(57)【要約】本発明は、検査領域が２つの互いにずれた望ましくは円形の軌跡から照射されるコンピュータ断層撮影方法に関連する。中間領域では、吸収分布が両方の軌跡からの測定値によって再構成され、測定値と共に用いられる重みは、再構成されるべきボクセルと当該の軌跡の間の距離が小さくなるにつれて大きくなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源を用いて、検査領域又はその中に存在する対象を横切る円錐状放射線ビームを発生する段階と、
前記放射線源と、前記検査領域又は前記対象との間に、回転軸回りの、第１の閉じた軌跡に沿った、及び、前記第１の軌跡と同一であるが前記回転軸の方向上ずれている少なくとも第２の軌跡に沿った回転を含む、相対的な動きを発生する段階と、
検出器ユニットを用いて、前記相対的な動きの間に、前記検査領域の反対側の前記放射線ビーム中の強度に依存する測定値を取得する段階と、
前記軌跡の間の中間領域中に存在するボクセルについて、前記ボクセルと当該の軌跡との間の距離が小さくなるにつれて大きくなる重みと共に両方の軌跡からの測定値を考慮に入れて、前記検査領域のＣＴ画像を前記測定値から再構成する段階とを含む、コンピュータ断層撮影方法。
【請求項２】
ボクセルについての前記再構成のために、同じ軌跡から発せられ当該のボクセルを互いに反対の投影方向から横切る２つの光線の測定値が、コーン角が増加につれて増加する重みとともに考慮に入れられる、請求項１記載のコンピュータ断層撮影方法。
【請求項３】
前記軌跡間の距離は、前記２つの軌跡のうちの一方の投影が測定データの取得に用いられる前記検出器ユニットの領域の少なくとも１つの隅点を通って常に延びるよう選ばれることを特徴とする、請求項１記載のコンピュータ断層撮影方法。
【請求項４】
前記再構成段階は、
（ａ）互いに平行に、また、前記回転軸に対して平行に延び、夫々のファンビームを含む複数の平面を夫々が含む多数の群を形成するよう、前記測定値をリビニングする段階と、
（ｂ）前記平面の方向に対して垂直な方向での各群に対するリビニング操作によって生成されるデータの一次元フィルタリングを行う段階と、
（ｃ）複数の群の前記フィルタリングされたデータの逆投影による吸収の空間分布を、前記中間領域における前記逆投影のための両方の軌跡からのフィルタリングされたデータを考慮に入れて、再構成する段階とを含む、請求項１記載のコンピュータ断層撮影方法。
【請求項５】
検査領域又はその中に存在する対象を横切る円錐状放射線ビームを発生する放射線源と、
前記放射線源に結合された検出器ユニットと、
回転軸回りに及び／又は前記回転軸に平行に前記検査領域中に存在する対象及び前記放射線源を互いに対して回転及び／又は変位させる駆動装置と、
前記検出器ユニットによって取得された測定値から前記検査領域内の吸収の空間分布を再構成する再構成ユニットと、
前記放射線源、前記検出器ユニット、前記駆動装置、及び前記再構成ユニットを、以下の段階、即ち、
放射線源を用いて、検査領域又はその中に存在する対象を横切る円錐状放射線ビームを発生する段階と、
前記放射線源と、前記検査領域又は前記対象との間に、回転軸回りの、第１の閉じた軌跡に沿った、及び、前記第１の軌跡と同一であるが前記回転軸の方向上ずれている少なくとも第２の軌跡の沿った回転を含む、相対的な動きを発生する段階と、
検出器ユニットを用いて、前記相対的な動きの間に、前記検査領域の反対側の前記放射線ビーム中の強度に依存する測定値を取得する段階と、
前記軌跡の間の中間領域中に存在するボクセルについて、前記ボクセルと当該の軌跡との間の距離が小さくなるにつれて大きくなる重みと共に両方の軌跡からの測定値を考慮に入れて、前記検査領域のＣＴ画像を前記測定値から再構成する段階と、に従って制御する制御ユニットとを含む、
請求項１記載の方法を実行するコンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記放射線源に接続され、前記回転軸の方向上互いにずれた縁が前記円錐放射線ビームがその中心においてその縁における開口よりも小さい開口を有するような形とされる、コリメータ装置を含む、請求項５記載のコンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
請求項１記載の方法を実行するコンピュータ断層撮影装置の放射線源、検出器ユニット、駆動装置、及び再構成ユニットを制御する制御ユニット用のコンピュータプログラムであって、
放射線源を用いて、検査領域又はその中に存在する対象を横切る円錐状放射線ビームを発生する段階と、
前記放射線源と、前記検査領域又は前記対象との間に、回転軸回りの、第１の閉じた軌跡に沿った、及び、前記第１の軌跡と同一であるが前記回転軸の方向上ずれている少なくとも第２の軌跡の沿った回転を含む、相対的な動きを発生する段階と、
検出器ユニットを用いて、前記相対的な動きの間に、前記検査領域の反対側の前記放射線ビーム中の強度に依存する測定値を取得する段階と、
前記軌跡の間の中間領域中に存在するボクセルについて、前記ボクセルと当該の軌跡との間の距離が小さくなるにつれて大きくなる重みと共に両方の軌跡からの測定値を考慮に入れて、前記検査領域のＣＴ画像を前記測定値から再構成する段階とを含む、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査領域が、第１の円形軌跡に沿って円錐状放射線によって照射され、続いて第１の軌跡からずれた第２の軌跡に沿って照射されるコンピュータ断層撮影方法に関する。本発明はまた、この方法を実行するコンピュータ断層撮影装置、並びに、かかるコンピュータ断層撮影装置を制御するコンピュータプログラムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
上述の方法は、特許文献１から公知である。適当な検出器ユニットによって取得された測定データに基づいて、放射線の吸収又は減衰の空間内での変化は、２つの軌跡に画成される平面によって囲まれる検査領域の一部の中で再構成されうる。これらの軌跡の間の距離が適当に選択されると、検査領域中のこの部分の中の各ボクセルに対して、３６０°の全投影角度範囲から当該のボクセルを照射するビームが得られ、このビームは、当該のボクセルの位置に応じて、２つの軌跡のうちの１つから、又は、両方の軌跡から発せられる。これは、（それ自体としては適切である）１８０°の投影角度範囲からのビームのみが用いられた場合よりも高い信号対雑音比での再構成を可能とする。しかしながら、アーティファクトが発生しがちであり、これらのアーティファクトは、円錐状放射線ビームの開口角が大きくなればなるほど目立つものとなる。
【特許文献１】欧州特許第１１８０２５１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述のようなアーティファクトがあまり目立たない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】
【０００４】
この目的は、
放射線源を用いて、検査領域又はその中に存在する対象を横切る円錐状放射線ビームを発生する段階と、
放射線源と、検査領域又は対象との間に、回転軸回りの、第１の閉じた軌跡に沿った、及び、第１の軌跡と同一であるが回転軸の方向上ずれている少なくとも第２の軌跡の沿った回転を含む、相対的な動きを発生する段階と、
検出器ユニットを用いて、相対的な動きの間に、検査領域の反対側の放射線ビーム中の強度に依存する測定値を取得する段階と、
軌跡の間の中間領域中に存在するボクセルについて、ボクセルと当該の軌跡との間の距離が小さくなるにつれて大きくなる重みと共に両方の軌跡からの測定値を考慮に入れて、検査領域のＣＴ画像を測定値から再構成する段階とを含む、本発明によるコンピュータ断層撮影方法によって達成される。
【０００５】
公知の方法とは対照的に、本発明によれば、中間領域内に存在するボクセルに対する測定値は、ボクセルと当該の測定データが取得された軌跡との間の距離が小さくなるにつれて重みが大きくなるようボクセルと２つの軌跡との間の距離に依存する重みとともに用いられる。本発明は、回転軸に対して垂直であり当該の測定値が関連付けられる平面に対してビームがなす角度が小さくなるにつれて、再構成されたＣＴ画像中のアーティファクトが小さくなるという事実の認識に基づいている。従って、これらの測定値により大きい重みが付されれば、上述のアーティファクトはＣＴ画像中であまり目立たなくなる。
【０００６】
中間領域内に配置され、従って両方の軌跡から照射されるボクセルに加え、軌跡のうちの１つからのみ３６０°の角度的範囲から照射されるボクセルもある。公知の方法によれば、かかるボクセルを互いに反対の投影方向（ビームの投影方向は、回転軸及び当該のビームを含む平面に平行な向きであると称される）から横切る２つのビームの測定値は、単純に加算される。しかしながら、請求項２に記載の実施例では、これらの測定値はコーン角（回転軸に対して垂直な平面に対して当該のビームがなす角度）に従って重み付けされ、従って再構成されたＣＴ画像中のアーティファクトは更に減少される。
【０００７】
請求項３は、２つの軌跡間の最適な距離を定義する。より小さい距離の場合は、冗長な測定値が得られ、所与の環境下では、放射線負荷が高まり、一方、より大きい距離の場合は、中間領域中の吸収の分布は画像の質を失わずには再構成されえない。請求項４は、他の方法と比較してあまり計算努力を必要とせず、質のよい画像を提供する望ましい再構成方法を開示する。
【０００８】
本発明による方法を実行するコンピュータ断層撮影装置は、請求項５に開示されている。請求項６に開示された実施例は、（より均一な開口を有する放射線ビームを発生するコリメータ装置と比較して）放射線負荷の減少をもたらす。
【０００９】
請求項７は、請求項５に開示されたコンピュータ断層撮影装置を制御するコンピュータプログラムを定義する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について、図面を参照して詳述する。図１に示すコンピュータ断層撮影装置は、図１に示す座標系のｚ方向に平行な方向に延びる回転軸１４回りの回転が可能なガントリ１を含む。このために、ガントリは、望ましくは一定であるが調整可能な角速度でモータ２によって駆動される。放射線源Ｓ、例えばＸ線源は、ガントリに取り付けられる。Ｘ線源は、放射線源Ｓによって生成される放射線からの円錐状放射線ビーム４、即ちｚ方向並びにそれに対して垂直な方向（即ち、回転軸に対して垂直な平面上）にゼロ以外の有限の寸法を有する放射線ビームを形成するコリメータ装置３を具備する。
【００１１】
放射線ビーム４は、その中に対象、例えば患者台上の患者（いずれも図示せず）が存在しうる検査領域１３を横切る。検査領域１３は、円筒状の形状とされている。検査領域１３を横切った後、Ｘ線ビーム４は、ガントリ１に取り付けられ各検出器列が複数の検出器素子を含む多数の検出器列を含む２次元検出器ユニット１６に入射する。検出器列は、望ましくは放射線源Ｓの回りの円弧上に、回転軸に対して垂直に延びる平面上に配置されるが、異なる形状を有してもよく、例えば、回転軸１４の回りに円弧を描いてもよく、まっすぐであってもよい。放射線ビーム４が当たった各検出器素子は、放射線源の任意の位置において放射線ビーム４の光線に対する測定値を与える。
【００１２】
放射線ビーム４の開口角αmax（開口角は、回転軸に対して垂直な平面上で放射線ビーム４の縁に位置する光線が、放射線源Ｓ及び回転軸１４によって決まる平面に対してなす角度として定義される）は、測定値の取得中、検査されるべき対象がその中に配置される対象円筒の直径を決める。検査領域１３、又は、対象或いは患者台は、モータ５によって、回転軸１４又はｚ軸に対して平行に変位されうる。しかしながら、同様に、ガントリもまたこの方向に変位されうる。
【００１３】
モータ５及び２が同時に作動するとき、放射線源Ｓ及び検出器ユニット１６は、検査領域１３に対して螺旋状（ヘリカル）軌跡を描く。しかしながら、ｚ方向の変位のためのモータ５が作動しておらず、モータ２がガントリを回転させるとき、放射線源Ｓ及び検出器ユニット１６について、検査領域１３に対して円形の軌跡が得られる。便宜上、以下、かかる円形の軌跡の実現についてのみ考えるが、他の閉じた軌跡、例えば、回転軸に対して傾斜した１つ又は複数の楕円状の軌跡もまた可能である。
【００１４】
検出器ユニット１６によって取得される測定データは、画像処理コンピュータ１０へ与えられ、画像処理コンピュータ１０は、例えばモニタ１１上での表示のために、検査領域１３の一部における吸収分布を測定データから再構成する。２つのモータ２及び５、画像処理コンピュータ１０、放射線源Ｓ、並びに、検出器ユニット１６から画像処理コンピュータ１０への測定データの転送は、制御ユニット７によって制御される。
【００１５】
図２は、図１に示すコンピュータ断層撮影装置によって実行されうる測定及び再構成方法の実行を示す図である。
【００１６】
ブロック１０１における初期化の後、ガントリは一定の角速度で回転する。ステップ１０２において、放射線源Ｓの放射線はスイッチオンされ、この第１の軌跡に沿って検出器ユニット１６の検出器素子によって取得される測定値は画像処理コンピュータ１０のメモリに記憶される。続いて、対象又は検査領域１３と、放射線源Ｓ及び検出器１６を有するガントリ１とは、Ｘ線がスイッチオフされている間、距離ｄに亘って互いに対して変位される。続いて、ガントリは、再び一定の角速度で、第２の軌跡に沿って回転する。Ｘ線は再びスイッチオンされ、検出器ユニット１６の検出器素子によって取得される測定値は画像処理コンピュータ１０のメモリ中に記憶される。
【００１７】
図３は、放射線源Ｓが検査領域１３に対して動く円形軌跡Ｔ１及びＴ２の状態を示す。便宜上、ガントリ、又は軌跡はシフトされ、対象は静止していると想定する。しかしながら、これは、無関係なことであって、なぜならば、唯一の本質的な面は、検査領域１３とガントリとの間の相対的な変位だからである。図３中、回転軸１４は図の平面上に配置されているため、円形軌跡Ｔ１及びＴ２は線（破線）として示されている。更に、放射線源（点で示す）もまた、各軌跡上の最も高い位置（Ｓ1及びＳ2）及び最も低い位置（Ｓ'1及びＳ'2）に示されている。関連する放射線ビーム（夫々、４1及び４2、又は、４'1及び４'2）は、これらの各位置に対して実線で表わされている。軌跡は、互いに対して距離ｄに配置される。
【００１８】
図３中、放射線ビーム４1及び４2、又は、４'1及び４'2によって夫々画成される２つの円盤状の領域が認められうる。かかる領域内のボクセル、例えばボクセルＰkには、関連する軌跡上の全ての位置からのＸ線が当たる。この領域では、従って、吸収分布は、２つの軌跡のうちの１つによって取得された測定値によって完全に再構成されうる。その間に、領域Ｚが置かれる。軌跡に沿った放射線源の移動の間、この中間領域内のボクセルには、一時的に放射線が当たらない。例えば、ボクセルＰiには、放射線源位置Ｓ1及びＳ2からの放射線は当たらない。
【００１９】
以下、図４を参照して、吸収分布が領域Ｚ内でも再構成されうることを確実とするための距離ｄの選択について詳述する。図４は、検出器ユニット１６上の両方の軌跡の投影を示す。この描写は、実体のない軌跡が検出器ユニット上に投影されうること（しかしながら、幾何学的な意味では、このような投影は単純に想定されうること）、及び、検出器ユニット１６が、軌跡のうちの１つ、例えば左の軌跡Ｔ１上に配置されうることという想定に基づく。
【００２０】
軌跡Ｔ１の投影を、参照符号ｂ１で示す。図４に示すように、検出器ユニット１６が軌跡に対して対称に延びると想定すると、これは検出器ユニットの中央線と同一である。軌跡Ｔ２は、原理的には、検出器ユニット１６上では軌跡Ｔ１の右側に投影され（右へのシフトの場合）、投影ｂ１からの距離は、軌跡Ｔ２の距離ｄが大きくなればなるほど大きくなる。上述において想定したように、検出器ユニット１６が放射線源Ｓの回りに円弧を描く場合、これらの投影は湾曲している。図４は、軌跡Ｔ２と軌跡Ｔ１の間の３つの異った距離ｄに対する３つの異なった投影を示す。
【００２１】
・距離ｄが、投影ｂ２1が得られるよう選択されると、Ｔ１とＴ２の間の検査領域全体が再構成されうる。しかしながら、この距離は、放射線量を不必要に高くし、再構成される領域は不必要に短いため、まだ最適ではない。
【００２２】
・最適な距離ｄoptは（検査領域１３の断面全体が画像化されるべきである場合）、投影ｂ２0の場合のように、軌跡Ｔ２の投影が検出器ユニットの隅を通って延びる場合に得られる。その場合、軌跡の間の領域は依然として画像化されえ、距離ｄは投影ｂ２'1の場合よりも大きい。
【００２３】
・距離が更に大きいように選択されると、投影ｂ２2が得られる。この投影はもはや検出器ユニットの横方向の縁（図４中、上と下に配置されている）と交差しないが、右側の縁とのみ交差する。この場合、２つの軌跡の間の検査領域の断面全体を完全に再構成することはもはや可能ではない。
【００２４】
・しかしながら、検査領域１３よりも小さい直径を有する対象が検査され、放射線ビーム４の開口角が回転軸に対して垂直な平面上でそれに従って減少されるとき、この場合は減少された直径の検査領域中の吸収分布の完全な再構成が依然として可能でありうる。このことに関して満たされるべき条件は、放射線ビーム４が、参照番号Ｒ0及びＲuで示される境界を有する検出器ユニットの一部のみを照射すべきであることであり、それにより投影ｂ２2は、検出器ユニットの測定データの取得に使用される領域の隅を丁度通って延びる。
【００２５】
従って、吸収分布の完全な再構成が可能な最適距離ｄoptは、以下の式、
ｄopt＝ｓtanγcosβ
によって計算される。式中、ｓは放射線源Ｓと回転軸の間の距離であり、γはコーン角であり（回転軸１４を含む平面上の放射線ビーム４の開口角の半分である）、βはファン角である（回転軸１４に対して垂直な平面上の放射線ビーム４の開口角の半分である）。
【００２６】
測定値のリビニング（rebinning）は、ステップ１０３で行われる。第１の軌跡に沿って取得される測定値について、リビニングは、測定値が第２の軌跡に沿ってまだ取得されている間に既に行われうる。２つの軌跡に沿って取得された測定値は、異なる放射線源（互いに平行なファンビームを発することが可能な円形放射線源）及び異なる検出器（回転軸１４を含む平坦な矩形の「仮想」検出器）によって形成されたかのようにリビニングによって再分類及び再補間される。
【００２７】
これについて、図５を参照して詳述する。図５中、参照番号１７は、放射線源がその上から検査領域を照射する２つの円形軌跡のうちの１つを示す。参照番号４１３は、放射線源Ｓ0から発せられ、その光線が回転軸１４を含む平面上に延びる扇形（ファン）放射線ビームを示す。放射線源位置Ｓ0から発せられた円錐状放射線ビーム４は、回転軸１４に平行に延びる平面上に位置し放射線源位置と交差する複数の平坦なファンビームから構成されると想定されうる。図５は、これらのファンビームのうちの単一のビーム、即ち、ファンビーム４１３のみを示す。図５はまた、互いに対して平行に、及び、回転軸１４に対して平行に延びる更なるファンビーム４１１、４１２、及び、４１４及び４１５を示す。関連する放射線源位置Ｓ2、Ｓ1及びＳ-1及びＳ-2は、放射線源位置Ｓ0へ夫々到達する前及び後に放射線源Ｓが占めている。ファンビーム４１１乃至４１５中の全ての光線は、同じ投影角φ（回転軸１４に平行な基準面に対してファンビームの平面がなす角度）を有する。
【００２８】
ファンビーム４１１及び４１５は、テントのような形状を有する放射線ビーム４１０を画成する。図５は、放射線ビーム４１０に、回転軸１４を含みファンビーム４１１乃至４１５の平面に対して垂直に延びる平面が交差するときに生ずる交差領域４２０を示す。ステップ１０３における平行リビニングは、以下の式、
Ｍ（α，β，ｑ）→Ｍp（φ，ｕ，ｖ）                    （１）
に従った変換に対応する。
【００２９】
式中、Ｍは取得後に軌跡について得られる測定値の集合であり、Ｍpは平行リビニングから生ずる測定値の集合である。αは、軌跡上の放射線源の位置を特徴付ける角度であり、βはファン角、即ち放射線源位置に対する当該の測定値に関連する光線と回転軸４を含む平面とがなす角度である。ｑは、当該の測定値を与える検出器素子の、回転軸の方向に測定した、高さ座標（又は行番号）である。φは、投影角度であり、以下の式、
φ＝α＋β                                            （２）
が成り立つ。ｕは、光線（又はこの光線を含むファンビーム４１１乃至４１５）と回転軸１４との間の距離であり、ｖは交差の領域上の光線の高さ座標、即ち、当該の光線が交差領域４２０を貫く点と軌跡１７の平面の間の距離である。
【００３０】
測定値Ｍpに関連する光線は、（φ，ｕ，ｖ）パラメータ空間の立方体体積中に規則的な格子を画成する。このような平行リビニング自体は、ここに参照として組み入れられるＥＰ  ＯＳ１１５０２８２５１号に開示されている。
【００３１】
図５に示すように、中央ファンビーム４１３の外側縁の光線が交差領域４２０を貫く点は、外側ファンビーム４１１又は４１５の場合よりも、更に離れて置かれ、即ち、互いにより大きい距離だけ離されて置かれる。しかしながら、測定値Ｍpがその中で決められる３次元（φ，ｕ，ｖ）パラメータ空間中の立方体体積は、この外側ファンビームの距離によって決まる。絶対的な意味でより大きいｕ座標を有する光線の測定値は、方法の更なる過程ではもはや必要とされない。
【００３２】
従って、コリメータは、最初から、仮想検出器１６０の上縁１６１よりも上側又は下縁１６２よりも下側に延びる光線を含まないように円錐状放射線ビーム４が構築されることが有利である。患者にとっての放射線負荷は、このように更に低減される。
【００３３】
このために、コリメータ装置３は、回転軸に対して垂直に延びるまっすぐな縁の代わりに、回転軸１４と交差するか又はそこから小さい距離のところに配置されるファンビームが、放射線ビームの外側縁に配置されたファンビームの開口角よりも小さい開口角（回転軸に対して平行な平面上で測定される）を有するよう、内向きに湾曲された縁を有するべきである。このような放射線ビームによって検出器ユニット１４上に照射された表面の外側縁は、検出器ユニットの測定データの取得に用いられる領域の隅の点を通って延びる投影ｂ２0（図４参照）と一致することとなる。
【００３４】
続いて、ステップ１０４において、個々の光線に関連付けられる測定値は、軌跡の平面に対して光線がなす角度の余弦に対応する重み係数で乗算される。この角度が小さければ、この角度の余弦は実際的に常に１となり、従って、この場合はステップ１０４は省かれうる。
【００３５】
ステップ１０５において、リビニング操作から生ずる測定値Ｍpは、周波数の関数としてランプ（ｒａｍｐ）状に増加する伝達因子を用いた１次元フィルタリングを受ける。このために、同じパラメータφ及びｕを有するが、異なるパラメータｖを有する測定値が毎回使用される。このフィルタリングは、φ及びｕの全ての値に対して繰り返される。
【００３６】
リビニング及びフィルタリングの後に得られる測定値は、続いて、逆投影による検査領域中の吸収分布の再構成のために用いられる。
【００３７】
ステップ１０６における投影角φの選択の後、ステップ１０７においてボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）が選択される。ステップ１０８において、第１の軌跡から発せられ、投影方向φ及びφ＋１８０°にボクセルＰ（ｘ，ｙ，ｚ）を通って延びる光線があるか否か調べられる。
【００３８】
そうである場合は、ステップ１０９において、当該のボクセル（例えば図３中のボクセルＰk）に対して、これらの光線に関連するフィルタリングされた測定値から寄与Δ１が導出される。これに関しては、回転軸に対して垂直な平面上の第１の軌跡（１７）、並びに、回転軸に対して平行なボクセルＰkの投影を示す図６を参照して説明する。ボクセルが方向φ及びφ＋１８０°から夫々そこから照射された軌跡上の２つの放射線源の位置もまた示される。２つの放射線源の位置は、通常は直径上反対側に配置されていないが、ボクセルの投影は、２つの放射線源位置をつなぐ線上に配置される。放射線源位置φとＰkの投影の間の距離は参照番号ｓ1で示され、Ｐkの投影と放射線源位置φ＋１８０°との間の距離は参照番号ｓ2で示される。寄与Δ1は、以下の式、
【００３９】
【数１】
2005516658.tif 000003
によって計算される。
【００４０】
式中、ｃは定数であり、Ｆ1（φ）及びＦ1（φ＋１８０°）は、投影方向φ及びφ＋１８０°から夫々ボクセルを横切る光線に対するフィルタリングされた測定値であり、ｗ1（ｓ）及びｗ2（ｓ）は、以下の式、
【００４１】
【数２】
2005516658.tif 000004
で表わされるパラメータｓに依存する相補的な重み係数であり、ｓ1及びｓ2は、ボクセルＰkの投影と軌跡１７との間のセグメントの長さである。
【００４２】
図７ａは、重み係数ｗ1及びｗ2の変化をｓの関数として示す図である。ｓの値が小さいとき、ｗ2はｗ1よりも大きく、ｓの値が１に略等しいとき、値ｗ1はｗ2よりも大きい。その間では、重み係数は、単調に増加及び減少する。それらの和（同じ値ｓについて）は、常に一定である。図６に示す配置では、これは、放射線源位置φからのフィルタリングされた測定値が、フィルタリングされた値Ｆ1（φ＋１８０°）の重みよりも小さい重みとともに式（３）に入ることを意味する。これは、ｓ1がｓ2よりも小さく、従って測定値Ｆ1（φ）に関連付けられる光線に対するコーン角が、測定値Ｆ1（φ＋１８０°）に関連する光線に対するコーン角よりも大きいためである。従って、ボクセルＰkが軌跡の平面上の配置されていないことによって生ずるアーティファクトは、値Ｆ1（φ＋１８０°）に関連する光線についてのものよりも少なく、従ってこの重み付けにより、この測定値は測定値Ｆ1（φ）よりも強調される。
【００４３】
ステップ１０８において行われる判定の結果が否定的であるとき、即ち、ステップ１０７において選択されたボクセルが第１の軌跡から完全に照射されたものでないとき、ステップ１１０において、投影方向φで当該のボクセルを横切る光線がないかどうか調べられる。このような光線が存在するということは、例えば図３中のボクセルＰiのように中間領域Ｚにボクセルが配置されることを意味する。これについて図８に示し、図中、図の平面に対して垂直に延びる回転軸１４と、画素Ｐiとが示されている。この図はまた、放射線源がそこから軌跡Ｔ１及びＴ２夫々の上の当該のボクセルを照射しうる円弧σ1及びσ2も示す。ボクセルＰiは、この点に対してより近く位置する放射線源位置からは照射されえないことがわかる。図３はまた、点Ｐiは、より低い放射線源位置から放射線ビーム４'1によって照射されうるが、点Ｐiに対してより近く位置する放射線源位置Ｓ1から発せられる放射線ビーム４1によっては照射され得ないことを示す。
【００４４】
ステップ１１１において、このボクセルに対する寄与Δ2が以下の式に従って計算される。
【００４５】
【数３】
2005516658.tif 000005
式中、Ｆ2（φ）は投影角度φにおいて第２の軌跡から選択されたボクセルを横切る光線についてのフィルタリングされた値である。ｗ3（ｔ）及びｗ4（ｔ）は、パラメータｔに依存する重み係数であり、ｔは、ボクセルと第１の軌跡の平面の間の距離を２つの軌跡の間の距離ｄで割ったものである。重み係数ｗ3（ｔ）及びｗ4（ｔ）の変化は、図７ｂに示され、本質的には図７ａに示す変化に対応する。ボクセルが、第２の軌跡の平面よりも第１の軌跡の平面の近くに位置する場合、ｗ3はｗ4よりも大きく、従って、測定値Ｆ1（φ）は、測定値Ｆ2（φ）の重みよりも大きい重みで再構成に入る。この場合、測定値Ｆ1は、軌跡の平面に対してなす角度が、値Ｆ2（φ）に関連する光線がなす角度よりも小さい角度である光線と関連付けられ、従って生成されるアーティファクトはより小さい。
【００４６】
ステップ１１０におけるチェック結果が否定的であれば、ステップ１１２において第３のチェックが行われる。その中で、第１の軌跡からφ＋１８０°の角度で選択されたボクセルを横切る光線があるかどうかが判定される。そうである場合は、ボクセルは、中間領域Ｚ内に、図示のボクセルとは異なるセクタ内に、配置されねばならない。この場合、ステップ１１３において、寄与Δ3が以下の式、
【００４７】
【数４】
2005516658.tif 000006
に従って計算される。
【００４８】
３つの全てのチェック１０８、１１０、及び１１２の結果が否定的であれば、ボクセルは、第２の軌跡から完全に照射される領域内にのみ配置されうる。その場合、式３と同様に、以下の式、
【００４９】
【数５】
2005516658.tif 000007
に従って計算される寄与Δ4が決定される。
【００５０】
ステップ１０６乃至１１４からなるプログラムループは、各ボクセルに対して、０乃至１８０°の範囲で各投影角度φから寄与が決定されるまで多数回繰り返され、この寄与は以前に決定された寄与と累積される。方法は、ステップ１１５で終了する。
【００５１】
検査に関連する領域がより大きいとき、測定値は、２つよりも多い軌跡に沿って再構成されうる。２つの隣接する軌跡間の領域は、図２を参照して説明したように毎回再構成される。
【００５２】
リビニング操作が異なる方法で行われる他の再構成方法もまた可能である。しかしながら、中間領域における吸収分布の再構成のため、両方の軌跡に沿って取得される測定値を再び考慮に入れることが必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による方法を実行するのに適したコンピュータ断層撮影装置を示す図である。
【図２】本発明による方法を示すフローチャートである。
【図３】互いに対する、及び、検査領域に対する軌跡の状態を示す図である。
【図４】検出器ユニット上の軌跡の投影を示す図である。
【図５】リビニング操作によって平行な平面上に形成されるファンビームを示す図である。
【図６】軌跡及びボクセルを示す図である。
【図７ａ】測定値を再構成に用いるための重みの依存性を示す図である。
【図７ｂ】測定値を再構成に用いるための重みの依存性を示す図である。
【図８】所定のボクセルを照射する軌跡の部分を示す図である。
【図１】
2005516658.tif 000008
【図２】
2005516658.tif 000009
【図３】
2005516658.tif 000010
【図４】
2005516658.tif 000011
【図５】
2005516658.tif 000012
【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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