(57)【要約】【課題】ＣＴ撮影の画質を、発生する画像ノイズまたは時間分解能に関して選択的に最適化することを可能にする。【解決手段】検査対象７の走査のために、それぞれ１つの焦点Ｆxから対向する検出器Ｄxへ向けて扇状に広がり且つ角度のずれた少なくとも２つのビームＳxが発生され、これらのビームがシステム軸線９の周りを回転しながら検査対象７を走査し、走査の少なくとも部分的な重ね合わせが行なわれ、検出器要素から出力される検出器出力データが、ビームの空間的方位データと共に測定されて投影データセットに変換され、完全なスライス画像の算出のために完全なスライス画像ごとに少なくとも２つの走査ビームＳxの測定データから重なり合う投影間隔１４の重複するデータが使用され、時間分解能および画質の変更のためにスライス画像の算出前に、個々のビームＳxの使用された投影データ１１，１２，１３の重なり範囲１６の大きさが決定される。【選択図】図５
2006068523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に少なくとも部分的に周期的に運動する検査範囲を有する検査対象（７）の走査のために、それぞれ１つの焦点（Ｆx）から複数の検出器要素を有する対向する１つの検出器（Ｄx）へ向けて扇状に広がり且つ角度のずれた少なくとも２つのビーム（Ｓx）が発生され、これらのビームがシステム軸線（９）の周りを回転しながら検査対象（７）を走査し、
場合によってはビーム（Ｓx）に対して相対的なシステム軸線方向への検査対象（７）の連続的な送りが行なわれ、
走査の少なくとも部分的な重ね合わせが行なわれ、
検査対象（７）を透過する際のビームの減弱を表わし検出器要素から出力される検出器出力データが、ビームの間接的または直接的な空間的方位データと共に測定されて投影データセット（１１，１２，１３）に変換され、
引続いて少なくとも２つの走査ビーム（Ｓx）の投影データセットによりスライス画像が算出され、完全なスライス画像ごとに、少なくとも２つの走査ビーム（Ｓx）の測定データから構成され少なくとも１８０°の投影間隔（１４）を有する走査の和から得られたデータが使用される
コンピュータ断層撮影装置（１）により検査対象の断層撮影によるスライス画像を作成する方法において、
完全なスライス画像の算出のために、完全なスライス画像ごとに、少なくとも２つのビーム（Ｓx）の測定データから、部分的に重なり合う投影間隔（１１，１２，１３）の重複するデータが使用され、
時間分解能および画質の変更のためにスライス画像の算出前に、個々のビーム（Ｓx）の使用された投影データ（１１，１２，１３）の重なり範囲（１６）の大きさが決定される
ことを特徴とする検査対象の断層撮影によるスライス画像の作成方法。
【請求項２】
少なくとも２つのビーム（Ｓx）による同じ検査範囲の多重測定によって生じる重複が補償されるように、投影データの重なり範囲（１６）において重複するデータが重み付け関数により重み付けされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
重み付け関数は重なり範囲全体においてｎ個のビームからなる測定値の各成分に１／ｎで一様に重み付けすることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
重み付け関数（８）は重なり範囲（１６）の大部分においてｎ個のビームからなる測定値の各成分に１／ｎで一様に重み付けし、重なりの境界範囲では回転方向においてすぐ次のビームの重み付けの連続的な上昇が行なわれ、重み付けの和が１であることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
再構成前に、少なくとも１８０°の投影間隔（１４）を有する重み付けされた投影データセットが作成され、この投影データセットから完全なスライス画像が再構成されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
再構成時に、１８０°よりも少ない投影間隔（１４．ｘ）を有する個々のビーム（Ｓx）のデータセットから不完全な部分画像が作成され、そのデータセットが完全なスライス画像の作成のために重なりの大きさに応じて重み付けされることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項７】
２つの互いに角度のずれた、好ましくは互いに直交配置されたビーム（Ｓx）が使用されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
３つの互いに角度のずれた、好ましくは６０°または１２０°ずれたビーム（Ｓx）が使用されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項９】
再構成はボクセルごとに行なわれることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
種々の重なり大きさの設定入力が操作者によって直接にＣＴ画像の算出前に行なわれることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つのビーム（Ｓx）による１つの走査中に測定された同一の検出器出力データを用いて、異なる強さで重なる投影間隔の使用によって異なる複数のスライス画像列が作成されることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
特に周期的に運動する検査対象（７）を走査するために共通なシステム軸線（９）の周りを回転しそれぞれ１つの焦点から扇状に出射する少なくとも２つのビーム（Ｓx）を発生する手段（２，４）と、
場合によってはシステム軸線（９）に沿って検査対象（７）を移動させる手段（８）と、
少なくとも２つのビーム（Ｓx）によって発生された検出器出力データからスライス画像列を再構成する手段（１０，Ｐｒｇx）とを備え、
定められた時間分解能および画質で検査対象（７）のスライス画像列を作成するためのコンピュータ断層撮影装置（１）、特に心臓ＣＴにおいて、
スライス画像の算出のために少なくとも２つのビームからの使用された検出器出力データの所望の重なりを設定するための入力装置（１０．１）が設けられている
ことを特徴とするコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１３】
入力装置（１０．１）はポテンショメータであることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１４】
入力装置は人間−装置インターフェース（例えばキーボード、マウス、ジョイスティック）を有する画面−プログラムセットであり、それによって所望の重なり度合いが設定されることを特徴とする請求項１２記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１５】
２つの、好ましくは９０°ずれたビーム（Ｓx）が用いられることを特徴とする請求項１２乃至１４の１つに記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項１６】
３つの、好ましくは６０°または１２０°ずれたビーム（Ｓx）が用いられることを特徴とする請求項１２乃至１４の１つに記載の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、特に少なくとも部分的に周期的に運動する検査範囲を有する検査対象の走査のために、それぞれ１つの焦点から複数の検出器要素を有する対向する１つの検出器へ向けて扇状に広がり且つ角度のずれた少なくとも２つのビームが発生され、これらのビームがシステム軸線の周りを回転しながら検査対象を走査し、場合によってはビームに対して相対的なシステム軸線方向への検査対象の連続的な送りが行なわれ、走査の少なくとも部分的な重ね合わせ（オーバーラップ）が行なわれ、検査対象を透過する際のビームの減弱を表わし検出器要素から出力される検出器出力データが、ビームの間接的または直接的な空間的方位データと共に測定されて投影データセットに変換され、引続いて少なくとも２つの走査ビームの投影データセットによりスライス画像が算出され、完全なスライス画像ごとに、少なくとも２つの走査ビームの測定データから構成され少なくとも１８０°の投影間隔を有する走査の和から得られたデータが使用される、コンピュータ断層撮影装置により検査対象の断層撮影によるスライス画像を作成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
角度のずれた複数のビームによりスライス画像を作成するためのこのようなコンピュータ断層撮影方法およびコンピュータ断層撮影装置は公知である。これに関しては特に特許文献１および特許文献２を参照されたい。これらの特許文献の開示内容は内容全体について本願明細書に受け継がれる。上記両特許文献は、互いに角度をずらされて一緒に回転する少なくとも２つのビームによって作成される検出器データにより断層撮影によるスライス画像を再構成する方法を開示している。特許文献１においては、２つのビームによって得られた検出器データから完全な１８０°投影セグメントが形成され、この１８０°投影セグメントが被走査対象の特定の周期位相に割り付けられ、引続いてスライス画像列に再構成される。特許文献２においては、本発明者が、まず部分画像を小さいサブセグメントから形成することを提案しており、サブセグメントは、時間正しくセグメント画像スタックに統合され、引続いて角度相補的にスライスごとに加算されて全体として１８０°セグメントから形成された断層撮影スライス画像となる。
【０００３】
両方法は、少なくとも２つのビームによる走査によって得られた検出器データから画像の算出のために全体として少なくとも１８０°の走査間隔から得られたデータが全部使用され、しかも最適な時間分解能を得るためにその都度角度正しく検出器のデータが合成され使用される点で共通している。最大の時間分解能を達成するためには、９０°ずれた２つのビームを有するコンピュータ断層撮影装置において、各ビームから、９０°の角度に亘って走査されたデータが使用される。
【０００４】
この種の走査およびこれに続く画像作成によって、例えば、患者の正常に速く拍動する心臓において、例えば冠動脈に関する診断上重要な画像情報を得るに十分な時間分解能を有する心臓画像列を作成することができる。しかしながらこの場合には、最善の時間分解能において、不利な状況のもとで診断を下すには画像に有効な線量が十分でないことがあるという点で問題である。
【特許文献１】独国特許出願第１０３５４９００．５号明細書（米国特許出願公開第２００５−０１１１６２３号明細書）
【特許文献２】独国特許出願公開第１０３５４２１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ＣＴ撮影の画質を、発生する画像ノイズまたは時間分解能に関して選択的に最適化することを可能にする方法またはこの方法を実施するためのコンピュータ断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は独立請求項によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明者は、特定の前提のもとでは、すなわち十分に低い運動周波数または被検体速度のもとでは、最適な時間分解能の費用で再構成すべき画像を部分的に重複して存在する検出器データによって作成し、それによって画像当たりの使用線量を高め、それにより画質を改善することが、撮影対象の評価にとって有利であることを認識した。従って、本発明によれば、コンピュータ断層撮影装置の使用者に対して、使用者がスライス画像列の再構成時にどの程度まで部分的に重なり合うデータセットを使用するかを指定することができる調整可能性が用立てられる。この場合に逆にスライス画像の時間分解能の低下を余儀なくされる。
【０００８】
この基本思想に従って、本発明者は、特に少なくとも部分的に周期的に運動する検査範囲を有する検査対象の走査のために、それぞれ１つの焦点から複数の検出器要素を有する対向する１つの検出器へ向けて扇状に広がり且つ角度のずれた少なくとも２つのビームが発生され、これらのビームはシステム軸線の周りを回転しながら検査対象を走査し、場合によってはビームに対して相対的なシステム軸線方向への検査対象の連続的な送りが行なわれ、走査の少なくとも部分的な重ね合わせ（オーバーラップ）が行なわれ、検査対象を透過する際のビームの減弱を表わし検出器要素から出力される検出器出力データが、ビームの間接的または直接的な空間的方位データと共に測定されて投影データセットに変換され、引続いて少なくとも２つの走査ビームの投影データセットによりスライス画像が算出され、完全なスライス画像ごとに、少なくとも２つの走査ビームの測定データから構成され少なくとも１８０°の投影間隔を有する走査の和から得られたデータが使用される、コンピュータ断層撮影装置により検査対象の断層撮影によるスライス画像を作成する公知の方法を改善することを提案する。この方法の改善は、完全なスライス画像の算出のために、完全なスライス画像ごとに、少なくとも２つのビームの測定データから、部分的に重なり合う（オーバーラップする）投影間隔の重複するデータ（重複データ）が使用され、時間分解能および画質の変更のためにスライス画像の算出前に個々のビームの使用された投影データの重なり範囲の大きさが決定されることにある。
【０００９】
角度のずれた少なくとも２つのビームを有するコンピュータ断層撮影装置の使用者に対して、コンピュータ断層撮影画像の算出時にその算出前に、重複して使用されるデータの例えばパーセンテージがどのくらいの大きさであるべきかを指定することできる可能性がもたらされる。従って、再構成されたスライス画像当たりの使用線量が高まり、それによって、画像作成に利用された線量と画質との間の既知の関係に応じて、検査対象の改善された表示を達成することができる。もちろん、この場合に、逆に特に運動不鮮明によりこの改善された画質の効用が水泡に帰せしめられないことが前提である。これに関する評価は方法の利用者に任され、例えば心臓走査において心臓の特定範囲が高められた時間分解能で撮影されるのに対して、場合によってはあまり激しくは動かず且つ必ずしも高い分解能を必要としない他の範囲は画像形成時に高められたビーム線量を利用する再構成方法によって表示されるようにすることができる。
【００１０】
重複する検出器データを使用する際の画像アーチファクトを避けるために、少なくとも２つのビームによる同じ検査範囲の多重測定によって生じる重複が補償されるように、投影データの重なり範囲において重複するデータが重み付け関数により重み付けされることが付加的に提案される。
【００１１】
例えば、重み付け関数は重なり範囲全体においてｎ個のビームからなる測定値の各成分に１／ｎの大きさで一様に重み付けすることができる。しかしながら、この方法では重なり範囲と重なりのない範囲との間の移行範囲にアーチファクトが発生することが予想される。
【００１２】
このアーチファクトを避けるために、本発明者は、重み付け関数が重なり範囲の大部分においてのみｎ個のビームからなる測定値の各成分に１／ｎで一様に重み付けし、重なりの境界範囲では回転方向においてすぐ次のビームの重み付けの連続的な上昇が行なわれるようにすることを提案する。もちろん重み付けの和は全体的に正規化され、つまり１に保たれている。
【００１３】
上述の方法において、一方では、再構成前に少なくとも１８０°の投影間隔を有する重み付けされた投影データセットが形成され、この投影データセットから完全なスライス画像が再構成される。これは基本的には先に挙げた特許文献１に記載されているような方法に対応する。他方では、本発明による方法の適用によって、再構成時に、１８０°よりも少ない投影間隔を有する個々のビームのデータセットから不完全な部分画像が形成され、そのデータセットが完全なスライス画像の作成のために重なりの大きさに応じて重み付けされることも可能である。この方法は、先に挙げた特許文献２に開示された再構成方法に対応する。
【００１４】
使用されたビームに関しては、厳密に２つの互いに角度のずれた、好ましくは互いに直交配置されたビームが使用されるとよい。このようなビームは同じ大きさのファン角を持っていてもよいし、異なるファン角を持っていてもよい。
【００１５】
代替として、厳密に３つの互いに角度のずれた、好ましくは６０°または１２０°ずれたビームを使用することもできる。これらのビームも同じに形成されていてもよいし、あるいは異なるファン角を備えていてもよい。
【００１６】
上述の方法は、２Ｄ再構成法に関しても、再構成がボクセルごとに行なわれる３Ｄ再構成法に関しても使用可能である。
【００１７】
更に、本発明者は本発明による方法が、種々の重なり大きさの設定入力が個々に操作者によって直接にＣＴ画像の算出前に行なわれ、好ましくは、少なくとも２つのビームによる１つの走査中に測定された同一の検出器出力データを用いて何度も算出が行なわれるとよく、また異なる強さで重なる投影間隔の使用によって異なる複数のスライス画像列が作成されるように構成されていることを提案する。
【００１８】
この方法によって、操作者は、算出された画像列の観察時に、その都度より多く使用された線量による改善された画質を得るために、より高いまたはより低い時間分解能を受入れるか否かを決定することができる。
【００１９】
先に述べた本発明の基本思想に従って、本発明者は、特に周期的に運動する検査対象を走査するために共通なシステム軸線の周りを回転しそれぞれ１つの焦点から扇状に出射する少なくとも２つのビームを発生する手段と、場合によってはシステム軸線に沿って検査対象を移動させる手段と、少なくとも２つのビームによって発生された検出器出力データからスライス画像列を再構成する手段とを少なくとも備え、定められた時間分解能および画質で検査対象のスライス画像列を作成するためのコンピュータ断層撮影装置、特に心臓ＣＴにおいて、さらに改善のために、スライス画像の算出のために少なくとも２つのビームの使用された検出器出力データの所望の重なりを設定するための入力装置が設けられているコンピュータ断層撮影装置も提案する。
【００２０】
この種の入力装置は例えばポテンショメータであり、これは場合によっては回転式ポテンショメータの形でもよいし、又は直線スライド式ポテンショメータの形であってもよく、あるいは、操作者によって所望の重なり度合いが設定できるように、キーボード、マウス、ジョイスティック等の如きいわゆる人間−装置インターフェースを有する画面−プログラムセットとして組み合わされた入力装置であってもよい。
【００２１】
既に述べた方法に従って、このようなコンピュータ断層撮影装置は、厳密に２つの、好ましくは９０°ずれたビーム、または厳密に３つの、好ましくは６０°または１２０°ずれたビームを有するとよい。この種のビームは１つのガントリに配置された１つのＸ線管によって発生されてもよいし、あるいは事前に加速された電子線を相応の偏向によって回転陽極または患者の周りに円状に配置された陽極へ入射させ、それよって相応に成形された複数のビームを得ることもできる。検出器に関しては、焦点に対向しＣＴのシステム軸線の周りを回転する同じ大きさの検出器もまた異なる大きさの検出器も使用することができる。しかしながら、本発明の枠内において、多数の検出器要素を有する固定の中空円筒状の検出器を使用することもでき、この場合にはビームだけが場合によってはＸ線管と共に患者の周りを回転する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下において本発明を図面を参照して更に詳細に説明する。
図１は心臓ＣＴの概略的な３Ｄ表示、
図２は２つの焦点および異なる大きさの２つの検出器を有するガントリの断面、
図３は角度のずれた３つのビームを有するＣＴの概略例、
図４は角度のずれた２つのビームおよび３６０°走査の検出器を有するＣＴの概略例、
図５は角度のずれた２つのビームから得られ画像再構成に使用される部分的に重なるデータ、
図６は図５の再構成間隔に関する重み付け関数の第１の経過例、
図７は図５の再構成間隔に関する重み付け関数の第２の経過例、
図８は角度のずれた３つのビームから得られ画像再構成に使用される部分的に重なるデータ、
図９は図８の再構成間隔に関する重み付け関数の第１の経過例、
図１０は図８の再構成間隔に関する重み付け関数の第２の経過例、
図１１は不完全な部分画像のセグメント化された再構成の際に同一の重なり境界およびセグメント境界を有する部分的に重なる３つの検出器データから得られたデータの使用例、
図１２は不完全な部分画像のセグメント化された再構成の際に等しくない重なり境界およびセグメント境界を有する部分的に重なる３つの検出器データから得られたデータの使用例、を示す。
【００２３】
図面においては次の符号および変数が用いられている。１：ＣＴ装置、２：第１Ｘ線管、３：第１検出器、４：第２Ｘ線管、５：第２検出器、６：ハウジング、７：患者、８：寝台、９：システム軸線、１０：コンピュータユニット、１０．１：ポテンショメータ、１１：円弧／第１検出器の投影データ、１１．１：第１検出器の重み付け関数、１２：円弧／第２検出器の投影データ、１２．１：第２検出器の重み付け関数、１３：円弧／第３検出器の投影データ、１３．１：第３検出器の重み付け関数、１４：再構成間隔、１４．１〜１４．５：投影セグメント、１５：重み付け関数の和、１６：重なり範囲、１７：投影セグメントの境界、１８：重なり境界、Ｄx：検出器、Ｆx：焦点、Ｌx：検出器長さ、Ｐｒｇ1〜Ｐｒｇn：プログラムモジュール、Ｓx：ファンビーム、βx：ファン角、γ：重み付け関数。
【００２４】
図１には本発明による心臓ＣＴ１が３次元の概略図で示されている。ＣＴはハウジング６からなり、ハウジング６内には明確には示されていない回転枠（ガントリ）があり、この回転枠により２つのＸ線管２，４がそれぞれ対向する多行検出器５，３を含めて患者の回りを回転移動する。患者はシステム軸線９に沿って移動可能な患者用寝台８上にいる。Ｘ線管−検出器セットの回転と患者の直線移動との組合せによって、公知のようにして、患者７のスパイラル状の走査が生じる。長手方向に移動可能な寝台８の制御を含めたガントリおよびガントリ上にあるＸ線管の制御は、コンピュータユニット１０によって、予め与えられたプログラムＰｒｇ1〜Ｐｒｇnの実行により行なわれる。走査中に検出器から検出器出力データが供給され、検出器出力データはコンピュータユニット１０に伝送され、これと同時にコンピュータユニット１０は患者から心電図（ＥＣＧ）情報も得るので、公知のようにして心臓ＣＴ画像列が再構成される。コンピュータユニット１０には典型的にはポテンショメータまたはスライド式調整器１０．１が存在し、これにより、使用された投影間隔の本発明による部分的重なりを調整することができる。
【００２５】
図２、図３および図４は本発明による方法を実施するのに適した焦点−検出器セットの種々異なる変形を改めて概略的に示す。
【００２６】
図２には２つの異なる多行検出器が横断面図で示されている。検出器Ｄ1は、長さＬ2を有する検出器Ｄ2よりも遥かに小さい長さＬ1を有する。従って、それぞれ焦点Ｆ1および検出器Ｄ1もしくは焦点Ｆ2および検出器Ｄ2によって提供されるファンビームＳ1，Ｓ2は異なる大きさのファン角β1，β2で形成される。この場合にビームは破線で示された中心線に関して互いに直交する。
【００２７】
図３は、ガントリ上に配置されているそれぞれ１つの検出器Ｄ1〜Ｄ3が対向している３つの焦点Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3を有する３つの焦点−検出器セットの他の変形を示し、ビームＳ1〜Ｓ3はここには示されていない中心線に関して１２０°角度をずらして配置されている。
【００２８】
最後に図４はなおも付加的な可能性のある焦点−検出器セットを示す。ここにはリング状に配置された検出器Ｄが示され、これは図示された両焦点Ｆ1，Ｆ2と違って回転しない。焦点Ｆ1，Ｆ2を形成する線源だけが走査時に中心に配置されている検査対象の周りを回転し、それぞれ１つのビームＳ1，Ｓ2を形成する。ファンビームは図２と同様に互いに９０°角度がずれており、中空円筒状に配置されている検出器Ｄ上に検出器信号を発生させる。この検出器信号により、ビームによって透過された検査対象がビームの吸収値に関して走査される。
【００２９】
可能な構成形態を選択できることのみを示している全ての図示された焦点−検出器の変形において、少なくとも２つのビームが示され、これらのビームはシステム軸線の周りを回転しながら検査対象を走査し、相応の検出器出力データを供給する。本発明によれば、例えば図５に示されているように、操作者によって決定されるべき重なり量を持つこれらの出力データはＣＴスライス画像の作成に使用される。
【００３０】
図５は全部で２つの角度のずれたビームによる全体で１８０°の全角度に亘る検査対象の走査を概略的に示す。誤解のないように、示されている図は両ビームの実際に走査された投影角を示そうとするものではなく、むしろ図５ではそれぞれの検出器に由来し後の画像再構成に使用されたデータの重なり領域の大きさが示されているにすぎないことを指摘しておく。検出器Ｄ1のデータは円弧１１に相当し、検出器Ｄ2のデータは円弧１２に相当する。重なり領域は円弧１６によって示されている。両データを一緒にして相応の重み付けすることによって、最終的に円弧１４によって示されるべき１８０°の投影間隔が形成される。
【００３１】
図６は１８０°の投影角に亘る両検出器のデータの重み付け関数γを示す。重み付け関数１１．１は円弧１１に相当する第１検出器Ｄ1のデータに割り付けられ、重み付け関数１２．１は円弧１２に相当する第２検出器Ｄ2のデータに割り付けられる。
【００３２】
全体として重み付け関数の和は線１５で示されているように１８０°の投影角範囲全体に亘って常に１である。従って、１つの検出器のデータのみによってカバーされている角度範囲内には１の重み付け関数が生じ、重なり範囲内には両検出器のそれぞれのデータのために０．５の重み付け関数が生じる。
【００３３】
しかしながら、誤解のないように、強制的に常に両検出器の等しい重み付けが必要であるわけではないことを指摘しておく。例えば検出器に関する重み付けの等しくない配分によって検出器の異なる性能良さを考慮することができる。
【００３４】
図７は重み付け関数の他の経過例を示し、この重み付け関数は図６に類似しているが、重なっていない範囲と重なっている範囲との間の移行が滑らかであるので、図６に示されているような急峻な移行によるアーチファクトを回避することができる。
【００３５】
図８は、図５と類似して、改めて１８０°に亘る再構成間隔１４を示す。但し、ここでは全部で３つの検出器のデータが再構成間隔の形成に使用され、ここでも重なり範囲１６が生じ、この重なり範囲１６では２つの検出器のそれぞれ重複したデータが再構成間隔１４の形成のために使用される。この種のデータセットは例えば図３に示されているような焦点−検出器セットに由来する。
【００３６】
図９および図１０はここで使用可能な重み付け関数γの経過についての例を示す。両図９，１０において、第１検出器の投影データ１１のための重み付け関数１１．１は、０〜４５°の範囲では値１で経過し、４５〜９０°の範囲では０．５に低下し、９０〜１８０°の範囲では存在しない。第２検出器の投影データ１２の重み付け関数１２．１は、０〜４５°の範囲では値０であり、その後に値０．５に上昇して１３５°の角度まで続き、引続いて再び０に落ちる。第３検出器のデータの重み付け関数１３．１は、９０°において値０．５で開始し、１３５°の後値１に上昇して１８０°までこの値にとどまる。図９には異なる重み付け値間の跳躍的移行が示されている。
【００３７】
全ての重み付け関数の和は線１５で示され、投影間隔全体に亘って１の大きさである。
【００３８】
図１０における重み付け関数の経過は基本的には同じであるが、しかしここでも、画像アーチファクトを避けるために、個々の範囲間のソフトな移行が示されている。この場合に注目すべきことは、他の重み付け関数の滑らかな移行を可能にするために、９０°の範囲において第２検出器の重み付け関数１２．１が短期的に値１まで上昇することである。
【００３９】
この場合にも、重なり範囲における重み付け関数は、重なり合う両検出器のために必ずしも同じ値を有しなければならないわけではないことを指摘しておく。この場合にも性能の良い検出器に性能の悪い検出器よりも高い重み付けを持たせることが可能である。
【００４０】
更に、それぞれ２つの検出器のみが重なるような重なりが示されている図示の変形は例にすぎないことを指摘しておく。３つの検出器の値が重なるような再構成間隔を見いだすことも容易に可能であり、この場合には定められた投影範囲について全部で３つの検出器から得られたデータの重複が相応の重み付け関数の使用によって考慮される。
【００４１】
図５乃至図１０に示された投影間隔の作成例は、再構成に全体として１８０°の投影間隔が使用されるような再構成方法のために使用することができる。しかしながら、まず１８０°よりも少ない不完全な再構成間隔により部分画像の再構成を行ない、引続いて、再構成された部分画像から全体画像を合成する画像算出方法が用いられる場合、図示の方法はこれらの部分セグメントに転用される。この種の２つの例が図１１および図１２に示されている。
【００４２】
図１１は方法の簡単な変形を示す。この場合には３つの焦点−検出器セットおよび相応の３つのビームを有するシステムから得られたデータが処理され、第１、第２および第３のビームから得られた検出器データがここでも１１，１２，１３で示されている。０〜１８０°の再構成間隔はここでは５つの等しい投影セグメント１４．１〜１４．５に区分され、好ましくはセグメント境界が検出器データの重なり境界と一致するので、投影セグメント１４．１〜１４．５の全長に亘って検出器データの一定の重み付けを行なうことができる。図示の例では投影セグメント１４．１は第１のビームに由来する投影データ１１のみを有する。投影セグメント１４．２は開始から終了まで第１および第２のビームから得られた投影データ１１，１２のみを有し、これらのデータはそれぞれ半分ずつまたは検出器の性能良さに応じて重み付けられる。中央の投影セグメント１４．３は３つの全てのビームつまり検出器Ｄ1〜Ｄ3から得られた投影データを有し、これらのデータは検出器の性能良さが同じであれば、同じ１／３の重み付け関数γで重み付けられる。更に、投影セグメント１４．４においては第２および第３のビームから得られたデータだけが存在するのに対して、最後の投影セグメント１４．５は第３のビームの投影データ１３だけを含む。これらの再構成間隔１４．１〜１４．５から、先に挙げた特許文献２に記載されているように、不完全な部分画像が算出され、そして完全なスライス画像に合成される。
【００４３】
図１２は投影部分セグメントの発生に関して何らかの困難な状況を示す。というのは、そこに示されている投影セグメント１４．１〜１４．４はそれらの境界１７が個々のビームの投影データの重なり境界１８ともはや一致していないからである。しかしながら、この場合に、図５または図８に対応して０〜１８０°の全投影セグメントに適用されているように、類似の計算規則を利用することができるので、多数のビームの投影データの部分的な重なりが存在するようなセグメントを相応に評価することができる。
【００４４】
もちろん、ここでも画像アーチファクトを避けるために、重なり境界において重み付け関数の滑らかな移行が使用されるとよい。
【００４５】
以上のとおり、本発明によって、時間分解能とスライス画像の算出に使用された線量とを可変調整し、それにより検査対象における個々の構造の認識に最適な画質を調整することを、コンピュータ断層撮影装置の使用者に可能にする断層撮影によるスライス画像の作成方法が提供される。
【００４６】
ここで誤解のないように指摘しておくに、上述の方法は心臓ＣＴ検査の分野にもまた運動する任意の検査対象の検査にも適用可能である。心臓ＣＴ検査では、多数の周期からなるデータを時間正しく合成できるようにするために、たいてい付加的なＥＣＧ情報が使用される。同様のことがその他の周期的に運動する検査対象にも当てはまる。もちろん本方法は、画像列による３Ｄ表示において種々の時間分解能およびそれに対応して種々の線量が画像作成のために可変的に使用されるべきであるような一般に運動する検査対象にも適用可能である。
【００４７】
更に補足して誤解のないように指摘しておくに、本発明による方法はスパイラル走査にも円状走査にも使用することができる。
【００４８】
本発明の上述の特徴はその都度述べた組合せのみならず、本発明の枠を逸脱することなく他の組合せまたは単独状態で使用可能であることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】心臓ＣＴ装置の概略構成図
【図２】２つの焦点および異なる大きさの２つの検出器を有するガントリの断面図
【図３】角度のずれた３つのビームを有するＣＴ装置の概略説明図
【図４】角度のずれた２つのビームおよび３６０°走査の検出器を有するＣＴ装置の概略説明図
【図５】角度のずれた２つのビームから得られ画像再構成に使用される部分的に重なるデータの説明図
【図６】図５の再構成間隔に関する重み付け関数の第１の経過例を示すダイアグラム
【図７】図５の再構成間隔に関する重み付け関数の第２の経過例を示すダイアグラム
【図８】角度のずれた３つのビームから得られ画像再構成に使用される部分的に重なるデータを示す説明図
【図９】図８の再構成間隔に関する重み付け関数の第１の経過例を示すダイアグラム
【図１０】図８の再構成間隔に関する重み付け関数の第２の経過例を示すダイアグラム
【図１１】不完全な部分画像のセグメント化された再構成の際に同一の重なり境界およびセグメント境界を有する部分的に重なる３つの検出器データから得られたデータの使用例を示す説明図
【図１２】不完全な部分画像のセグメント化された再構成の際に等しくない重なり境界およびセグメント境界を有する部分的に重なる３つの検出器データから得られたデータの使用例を示す説明図
【符号の説明】
【００５０】
１                  ＣＴ装置
２                  第１Ｘ線管
３                  第１検出器
４                  第２Ｘ線管
５                  第２検出器
６                  ハウジング
７                  患者
８                  寝台
９                  システム軸線
１０                コンピュータユニット
１０．１            ポテンショメータ
１１                円弧／第１検出器の投影データ
１１．１            第１検出器の重み付け関数
１２                円弧／第２検出器の投影データ
１２．１            第２検出器の重み付け関数
１３                円弧／第３検出器の投影データ
１３．１            第３検出器の重み付け関数
１４                再構成間隔
１４．１〜１４．５  投影セグメント
１５                重み付け関数の和
１６                重なり範囲
１７                投影セグメントの境界
１８                重なり境界
Ｄx                検出器
Ｆx                焦点
Ｌx                検出器長さ
Ｐｒｇ1〜Ｐｒｇn  プログラムモジュール
Ｓx                ファンビーム
βx                ファン角
γ                  重み付け関数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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