(57)【要約】  ＣＴデータの生成及び／又は解釈に関してＸ線管スペクトルを利用するコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システムが提供される。開示されるシステム及び方法は、例えばエネルギー選択的な検出技法を使用することによって、コントラスト及び／又は画像品質を高めるために、ＣＴシステムに関連付けられるＸ線管スペクトルを使用する。Ｘ線スペクトルは、さまざまなやり方で、例えばＣＴシステムにスペクトルＸ線管モデルを取り入れることによって、モンテカルロシミュレーションの出力を使用することによって、及び／又はＣＴシステムについて測定された実験的スペクトルＸ線管データを処理することによって、決定されることができる。Ｘ線管スペクトルは、概して、ＣＴシステムに関連付けられるコンピュータシステムによって生成され、及び／又はコンピュータシステムに記憶され、エネルギー選択的な検出方法及び／又はスペクトルＣＴ画像の生成を支援するために使用されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＴユニットと、
前記ＣＴユニットに関連付けられる処理手段であって、前記ＣＴユニットに関連付けられるＸ線スペクトルデータを決定し及び／又は該データにアクセスするように構成され適応される処理手段と、
を有するＣＴシステム。
【請求項２】
前記処理ユニットは、少なくとも１つのスペクトルＸ線管モデルを使用して、前記Ｘ線スペクトルデータを決定するように構成され適応される、請求項１に記載のＣＴシステム。
【請求項３】
前記処理ユニットは、モンテカルロシミュレーションからの出力を使用して、前記Ｘ線スペクトルデータを決定するように構成され適応される、請求項１に記載のＣＴシステム。
【請求項４】
前記処理ユニットは、１又は複数のデータベースに記憶されたＸ線スペクトルデータにアクセスするように構成され適応される、請求項１に記載のＣＴシステム。
【請求項５】
前記１又は複数のデータベースに記憶された前記Ｘ線スペクトルデータは、実験的に、理論的に及び／又はシミュレーションによって、生成されたものである、請求項４に記載のＣＴシステム。
【請求項６】
前記処理手段が中央処理ユニットを有する、請求項１に記載のＣＴシステム。
【請求項７】
前記中央処理ユニットは、ネットワークを通じて、少なくとも１つの遠隔位置にあるコンピュータ／サーバと通信するように適応される、請求項６に記載のＣＴシステム。
【請求項８】
前記中央処理ユニットは更に、前記ＣＴユニットに１又は複数の制御機能を与えるように適応される、請求項６に記載のＣＴシステム。
【請求項９】
コンピュータトモグラフィ画像を生成する方法であって、
Ｘ線源及び検出器アレイを有するＣＴユニットを用意するステップと、
前記ＣＴユニットに関連付けられるＸ線スペクトルデータを決定するステップと、
前記ＣＴユニットの性能を高めるために、前記Ｘ線スペクトルデータを使用するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記Ｘ線スペクトルデータが、少なくとも１つのスペクトルＸ線管モデルを使用することによって決定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｘ線スペクトルデータが、モンテカルロシミュレーションからの出力を使用することによって決定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線スペクトルデータが、１又は複数のデータベースに記憶されたスペクトルデータにアクセスすることによって決定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記記憶されたスペクトルデータが、実験的に、理論的に及び／又はシミュレーションによって、決定されたものである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記記憶されたスペクトルデータを周期的に更新するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｘ線スペクトルデータは、エネルギー選択的な検出方法に関して使用される、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記Ｘ線スペクトルデータは、少なくとも１つのスペクトルＣＴ画像を生成するために使用される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＴデータの生成及び／又は解釈に関してエネルギー特性及びＸ線管スペクトルを利用するコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システムに関する。より具体的には、本発明は、コントラスト及び／又は画像品質を高めるために、ＣＴシステムに関連付けられるエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルを使用するシステム及び方法に関する。開示されるエネルギー特性及びＸ線スペクトルは、さまざまなやり方で、例えばＣＴシステムへのスペクトルＸ線管モデルの取り入れによって、モンテカルロシミュレーションの出力を使用することによって、及び／又はＣＴシステムについて測定された実験的スペクトルＸ線管データを処理することによって、決定されることができる。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システムは、内部の解剖学的構造の詳細な画像／ピクチャを生成するＸ線を使用する。概して、ＣＴシステムは、一連のＸ線パルスを身体に向ける。各々のＸ線パルスは、概して、１秒の何分の１かの間続き、投影を表す。再構成の後、投影の組は、研究されている器官又は領域の「スライス」と呼ばれる。スライス又はピクチャは、コンピュータに記録されとともに、更なる研究のために保存され又は写真として印刷されることができる。骨のような密度の高い組織は、一般的なＣＴ画像において白色に現れ、脳組織又は筋肉のような密度のより高くない組織は、概して中間調で現れる。例えば腸又は肺のような空気で満たされた空間は、黒色に現れる。ＣＴスキャンは、例えば肝臓、膵臓、腸、腎臓、副腎、肺、心臓、血管、腹腔、骨及び脊髄のような多様な解剖学的構造についての情報を得るために使用されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＣＴイメージングは、一般に、検査領域を横切るＸ線のファンビーム又はコーンビームを生成するＸ線源を用いる。検査領域に配置される被検体は、横切るＸ線の一部と対話し、それを吸収する。標準のＸ線源は、電子ビームを放出する単一の陰極を有し、電子ビームは、加速され、陽極上の単一焦点にフォーカスされる。陽極と衝突すると、入射電子エネルギーの小さい割合が、Ｘ線に変換される。入射エネルギーの大きい割合が、熱に変換され、陽極に蓄積される。入射熱による陽極損傷を防ぐために、陽極は、一般に、回転円板の形をとり、それによって、入射電子ビームと陽極表面との間の相対速度（「トラック速度」と称される）が規定される。概して、ＣＴシステムに関連付けられるトラック速度が高いほど、ＣＴシステムから得られうる出力密度が高くなる。トラック速度は、陽極ディスクの半径を増やすことによって、及び／又はその回転スピード／周波数を高めることによって、高められることができるが、達せられない場合の、出力密度を増やすことへのこのような方策の技術的な限界が接近している。
【０００４】
ＣＴデータ測定システム（ＤＭＳ）は、概して、送信されたＸ線の強度を検出し測定するために、Ｘ線源と対向して配置される２次元検出器アレイを有する。一般に、Ｘ線源及びＤＭＳは、回転ガントリの対向する側に取り付けられる。ガントリが回転されると、被検体の投影ビューの角度レンジが得られる。
【０００５】
ＤＭＳの２次元検出器アレイは、一般に、シンチレータへのＸ線の衝突に応じてシンチレーションイベントと呼ばれる光のバーストを生成するシンチレータ結晶又はシンチレータアレイを有する。フォトダイオード又は光電子増倍管のような光検出器の２次元アレイが、シンチレータを観察し、シンチレーションイベントに応じてアナログ電気信号を発生するために配置される。アナログ電気信号は、電気ケーブル接続を介して、アナログ信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換器に送られる。デジタル化された信号は、低減された数の伝送チャネルに多重化され、伝送チャネルは、多重化されたデジタル化された信号を通信する。
【０００６】
エネルギー選択的なＣＴ（スペクトルＣＴ）イメージング動作のためのさまざまな技法が知られている。例えば、このようなＣＴシステムは、通常使用される動作の積分モードを用いることができる。進歩した積分モードは、例えば、Ｘ線管切り替えを実施し、又は異なるエネルギー選択性を有する複数層を有する検出器を利用する。例えば計数及び積分モードの組み合わせ、エネルギー重み付け及びエネルギービニング（ウィンドウイング）技術のような、まだＣＴの最先端技術でない計数モードもまた知られている。しかしながら、通常のＣＴシステムの設計及び動作において、例えば（特にコンプトン及び光電効果に関する）Ｘ線光子断面データによるエネルギー特性、及び特に特定の（複数の）ＣＴユニットのＸ線管スペクトル、の潜在的に示すものが、考慮されていなかった。特に、患者が露呈される入射（フィルタリングされた）Ｘ線管スペクトルの有利な知識が考慮されていなかった。
【０００７】
Hanke他による米国特許出願公開第２００４／００６６９０８号明細書は、例えば高い吸収密度が、誤った及び／又は不完全な投影データを与えるとき、測定されたデータをシミュレートされたデータと置き換えるシステムを記載している。Hanke他による前記米国特許出願公開明細書は、例えばＣＡＤデータのような、コンピュータメモリからの研究中の装置のモデルにアクセスする。記憶された情報は、局所的な材料密度、対象ジオメトリ及び他の材料特性を示す。Hanke他による前記米国特許出願公開明細書に記載のシステムは、研究中の装置に関する記憶された情報及びＣＴシステム（別のコンピュータメモリに記憶される）に関するパラメータ、例えばＸ線放出器の送信される一次Ｘ線スペクトル及び検出器特性、を利用するシミュレータを用いて、シミュレートされたＣＴデータを生成する。シミュレートされたデータは、例えば測定位置及び送信方向のような研究中の装置についての測定パラメータを決定するとともに、例えば投影データが、測定されたデータから欠けている又は不正確であり／ノイズが非常に多い場合、測定されたデータを補うために使用される。医用アプリケーションの目的で、Hanke他による前記特許出願公開明細書は、（例えば金属インプラントによる）金属アーチファクトの低減のためのユーティリティを開示している。
【０００８】
Gordon, III他による米国特許第６，２２２，９０７号明細書は、Ｘ線技法軌道の生成によってＸ線システムにおける画像品質を最適化する方策を開示している。Gordon他による前記特許は、基本の軌道を規定するために固定のスペクトルフィルタ及び焦点スポットについて最適化されたＸ線技法を決定し、患者サイズに対してスペクトルフィルタ及び焦点スポットを最適化し、固定のスペクトルフィルタ及び焦点スポットについて決定される最適化された技法を、患者サイズに対して最適化されたスペクトルフィルタ及び焦点スポットと組み合わせて、機能的な軌道を生成することを含む。
【０００９】
今日までの努力にもかかわらず、ＣＴユニットのエネルギー特性が示すものに効果的に取り組むＣＴシステムのニーズが依然としてある。より具体的には、ＣＴユニットのＸ線管スペクトルが示すものに効果的に取り組むＣＴシステムのニーズが依然としてある。更に、例えば、ＣＴユニットに関連付けられるコントラスト及び画像品質のようなＣＴ性能を改善するために、ＣＴユニットのエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルにアクセスし及び／又はそれを使用するＣＴシステムのニーズが依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、例えばＣＴデータを生成し及び／又は解釈する際に、ＣＴ性能を高めるためにＣＴユニットのエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルを利用するコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システムが提供される。実際、本開示の例示的な実施例において、例えば有利なエネルギー選択的な検出技法を使用することによって、コントラスト及び／又は画像品質を高めるために、ＣＴシステムに関連付けられるエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルを使用するＣＴシステム及び方法が、開示される。例示のエネルギー選択的な検出技法は、Alvarez及びMacovskiによる「Energy-Selective Reconstructions in X-ray Computerized Tomography」（Phys. Med. Biol., 1976）(「Alvarez-Macovski方法」）に記載されている。Alvarez及びMacovskiによる前述の論文の内容全体は、参照によって本願明細書に盛り込まれるものとする。開示されるＣＴシステムは、さまざまなやり方で、例えば、ＣＴシステムにスペクトルＸ線管モデルを取り入れることによって、モンテカルロシミュレーションの出力を使用することによって、及び／又はＣＴシステムについて測定された実験的スペクトルＸ線管データを処理することによって、適用可能なエネルギー特性及び／又はＸ線スペクトルを決定するように構成されることができる。
【００１１】
本開示の例示的な実施例によれば、例えば患者のような構造体にＸ線ビームを向けるためのＸ線管と、Ｘ線管に対向して位置する検出器アレイと、を有するＣＴシステムが提供される。Ｘ線管及び検出器アレイは、概して、ガントリ内に位置する被検体に相対的に回転するように構成されるガントリ上に取り付けられる。制御機構及び関連する制御回路が、概して、例えばガントリの回転、画像取得等のＣＴシステムの動作を制御するために設けられる。アナログ電気信号が、検出器アレイによって生成され、アナログ信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換器に送られる。こうして、ガントリが回転されると、被検体の投影ビューの角度レンジが得られる。
【００１２】
開示されるＣＴシステムは、有利には、Ｘ線吸収プロセスのエネルギー依存性を決定するための手段を有する。このようなエネルギー依存性情報／データへのアクセス及びその使用を容易にすることによって、開示されるＣＴシステムは、例えばコントラスト及び／又は画像品質を改善するために、Alvarez-Macovski方法のようなエネルギー選択的な検出方法の使用を容易にする。開示されるＣＴシステムは、患者がＣＴシステムにおいて露呈される入射（フィルタリングされた）Ｘ線管スペクトルを定量化することによって、エネルギー選択的な検出器測定の効率的な使用の基本的な必要条件に取り組む。人体のＸ線吸収プロセスは、入射スペクトルをスペクトル的に変更し、それによって、所与の患者についてＸ線管スペクトルを定量化するためのあらゆる努力を非常に難しくすることに注意されたい。
【００１３】
開示されるＣＴシステムは、ＣＴユニットに関連付けられるＸ線管スペクトルを計算するために１又は複数のプログラムを走らせるように構成され、若しくは処理手段と通信するデータベースからのＸ線管スペクトルデータを記憶しアクセスするように構成され、又はそれらの組み合わせを具える処理手段と関連して動作することによって、Ｘ線管スペクトルの定量化を可能にし、それによってスペクトルＣＴイメージングを支援する。処理手段は、通常の設計の中央処理ユニット（ＣＰＵ）の形をとることができ、又はそのような中央処理ユニットを含むことができ、Ｘ線スペクトルデータの計算及び／又はそれに対するアクセスを担うＣＰＵは、ＣＴユニットと同じ場所に（例えば患者位置に）配置されることができ、又はイントラネット、エクストラネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク等のネットワークを通じてＣＴユニットと通信することができる。同様に、Ｘ線スペクトルデータを収容するための（複数の）データベースを含むデータ記憶装置又はコンピュータメモリは、ここに記述されるように、ＣＴシステムと同じ場所に、例えば患者位置に配置されることができ、又は遠隔に配置されてネットワークを通じて処理手段と通信することもできる。
【００１４】
本開示の例示的な実施例において、処理手段は、スペクトルＸ線管モデルの計算プログラムを支援し、走らせるように構成される。モデル計算プログラムは、当業者にとって明らかであるようにさまざまな形をとることができ、制動放射過程のモンテカルロシミュレーションからの出力／結果の使用を含むことができる。本開示の代替実施例において、処理手段は、１又は複数のスペクトルデータベースと通信するように構成される。データベースには、例えば実験的に、理論的に及び／又はシミュレーションによって得られたデータのような、さまざまな態様で導かれうるＸ線スペクトルデータが配置される。本開示の例示的な実施例によれば、（複数の）スペクトルデータベース内のＸ線スペクトルデータは、例えば予め決められた間隔で、周期的に更新される。周期的にスペクトルデータを更新することによって、開示されるＣＴシステムは、例えばＸ線管の時効効果のような、変更される条件を効果的に考慮することができる。
【００１５】
開示される処理手段は、Ｘ線スペクトルデータの計算及び／又はそれへのアクセスを支援することに加えて、更に、ＣＴユニットのためのコントローラとして、全体的に又は部分的に機能することができる。このように、処理手段は、Ｘ線管、ガントリ及びデータ取得システム（ＤＡＳ）の動作を制御するような制御機能を実施することができる。
【００１６】
開示されるＣＴシステムのスペクトル決定システム及び方法は、特にヒール効果が（ガントリの回転軸と平行な）軸方向において最も顕著であるマルチスライスＣＴスキャナに関して、Ｘ線管スペクトルの角度依存性（例えば「ヒール」効果）を有利に軽減する。更に、各ＣＴシステムについてＸ線スペクトルデータを決定し及び／又はそれにアクセスすることによって、本開示は、例えばAlvarez-Macovski方法のようなエネルギー選択的な前処理方法、及び一般のスペクトルＣＴイメージング、を支援する有利なＣＴシステムアーキテクチャを提供する。
【００１７】
開示されるＣＴシステム、ＣＴシステムアーキテクチャ及び処理方法の付加の特徴、機能及び利点は、以下の詳細な説明から明らかである。
【００１８】
当業者が開示されるＣＴシステムを製作し関連する方法を使用することを助けるために、添付の図面が参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
開示されるコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システムは、例えば、ＣＴデータを生成し及び／又は解釈する際、ＣＴ性能を高めるために、ＣＴユニットのエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルを利用する。開示されるＣＴシステム及び方法は、特に、コントラスト及び／又は画像品質を高めるために、ＣＴシステムに関連付けられるエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルを使用するように構成される。本開示の例示的な実施例によれば、エネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルは、例えばAlvarez-Macovski方法のようなエネルギー選択的な前処理技法及びスペクトルの情報に基づくＣＴ画像の生成を支援するために使用される。開示されるＣＴシステムは、さまざまなやり方で、例えばＣＴシステムへのスペクトルＸ線管モデルの取り入れによって、モンテカルロシミュレーションの出力を使用することによって、及び／又はＣＴシステムについて測定された実験的スペクトルＸ線管データを処理することによって、適用可能なエネルギー特性及び／又はＸ線スペクトルを決定するように構成されうる。
【００２０】
図１をはじめに参照して、例示的なＣＴシステム１０が概略的に示されている。ＣＴシステム１０は、検査領域１４内のＺ軸に沿って線形に／軸方向に移動可能な、寝台のようなイメージング被検体支持体１２を有する。Ｘ線管アセンブリ１６は、回転ガントリ上に取り付けられ、検査領域１４を通してＸ線を投射するように構成される。コリメータ１８は、２次元で放射線をコリメートする。Ｘ線検出器アレイ２０は、Ｘ線管アセンブリ１６から検査領域１４の向こう側の回転ガントリ上に配置される。本開示の代替実施例において、Ｘ線検出器アレイは、例えば回転ガントリ周囲に位置する静止ガントリ上に取り付けられる検出器リングのような、非回転の２次元検出器リングの形をとりうる。検出器アレイ２０は、概して、複数の略平行なスライスに対応する投影データが、スキャン中、同時に取得されることができるように、検出器素子の複数の平行な検出器行を有する。
【００２１】
Ｘ線源は、概して扇形ビームを投射し、ビームは、「イメージング面」と一般に呼ばれるデカルト座標系のＸＹ平面内にあるようにコリメートされる。Ｘ線ビームは、例えば患者のようなイメージングされている対象を通り抜ける。ビームは、対象によって減衰されたのち、放射線検出器のアレイに当たる。検出器アレイにおいて受け取られる減衰された放射ビームの強度は、対象によるＸ線ビームのエネルギー依存の減衰に依存する。アレイの各検出器素子は、検出器位置におけるビーム強度の測定である別の電気信号を生成する。すべての検出器からの強度測定は、伝送プロファイルを生成するために別個に取得される。特定のガントリ角度における検出器アレイからのＸ線減衰測定のグループ、すなわち投影データは、「ビュー」と呼ばれる。
【００２２】
図２を参照して、データ処理要素を示す図式的なフローチャートが、本開示の例示的な実施例に従って与えられている。データ処理要素は、例えば図１の例示的なＣＴシステム１０のようなＣＴシステムについてエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルを処理するように有利に構成され適応される。処理システム５０は、本開示による処理手段として機能する処理ユニット６０を有する。処理ユニット６０は、一般に、ここに記述される機能及び動作を実施し支援するに十分な処理能力を有する通常のコンピュータシステムである。例えば、処理ユニット６０は、パーソナルコンピュータ又はワークステーションの形をとりうるが、例えばミニコンピュータ又は分散処理システムのような一層大規模な処理システムもまた、本開示によって包含される。処理ユニット６０は、概して、関連するキーボード／モニタアセンブリ６２からの入力を受け取るように構成される。こうして、オペレータは、概して、アセンブリ６２から処理ユニットに命令を通信することが可能であり、アセンブリ６２に関連付けられるモニタ上で結果を受信し／観察する。処理ユニット６０及びアセンブリ６２は、異なる構成要素として図式的に描かれているが、処理ユニット６０は、当業者であれば直ちに分かるように、アセンブリ６２の組み込まれた一部を形成することもできる。
【００２３】
処理ユニット６０は、更に、記憶手段又はメモリ６４と通信するように構成される。ここで使用されるとき、記憶手段６４は、例えば、内部及び外部ディスク記憶装置、テープ記憶装置等の、データのデータベース記憶に利用可能な様々なタイプのコンピュータ記憶装置を広く含む。記憶手段６４は、処理ユニット６０及びアセンブリ６２とは異なる構成要素として図式的に描かれているが、記憶手段６４は、当業者には直ちに分かるように、処理ユニット６０又はアセンブリ６２のいずれかの一体化された見地であってもよいことが理解されるべきである。
【００２４】
図２を更に参照して、処理ユニット６０は、ネットワーク６６を通じて１又は複数のリモートコンピュータ／サーバ６８と通信するように構成されてもよい。ネットワーク６６は、イントラネット、エクストラネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク等の形をとりうる。本開示の例示的な実施例によれば、ネットワーク通信は、インターネットを通じた遠隔位置への情報の伝送を含むことができる。こうして、本開示のネットワークに基づく実現により、処理ユニット６０は、それに対して処理及び／又はメモリ能力を供給するコンピュータ／サーバ６８と通信するように構成されることができる。
【００２５】
図３にうつって、開示されるＣＴシステムのアーキテクチャ及び動作は、図３に与えられるフローチャートを参照して更に詳しく説明される。より具体的には、図３のフローチャートは、例えばAlvarez-Macovski方法のようなエネルギー選択的な前処理方法を支援するためのＸ線スペクトルデータの決定及び利用に関連付けられる例示的なステップを示している。こうして、図３に示すように、ＣＴシステムに関連付けられる処理ユニット又は処理手段は、Ｘ線スペクトルデータを計算し又はそれにアクセスするために起動される。処理ユニットの起動は、概して、システムとのオペレータの対話を通じて、例えば処理ユニットへの入力／命令の送信を通じて、起動される。
【００２６】
処理ユニットは、一旦起動されると、さまざまなやり方で、ＣＴシステムについてＸ線スペクトルデータを得ることができ及び／又はそれにアクセスすることができる。例えば、図３に図式的に示されるように、処理ユニットは、（ｉ）（複数の）スペクトルＸ線管モデル計算を実施し、（ｉｉ）制動放射過程のモンテカルロシミュレーションからの出力を利用し、及び／又は、（ｉｉｉ）１又は複数のデータベースからの実験的に決定されたＸ線スペクトルにアクセスする、ことができる。スペクトルＸ線管モデル計算に特に関連して、例えばTucker他の「Semi-empirical model for generating tungsten target x-ray spectra」（Med. Phys. 18(2), 211, 1991）及びDurandの「X-ray Generation Models,」（PMS Report (1991)）のような技術的な文献が、本開示によって用いられることができる例示的なＸ線モデルを開示していることに留意されたい。両文献の内容は、参照によってここに盛り込まれるものとする。
【００２７】
Ｘ線スペクトルデータが、実験的に、理論的に又はシミュレーションによって決定される本開示の実現において、開示されるＣＴシステムは、一般に、このようなデータを電子的に記憶するために確立された／構成された１又は複数のデータベースを有する。本開示の例示的な実施例によれば、（複数の）スペクトルデータベース内のＸ線スペクトルデータは、例えば予め決められた間隔で、周期的に更新される。周期的にスペクトルデータを更新することによって、開示されるＣＴシステムは、例えばＸ線管の時効効果のような、変更される条件を効果的に考慮することができる。
【００２８】
ＣＴシステムについてのＸ線スペクトルデータは、一旦得られると、例えばエネルギー選択的な前処理方法のような他の画像関連の処理を支援するために有利に用いられる。Ｘ線スペクトルデータの開示される決定及び使用は、有利には、スペクトルＣＴイメージングを支援し及び／又は容易にする。ここで決定され及び／又はアクセスされるＸ線スペクトルデータをエネルギー選択的な方法に関して使用すること、及びそれに基づいてスペクトルＣＴ画像を生成することは、当業者のスキルの範囲内である。
【００２９】
ＣＴユニットについてのＸ線スペクトルデータは、陽極角度、陽極材料、Ｘ線管電圧等の多くのファクタに基づいて変わりうる。こうして、多くの異なるスペクトルが存在する。開示されるシステム／システムアーキテクチャ及び関連する処理方法論は、有利に、所与のＣＴシステムについてこのようなスペクトルを決定し／それにアクセスし、画像生成の際にこのようなＸ線スペクトルデータを利用する。このようなエネルギー依存性情報／データへのアクセス及び使用を容易にすることによって、開示されるＣＴシステムは、コントラスト及び／又は画像品質を改善するために、例えばAlvarez-Macovski方法のようなエネルギー選択的な前処理方法の使用を容易にする。実際に、開示されるＣＴシステムは、ＣＴシステムに関連付けられるＸ線管スペクトルを定量化し、それによってスペクトルＣＴイメージングを支援する。
【００３０】
開示される処理手段は、Ｘ線スペクトルデータの計算及び／又はそれへのアクセスを支援することに加えて、ＣＴユニットのコントローラとして全体的に又は部分的に機能することができる。こうして、処理手段は、Ｘ線管、ガントリ及びデータ取得システム（ＤＡＳ）の動作を制御するような制御機能を実施することができる。
【００３１】
開示されるＣＴシステムのスペクトル決定システム及び方法は、有利には、特にヒール効果が（ガントリの回転軸と平行な）軸方向において最も顕著であるマルチスライスＣＴスキャナに関して、Ｘ線管スペクトルの角度依存性（例えば「ヒール」効果）を軽減する。更に、各ＣＴシステムについてＸ線スペクトルデータを決定し及び／又はそれにアクセスすることによって、本開示は、エネルギー選択的な検出方法及びスペクトルＣＴイメージングを支援する有利なＣＴシステムアーキテクチャを提供する。
【００３２】
開示されるＣＴシステムは更に、例えばガントリの回転、画像取得等のＣＴシステムの動作を制御するための制御機構及び関連する制御回路を有することができることに留意されたい。アナログ電気信号は、一般に、検出器アレイによって生成され、アナログ信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換器に送られる。こうして、ガントリが回転されると、被検体の投影ビューの角度レンジが得られる。開示されるＣＴシステムに関連付けられる制御機構は、概して、Ｘ線源にパワー及びタイミング信号を供給するＸ線コントローラと、ガントリ上の構成要素の回転スピード及び位置を制御するガントリモータ制御器と、を有する。制御機構におけるデータ取得システム（ＤＡＳ）は、検出器素子からのアナログデータをサンプリングし、以降の処理のために、データをデジタル信号に変換する。画像再構成器は、ＤＡＳからサンプリングされデジタル化されたＸ線データを受け取り、高速画像再構成を実施する。再構成された画像は、概して、コンピュータに入力として与えられ、コンピュータは、記憶装置に画像を記憶する。画像再構成器は、専用のハードウェア及び／又はコンピュータ上で実行するコンピュータプログラムの形をとりうる。
【００３３】
本開示の例示的な実施例によれば、制御システム及び関連するＤＡＳは、有利には、上述の処理ユニット及び関連するデータ処理システムと組み合わせられる。こうして、データ処理システムに関連付けられるコンピュータは、キーボードを有するコンソールを介して、オペレータからのコマンド及び走査パラメータを受け取るように構成されることもできる。関連するモニタは、オペレータが、コンピュータからの再構成された画像及び他のデータを観察することを可能にする。オペレータにより供給されたコマンド及びパラメータは、ＤＡＳ、Ｘ線コントローラ及び／又はガントリモータ制御器に制御信号及び情報を提供するために、コンピュータによって使用される。更に、コンピュータは、概して、テーブルモータ制御器を動作させ、テーブルモータ制御器は、ガントリ内に患者を位置づけるために、イメージング被検体支持体を制御する。
【００３４】
本開示は、ＣＴシステム、システムアーキテクチャ及び関連する方法の例示的な実施例に関して記述されたが、本開示は、ここに開示される例示的な実施例に限定されない。むしろ、開示されるシステム及び方法は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、多くの変更、変形及び／又は拡張を受けることができる。本開示は、本開示の範囲内のこのような変更、変形及び／又は拡張を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本開示による使用のための例示的なコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システムの概略図。
【図２】本開示の例示的な実施例によるデータ処理要素の図式的なフローチャート。
【図３】本開示によるＣＴシステムに関連付けられるエネルギー特性及び／又はＸ線管スペクトルの計算及び利用に関連付けられる処理ステップのフローチャート。
【図１】
2009515634.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009515634.tif 000005
【国際調査報告】
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2009515634.tif 000007
2009515634.tif 000008