボード及びマウス等の入力装置とを有する。コンソールに常駐のソフトウェアにより、操作者は、所望のスキャンプロトコルを構築し、スキャンの開始及び終了を行い、ボリューム画像データを眺め且つその他の方法で操作し、スキャナとその他の方法でやり取りすることで、スキャナの動作を制御することが可能である。
【００１９】
例えば患者などの対象は検査領域内１４で対象支持台１６によって支持される。支持台１６は、好ましくは、検出器２０、２１の視野内での対象の関心領域の位置決めを容易にするよう、支持台１６を移動させる駆動手段を含んでいる。支持台はまた、螺旋軌道、円軌道、又はその他の所望スキャン軌道を実現するよう、ガントリー１８の回転に協調して移動される。
【００２０】
所望のスキャンプロトコルを実行するため、ｘ線源１２、１３のパラメータ、患者台１６の移動、及びデータ収集システム２２の動作を含む様々なスキャンパラメータが必要に応じて、コントローラ２８によって調整される。
【００２１】
続いて図２を参照するに、所与の回転式ガントリー１８の位置及び検査対象２００に関して、収集のための幾何学配置が一層と詳細に示されている。第１の検出器２０は、好ましくは対象２００の横断方向の最大寸法以上である横断視野２０２を有する。第２の検出器２１は、第１の検出器の横断視野より小さい横断視野２０４を有する。対象２００の大きさによっては、第２の検出器２１の視野の広がりは、対象２００の横断方向の広がりより小さくてもよい。当業者に認識されるように、第２の検出器によって生成されたデータのみを用いて再構成されるボリュームデータは、トランケーションアーチファクトを含むことになる。
【００２２】
第１の検出器２０によって収集される投影の一例が、直線Ｐ１−Ｓ１によって示されている。ただし、Ｐ１は第１の検出器２０に含まれる一例としての検出素子の位置を表しており、Ｓ１は第１のｘ線源１２の位置を表している。同様に、第２の検出器２１によって収集される投影の一例が、直線Ｐ２−Ｓ２によって示されている。ただし、Ｐ２は第２の検出器２１に含まれる一例としての検出素子の位置を表しており、Ｓ２は第２のｘ線源１３の位置を表している。検出器２０、２１の各々は複数の検出素子を含んでいるので、ガントリー１８の各位置において収集されるデータは複数の投影を含む。ガントリー１８の回転及び対象支持台１６の移動は、検出器２０、２１が対象２００の周りの円軌道、螺旋軌道、又はその他の所望軌道を辿り、複数の位置の各々で投影データを生成するように調整される。
【００２３】
図３はデータ結合手段２７の機能ブロック図であり、図示された実施形態においては、データ結合手段２７は、第１再構成部３０２、ＲＯＩフィルタ又は除去部３０４、順投影計算部３０６、投影データ結合部３０８、及び結合データ再構成部３１０を含んでいる。
【００２４】
第１再構成部３０２は、第１の検出器２０によって収集されたデータを再構成して、対象を表す第１のボリュームデータ３１２を生成する。この再構成は、典型的に、当業者に周知のフィルタ補正逆投影技術を用いて実行され得るが、反復再構成技術又はその他の好適な再構成技術も用いられ得る。第１のボリュームデータ３１２は、その後に第２の検出器２１の視野外の投影群の線積分を近似するために使用されることになるので、第１のボリュームデータ３１２は一般的な診断スキャンにて生成されるデータの品質より低い品質を有していてもよい。例えば、再構成パラメータは、ボリュームデータ３１２が比較的低い解像度を有するように定められてもよい。スキャンパラメータはまた、比較的低いドーズ量を生じ、故に比較的ノイズの多いボリュームデータ３１２を生成するように選択されてもよい。当然ながら、スキャン及び再構成のパラメータは、ボリュームデータ３１２が診断品質を有するように選択されてもよい。
【００２５】
ＲＯＩ除去部又はＲＯＩフィルタ３０４は、ボリュームデータ３１２からＲＯＩ３１４を除去して、フィルタリングされたボリュームデータ３１６を生成する。一実施形態において、ＲＯＩ３１４はユーザによって選択される。この実施形態においては、有利にはボリュームデータ３１２が操作者コンソール４４上に表示され、ユーザがマウス及び／又はキーボードを用いて所望のＲＯＩ３１４を選択する。他の一実施形態においては、ＲＯＩ３１４は、例えばセグメント化などの好適な画像処理技術を用いて自動的あるいは半自動的に決定される。この技術に特有の利点は、ＲＯＩ内に軟組織と骨との双方が存在するときに生じ得る強い吸収勾配を除外するようにＲＯＩが選択され得ることである。従って、一般的にこのような勾配の影響を受けやすいものである、比較的高速な近似的円錐ビーム再構成技術が使用しやすくなる。また、欠損データの影響も、特に、強い吸収勾配によって不所望の画像アーチファクトがもたらされ得るアクシャル再構成において、軽減される。更に他の一実施形態においては、ＲＯＩ３１４は第２の検出器２１の視野２０４と同一の広がりを有するように定められる。しかしながら、何れの場合においても、ＲＯＩ３１４は好ましくは第２の検出器２１の視野２０４に入るように位置付けられる。
【００２６】
関心領域３１４内にあるボクセルは、例えば空気の値（例えば、−１０００ＨＵ）に設定されることにより、ボリュームデータ３１２からフィルタリングすなわち除去される。データ内の不連続性を回避するため、ＲＯＩ３１４と残りのボリュームデータ３１６との間の接触面付近のボクセル群に、補間又は平滑化処理が行われてもよい。
【００２７】
順投影計算部３０６は、第２の検出器２１の軌道に対応する変更後のボリュームデータ３１６を通り抜ける投影群を計算する。より具体的には、第２の検出器２１により生成された投影群に対応する投影群に関して、変更後のボリュームデータ３１６を貫通する線積分群が計算される。この投影群は、変更後のデータ３１６の座標系に対応していないので、該投影群に隣接するボクセル群に基づく高次の補間技術を用いて計算されてもよい。
【００２８】
投影データ結合部３０８は、順投影計算部３０６によって生成されたデータを、第２の検出器２１により生成された投影データと結合する。より具体的には、第２の検出器２１によって生成された様々な投影が、順投影計算部３０６によって生成された空間的に対応する投影群から減算される。
【００２９】
図４は、例示的な１つの投影に関する減算処理を示している。図４Ａは、ボリュームデータ３１２を通る経路Ｓａ−Ｐａに沿った任意の投影を示している。この投影は関心領域３１４及び第２の検出器の視野２０４の内側及び外側の双方からの減衰寄与分を含んでいる。図４Ｂは、順投影計算部３０６による処理で関心領域３１４内のボクセル群からの寄与分がフィルタリングすなわち除去された上記の任意の投影Ｓａ−Ｐａを示している。図４Ｃは、上記の任意の投影Ｓａ−Ｐａに沿って第２の検出器２１により収集された投影Ｓ２−Ｐ２を示している。この投影は、投影Ｓ２−Ｐ２に沿った放射線減衰の線積分に対応し、関心領域３１４の内側及び外側の双方からの減衰寄与分を含んでいる。図４Ｄは、結合部３０８によって生成された投影データを示している。見て取れるように、関心領域の外側からの減衰寄与分が大幅に相殺されており、この投影データは主としてＲＯＩ３１４内、故に第２の検出器２１の視野２０４内の放射線減衰を表している。なお、第１のボリュームデータの解像度、測定された投影と計算された投影との間の空間的一致度は、この相殺の完全性の精度に影響を及ぼす。何れにしても、第２の検出器２１の投影データの再構成によって通常は生成されるトランケーションアーチファクトが有利に抑制され得る。
【００３０】
得られた結合投影データは結合データ再構成部３１０によって再構成される。この場合も、再構成は、当業者に周知のフィルタ補正逆投影技術を用いて実行され得るが、反復再構成技術又はその他の好適な再構成技術も用いられ得る。第２の検出器２１により生成された投影データは典型的に比較的高い解像度を有するので、再構成パラメータはそれに従って定められ得る。これに関連し、比較的小さい関心領域を使用することの結果としての比較的小さい投影行列は、反復再構成の再構成時間を削減することを可能にし、反復再構成法の魅力を向上させ得る。
【００３１】
一実施形態において、上述の様々な機能は、再構成手段２６に関連付けられたコンピュータプロセッサの１つ以上により実行される、ディスク、メモリ又はその他の記憶媒体に格納されたコンピュータ読み取り可能命令によって実現される。また、例えば第１データ再構成部及び結合データ再構成部によって提供される機能など、これらの機能の一部は、要求に応じて実行される共通機能又はルーチンを用いて実行されてもよい。
【００３２】
図５を参照するに、動作時、段階５０２にて、例えば図１に示されたようなスキャナ１０を用いて対象のＣＴスキャンを行うことにより、スキャンデータが取得される。
【００３３】
段階５０４にて、第１の検出器からの投影データが再構成され、第１のボリューム画像データ３１２が生成される。
【００３４】
段階５０６にて、ＲＯＩが特定される。
【００３５】
段階５０８にて、第１のボリューム画像データからＲＯＩデータが除去すなわちフィルタリングされ、変更された画像データ３１６が生成される。
【００３６】
段階５１０にて、第２の検出器２１の軌道に対応する順投影が計算される。
【００３７】
段階５１２にて、第２の検出器２１からの投影データが、計算された投影データと結合される。
【００３８】
段階５１４にて、得られた投影データ再構成され、ボリューム画像データ３１８が生成される。
【００３９】
段階５１６にて、ボリューム画像データを表す人間読取可能画像が生成され、例えば操作者コンソール４４に付随するモニタ上に表示される。技術的に周知のように、人間が読み取り可能な画像は、例えば１つ以上の画像スライス、立体表示画像、又はこれらに類するものなどを含め、様々な形態を取り得る。
【００４０】
これに関連し、段階５０８、５１０及び５１２はデータセット内の全ての投影に対して時系列で実行される必要はない。より具体的には、投影ごとに、順投影が特定され計算され、ＲＯＩが除去され、そして投影データが結合され、所望の投影の各々に対して、この処理が繰り返されてもよい。また、投影は以前に収集されたデータを用いて遡及的に実行されてもよい。
【００４１】
その他の変形も可能である。図１に例示されるように、第１及び第２の検出器２０、２１、並びにそれぞれのｘ線源１２、１３は、約９０°だけ角度的にずらされており、単一の検出器のみを有するスキャナと比較して更なるデータを生成する。第１及び第２の検出器２０、２１からのデータは、例えば、心臓などの周期運動する対象の撮像において、比較的高い時間分解能を有するボリュームデータを生成するように結合され得る。
【００４２】
段階６０２にて、心臓付近に領域がＲＯＩとして選択された結合投影データが、図３及び５に関連して説明されたように生成される。故に、認識されるように、第１の検出器２０により生成された投影データと結合投影データという２つの投影データセットが利用可能である。
【００４３】
段階６０４にて、それぞれのデータセットから、例えば所望の心臓位相で取得された投影群など、時間的に対応する投影群が選択される。
【００４４】
段階６０６にて、選択された投影群が再構成され、所望の心臓位相を表すボリュームデータが生成される。
【００４５】
段階６０８にて、必要に応じて更なる心臓位相に関して、このプロセスが繰り返される。
【００４６】
段階６１０にて、必要に応じて、所望の人間読み取り可能画像が生成・表示される。
【００４７】
検出器２０、２１が９０°ずらされている場合、時間分解能は、単一の検出器を有するスキャナを用いて得られる時間分解能に対して、約２倍に高められる。第２の検出器２１が第１の検出器２０の空間分解能より高い空間分解能を有する場合、再構成された画像もまた、第２の検出器が第１の検出器の空間分解能と同等の空間分解能を有するスキャナにて得られるであろう解像度より、高い解像度を有する。さらに、時間分解能の向上は、より狭いゲーティングウィンドウの使用を可能にし、再構成画像中のぼやけ（blurring）を抑制する。
【００４８】
第１及び第２の検出器２０、２１からの情報は、スペクトル的に符号化された投影群が生成される多重エネルギー撮像又はスペクトル撮像にも使用され得る。このような投影群は、典型的に、ｘ線源１２、１３の電圧をビューごとに変化させることによって生成され、あるいは、２つ以上のエネルギー範囲にて検出された放射線を表す出力を提供するスペクトル分解検出器又はエネルギー分解検出器の使用によって生成される。
【００４９】
特に、スペクトル情報は、複数の材料の基底関数間の識別を行うために使用され得る。一実施形態において、第１及び第２の検出器２０、２１の双方が、スペクトル的に符号化されたデータを生成する。他の一実施形態においては、検出器２０、２１の一方のみがスペクトル情報を生成する。何れの場合も、材料の基底関数は、最適あるいは所望のように分離され得る。
【００５０】
一例として、軟組織の領域がＲＯＩとして選択される。第１の検出器２０は、骨の基底関数と軟組織の基底関数との間の分離を提供するスペクトル符号化を伴って動作する。第２の検出器２１は、例えば造影剤の基底関数と軟組織の基底関数との分離など、別の対比に関して最適化されてもよい。基底関数は線積分のエネルギー依存性を含むので、第１の検出器２０からの測定値は、第２の検出器２１の測定値を処理するために使用されることができる。また、第２の検出器２１の測定値から骨を減算することは、特に、強い吸収勾配がＲＯＩ３１４付近に位置する場合に、さもなければ再構成において現れるであろうアーチファクトを抑制するために使用され得る。
【００５１】
更に他の一変形例として、ＲＯＩ３１４は対話的に選択されてもよい。図７を参照するに、段階７０２にて、偵察（scout；スカウト）スキャン又はその他の低分解能スキャンが取得される。段階７０４にて、例えば操作者コンソール４４に付随するモニタ上に、スカウトスキャンが表示される。段階７０６にて、操作者が所望のＲＯＩ３１４を特定する。コントローラ２８はこの情報を用いて、ＲＯＩが第２の検出器２１の視野内、そして理想的にはその中心、に位置するように対象支持台１６の位置を調整する。そして段階７１０にて、対象がスキャンされ、段階７１２にて、データが上述のように処理される。第２の検出器２１の視野は、典型的に、ガントリー１８の回転中心を中心とするので、この手順は、ＲＯＩが検査対象の中心からずれている状況や、ＲＯＩが第２の検出器２１の視野に対して大きい状況において特に有用である。
【００５２】
また、検出器２０、２１及びそれらそれぞれの放射線源は９０°以外の角度だけずれていてもよい。さらに、第２の検出器２１の中心を、部分的に第１の検出器２０と角度的に同一の広がりを有するように定めて、ｘ線源の一方を省略してもよい。この実施形態においては、第１及び第２の検出器２０、２１の双方からのデータが、第１のボリュームデータ３１２を生成するために使用される。そして、投影データの更なる処理が上述のように行われる。
【００５３】
当然ながら、以上の説明を読み、理解した者によって改良及び改変が想到されるであろう。本発明は、そのような改良及び改変が添付の請求項又はその均等物の範囲内に入る限りにおいて、そのような全ての改良及び改変を含むとして解釈されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ＣＴスキャナを示す図である。
【図２】ＣＴスキャナの収集幾何学配置を示す図である。
【図３】データ結合手段の機能ブロック図である。
【図４Ａ】投影データを示す図である。
【図４Ｂ】投影データを示す図である。
【図４Ｃ】投影データを示す図である。
【図４Ｄ】投影データを示す図である。
【図５】スキャンデータを使用して、人間が読み取り可能な画像を生成する技術を示す図である。
【図６】スキャンデータを使用して、時間分解能が向上された人間が読み取り可能な画像を生成する技術を示す図である。
【図７】対話的に関心領域を選択する技術を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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