(57)【要約】  放射線イメージング装置は、放射線検出器１６と、視野１４に放射線の非平行ビームを投影する放射線源１２とを含む。検出器１６に投影される各ボクセルｖのフットプリントは、放射線検出器１６及び放射線源１２に対する視野１４内のボクセルｖの位置に基づいて補正される。実質的に平行な重複投影からの寄与は、更に、ボクセルｖの中心点８２から隣接する重複投影の各々の中心までのフラクショナル距離fracに基づいて結合される。
2008520257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影データを再構成する放射線イメージング装置において、
前記投影データのボクセルに依存する補間を実行する手段と、
前記補間された投影データを３次元的に逆投影する手段と、
を有する放射線イメージング装置。
【請求項２】
前記装置が、
放射線検出器と、
放射線の非平行ビームを視野に投影する放射線源と、
を更に含み、前記補間手段が、
前記放射線検出器及び前記放射線源に対する前記視野内の前記ボクセルの位置に基づいて前記検出器に投影された各ボクセルのフットプリントを補正する手段、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フットプリントを補正する手段が、
前記検出器に予め指定された基底関数を投影する基底関数手段、
を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記フットプリントを補正する手段が、
第１の光線密度比係数ｓxy＝ｄd,xy／ｄv,xyにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第２の光線密度比係数ｓz＝ｄd,z／ｄv,zにより前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングする手段であって、ここでｄv,xy、ｄv,zは前記視野内の前記ボクセルの位置における光線密度であり、ｄd,xyは前記軸方向に垂直な面における前記検出器上の光線密度であり、ｄd,zは前記軸方向に平行な面における前記検出器上の光線密度である、当該スケーリングする手段、
を更に含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記フットプリントを補正する手段が、
第１の光線密度比係数ｓxy＝Ｒd／Ｒvにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第２の光線密度比係数ｓz＝ｓxy／cos(γ)により前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングする手段であって、ここでＲdは前記線源からの前記検出器の距離であり、Ｒvは前記線源からの前記ボクセルの距離であり、γは前記軸方向に垂直な面と前記線源から前記ボクセルを指すベクトルとの間の角度である、当該スケーリングする手段、
を更に含む、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記フットプリントを補正する手段が、
前記検出器上の前記ボクセルの前記フットプリントの座標(ｕ,ｗ)を座標（ｕ*ｓxy,ｗ*ｓz）に変更するために前記投影されたボクセルの前記フットプリントを修正する手段であって、ここでｕ及びｗは、それぞれ前記軸方向に垂直な面及び前記軸方向に平行な面における前記検出器上の前記投影されたボクセルの前記フットプリントの座標である、当該修正する手段、
を更に含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ボクセルの中心点から隣接する重複投影の各々の中心までのフラクショナル距離fracを決定する手段と、
少なくとも前記フラクショナル距離fracに基づいてインターリーブ係数Ｉfを決定する手段と、
前記重複投影の各々に対して補間重み係数を計算する手段と、
を更に含む、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
実質的に平行な重複投影からの寄与を結合する手段、
を更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記結合する手段が、
ボクセルの中心点から隣接する前記重複投影の各々の中心までのフラクショナル距離fracを決定する手段、
を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記結合する手段が、
少なくとも前記フラクショナル距離fracに基づいてインターリーブ係数Ｉfを決定する手段と、
前記重複投影の各々に対して補間重み係数Ｗt＝ａ|.5-frac|＋ｂを計算する手段であって、ここでfracは軸方向に垂直な方向におけるフラクショナル距離であり、ａ＝２・Ｉf、ｂ＝１−Ｉfであり、Ｉfが前記決定された補間係数である、当該計算する手段と、
を更に含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１１】
前記計算された補間重み係数を、前記重複投影からの全ての重みの和により正規化する手段であって、Ｐout＝(Ｗt・Ｗ0・Ｐ)/Σ(Ｗt・Ｗ0)であり、ここでＰoutは投影出力値であり、Ｗtは前記補間重み係数であり、Ｗ0は他の全ての重みを表し、Ｐは、前記補間された投影値である、当該正規化する手段、
を更に含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記軸方向に垂直にサンプリングレートを増大する焦点スポット変調を提供する放射線源であって、前記焦点スポット変調が、前記軸方向に沿って解像度を増大するように効果的にインターリーブされた少なくとも２つの実質的に平行な投影を生成する、当該放射線源、
を更に含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記放射線源が配置されたガントリであって、前記ガントリが、前記投影データセットが１８０°だけ角度的に離れた対応する対向する投影を含むように前記投影データセットの取得中に関連したイメージング対象の周りで前記放射線源を回転する、当該ガントリと、
前記投影データセットを平行投影視野にリビニングするリビニングプロセッサであって、前記結合手段が１８０°の重複投影からの寄与を結合する、当該リビニングプロセッサと、
を更に含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
投影データを再構成する放射線イメージング方法において、
前記投影データのボクセルに依存する補間を実行するステップと、
前記補間された投影データを３次元的に逆投影するステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
検出器に予め指定された基底関数を投影するステップと、
前記放射線検出器及び放射線源に対する視野内の前記ボクセルの位置に基づいて各投影されたボクセルのフットプリントを補正するステップと、
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記基底関数が、
前記ボクセルを前記ボクセルの球対称なフットプリントに投影する球連続基底関数と、
カイザー・ベッセル関数と、
ガウス関数と、
の１つである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記フットプリントを補正するステップが、
第１の光線密度比係数ｓxy＝ｄd,xy／ｄv,xyにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第２の光線密度比係数ｓz＝ｄd,z／ｄv,zにより前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングするステップであって、ここでｄv,xy、ｄv,zは前記視野内の前記ボクセルの位置における光線密度であり、ｄd,xyは前記軸方向に垂直な面における前記検出器上の光線密度であり、ｄd,zは前記軸方向に平行な面における前記検出器上の光線密度である、当該スケーリングするステップ、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記フットプリントを補正するステップが、
前記フットプリントを補正する手段が、
第１の光線密度比係数ｓxy＝Ｒd／Ｒvにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第２の光線密度比係数ｓz＝ｓxy／cos(γ)により前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングするステップであって、ここでＲdは前記線源からの前記検出器の距離であり、Ｒvは前記線源からの前記ボクセルの距離であり、γは前記軸方向に垂直な面と前記線源から前記ボクセルを指すベクトルとの間の角度である、当該スケーリングするステップ、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記検出器上の前記ボクセルフットプリントの座標(ｕ,ｗ)を座標（ｕ*ｓxy,ｗ*ｓz）に変更するために前記投影されたボクセルの前記フットプリントを修正するステップであって、ここでｕ及びｗは、それぞれ前記軸方向に垂直な面及び前記軸方向に平行な面における前記検出器上の前記投影されたボクセルのフットプリントの座標である、当該修正するステップ、
を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ボクセルの中心点から隣接する重複投影までのフラクショナル距離fracを決定するステップと、
前記重複投影からの寄与を結合するステップと、
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記フットプリントを補正するステップが、
第１の光線密度比係数ｓxy＝ｄd,xy／ｄv,xyにより軸方向に垂直な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングし、第２の光線密度比係数ｓz＝ｄd,z／ｄv,zにより前記軸方向に平行な面に沿って前記投影されたボクセルの前記フットプリントをスケーリングするステップであって、ここでｄv,xy、ｄv,zは前記視野内の前記ボクセルの位置における光線密度であり、ｄd,xyは前記軸方向に垂直な面における前記検出器上の光線密度であり、ｄd,zは前記軸方向に平行な面における前記検出器上の光線密度である、当該スケーリングするステップ、
を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記重複投影の各々に対して補間重み係数Ｗt＝ａ|.5-frac|＋ｂを計算するステップであって、ここでfracは軸方向に垂直な方向におけるフラクショナル距離であり、ａ＝２・Ｉf、ｂ＝１−Ｉfであり、Ｉfが予め決定された補間係数である、当該計算するステップ、
を更に含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記計算された補間重み係数を、前記重複投影からの全ての重みの和により正規化するステップであって、Ｐout＝(Ｗt・Ｗ0・Ｐ)/Σ(Ｗt・Ｗ0)であり、ここでＰoutは投影出力値であり、Ｗtは前記補間重み係数であり、Ｗ0は他の全ての重みを表し、Ｐは、前記補間された投影値である、当該正規化するステップ、
を更に含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
請求項１５に記載の方法を実行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】
本願明細書は、診断用イメージングの分野に関する。対象のコンピュータ断層撮影イメージングに特定の応用を見つけ、特にこれを参照して記載される。しかしながら、他のタイプのコンピュータ断層撮影イメージング、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）、及び３次元Ｘ線イメージング等にも応用を見つけることができる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンピュータ断層撮影システムは、典型的には、検査されるべき対象の周りで一緒に回転する、放射線の円錐又は楔形ビームを投影するＸ線源と２次元Ｘ線検出器とを有する。幾つかの方向から、前記対象は、前記Ｘ線源から発散するＸ線ビームで照射される。これらのそれぞれの方向において、前記Ｘ線検出器は、前記対象を通過したＸ線放射線を受け、当該方向に対する減衰プロファイルを形成する。前記減衰プロファイルは、当該方向における前記対象を通る前記Ｘ線の経路に沿ったＸ線の吸収による前記対象内の入射Ｘ線の減衰を表す。
【０００３】
典型的には、ＣＴ画像の再構成のプロセスにおいて、再構成されるべき各ボクセルに対して、前記ボクセルを通過した放射線光線に沿った放射線を受ける検出器素子がサンプリングされる。前記ボクセルを通る光線が１より多い検出器素子に受けられる場合、ボクセルに独立な補間（voxel independent interpolation）が、前記検出器素子間で行われる。しかしながら、ボクセルに独立な補間は、いくらか問題がある。例えば、共通の光線に沿って位置する２つのボクセルであって、一方が前記線源に近く、他方が前記線源から遠い（前記検出器に近い）当該２つのボクセルを考慮する。順投影（forward projection）において、測定中に、前記２つのボクセルは、これらの２つの位置における異なる光線密度により前記検出器素子における測定値に対して異なって寄与する。逆投影（back projection）において、しかしながら、逆投影値は、前記検出器に対する補間がボクセルに独立なので、前記２つのボクセルに対して同じである。特に、非平行ビーム幾何学構成の場合、サンプリングされる光線の中心及び各ボクセルの中心は一致しない。前記逆投影は、データ取得のモデルに適合しない。これは、結果として再構成画像においてアーチファクトを生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述の制限等を克服する改良された装置及び方法を検討する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によると、投影データを再構成する放射線イメージング装置が開示される。ある手段は、前記投影データのボクセルに依存する補間（voxel dependent interpolation）を実行する。ある手段は、前記補間された投影データを３次元的に逆投影する。
【０００６】
本発明の他の態様によると、投影データを再構成する放射線イメージング方法が開示される。前記投影データのボクセルに依存する補間が実行される。前記補間された投影データは３次元的に逆投影される。
【０００７】
本発明の１つの利点は、各ボクセルに対して動的な補間カーネルを適用することにある。
【０００８】
他の利点は、エイリアシング（aliasing）を減少することにある。
【０００９】
他の利点は、実質的に同じ視野（view）から投影された複数の光線を重み付けして、ボクセル単位（voxel-by-voxel basis）でインターリーブすることにある。
【００１０】
他の利点は、増大された解像度にある。
【００１１】
更に他の利点は、減少された画像アーチファクトにある。
【００１２】
好適な実施例の以下の詳細な記載を読むと、多くの追加の利点及び利益が当業者に明らかになる。
【００１３】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、並びに様々な処理動作及び処理動作の構成で実現することができる。図面は、好適な実施例の説明の目的のみであり、本発明を限定することを意図されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照すると、コンピュータ断層撮影スキャナ１０は、一実施例においてはＸ線管である、放射線源１２を収容又は支持し、放射線源１２は、スキャナ１０により規定される検査領域１４に放射線ビームを投影する。検査領域１４を通過した後に、前記放射線ビームは、放射線検出器アレイ１６により検出され、放射線検出器アレイ１６は、検出器素子又は画素１８のアレイを含み、検査領域１４を通過した後に前記放射線ビームを検出するように構成される。検出器素子１８は、好ましくは、画素の長方形マトリクスに配置される。放射線源１２の典型的なＸ線管実施例において、前記Ｘ線管は、放射線検出器アレイ１６の面積を実質的に満たすように検査領域１４を通過するにつれて拡大する円錐ビーム、楔形ビーム又は他のビーム幾何学構成を持つ発散するＸ線ビームを生成する。
【００１５】
イメージング対象は、前記イメージング対象を検査領域１４内に移動する寝椅子２０又は他の支持台上に配置される。前記寝椅子は、図１のＺ方向として示される軸方向ＯZに沿って直線状にに移動可能である。放射線源１２及び放射線検出器１６は、視野の角度範囲を与えるためにガントリ２２の回転が検査領域１４の周りで放射線源１２の回転を生じるように、回転するガントリ２２において検査領域１４に対してそれぞれ反対側に取り付けられる。各検出器素子は、前記線源から前記検出器素子まで延在する線、光線、狭い円錐又は他の実質的に線状の投影に沿って取られた減衰線積分に対応する信号を検出するので、取得されたデータは投影データと称される。図１において回転するガントリ２２に取り付けられた放射線源１６が示されているが、しかしながら、Ｘ線検出器アレイ１６を、静止したガントリ２４の周りに取り付けられたＸ線検出器素子の２次元バンドにより置き換えることも考えられる。
【００１６】
一実施例において、軸方向投影データセット（axial projection data set）は、寝椅子２０が静止している間に回転するガントリ２２を用いて取得される。前記軸方向投影データセットは、前記軸又はＺ方向に垂直な検出器素子の行又は列に対応する複数の軸方向スライス（axial slices）を含む。随意に、追加の軸方向スライスは、繰り返される軸方向スキャンを実行し、各軸方向スキャンの間に寝椅子２０を移動することにより取得される。
【００１７】
他の実施例において、螺旋投影データセットは、寝椅子２０上に配置された前記イメージング対象の周りで放射線源１２の螺旋軌道を生成するように寝椅子２０の連続的な直線運動と同時にガントリ２２を回転することにより取得される。
【００１８】
典型的には、スキャン中に、各投影に沿って伝わる放射線の一部は、前記イメージング対象により吸収され、前記放射線の一般的に空間的に変化する減衰を生成する。放射線検出器アレイ１６の前記検出器素子は、前記放射線ビームにわたり放射線強度をサンプリングし、放射線吸収投影データを生成する。放射線源１２が検査領域１４の周りで回転するようにガントリ２２が回転すると、投影データの複数の角度視野が取得され、集合的に、バッファメモリ２６に記憶される投影データセットを規定する。
【００１９】
マルチスライススキャナにおける線源に焦点を合わせた取得（source-focused acquisition）の幾何学構成に対して、バッファメモリ２６に記憶された投影データセットの投影又は減衰線積分の読み出し（readings）は、Ｐ(α,β,ｎ)としてパラメータ化されることができ、ここでαは回転するガントリ２２の位置により決定される放射線源１２の線源角度であり、βは扇内の角度であり（β∈[−Φ／２,Φ／２]ここでΦは扇角度）、ｎはＯZ方向における検出器行数である。
【００２０】
再構成プロセッサ３０は、フィルタ逆投影（fileterd backprojection）、反復的再構成又は他の画像再構成手法を使用して前記投影データセットを１つ以上の再構成画像に再構成し、前記１つ以上の再構成画像は再構成画像メモリ３２に記憶される。前記再構成画像は、ビデオプロセッサ３４により処理され、ユーザインターフェース３６に表示されるか、又は別の方法で処理され、若しくは使用される。一実施例において、ユーザインターフェース３６は、放射線技師、技術者又は他のオペレータが、選択された軸方向、螺旋又は他のコンピュータ断層撮影イメージングセッションを実施するようにコンピュータ断層撮影スキャナコントローラ３８と相互作用することをも可能にする。
【００２１】
図２及び３を参照すると、第１のボクセルｖ1及び第２のボクセルｖ2は、検出器アレイ１６上の同じ位置に投影される。各投影は、結果として視野（ＦＯＶ、field of view）内のボクセルｖ1、ｖ2の位置に依存して異なるフットプリント（footprint）を生じる。図２において見られることができるように、第２のボクセルｖ2より検出器アレイ１６の近くに位置する第１のボクセルｖ1は、検出器アレイ１６上により小さなフットプリントを作成し、およそ９つの画素又は検出器素子１８と交差する。図３に見られるように、第１のボクセルｖ1より検出器アレイ１６から離れて位置する第２のボクセルｖ2は、およそ３０画素１８の検出器アレイ１６上のより大きなフットプリントを作成する。例えば、前記ＦＯＶにおける光線密度の変化のため、検出器１６から離れて位置するボクセルは、より大きなフットプリントを作成し、検出器１６の近くに位置するボクセルは、より小さなフットプリントを作成する。前記光線密度の変化のため、ボクセルｖ1、ｖ2は、図２及び３に見られるように測定に異なって寄与し、これは、下でより詳細に論じられるように、アーチファクトを減少するために前記再構成ステップにおいて考慮される。
【００２２】
図１ないし３の参照を続け、更に図４を参照すると、フットプリント手段４８は、前記光線密度の変化を考慮するために検出器アレイ１６上のボクセルｖフットプリントを補正し、この結果、前記補正されたフットプリントの下に位置する画素１８のみが補間される。より具体的には、基底関数（basis function）手段５０は、各ボクセルｖに対して検出器１６上に予め指定された基底関数を投影する。一般に、スキャンされる対象の連続的なμ値分布ｆ(ｘ)は、グリッド点ｘiを持つグリッド上に配置される係数ｃi及び基底関数ｂ(ｘ)の和により近似されることができ、即ち、
ｆ'(ｘ)＝Σiｃiｂ(ｘ−ｘi)
であり、ここでｃiは画像表現の係数のセットであり、
ｂ(ｘ)は単位ボクセル基底関数である。
【００２３】
好ましくは、前記基底関数は、ボクセルｖを検出器１６上の球対称ブロブ（blob）に投影する、カイザー・ベッセル関数のような、球対称な連続基底関数である。球ボクセルの回転対称性は、前記画像表現の投影の効率的な計算を可能にする。しかしながら、基底関数が、ボクセルを楕円形、立方体又は他の適切な幾何学的形状に投影する他の適切な関数であってもよいことも考えられる。
【００２４】
スケーリング手段５２は、前記投影を光線密度の比によりスケーリングする。一般に、各ボクセルｖに対して、検出器１６上のブロブのフットプリントのサイズは、軸方向ＯZに垂直な面における第１の光線密度比係数ｓxyと軸方向ＯZに平行な面における第２の光線密度比係数ｓzとを用いてスケーリングされ、
ｓxy＝ｄd,xy／ｄv,xy
ｓz＝ｄd,z／ｄv,z
であり、ここで、ｄv,xy; ｄv,zはボクセル位置における光線密度であり、
ｄd,xyは軸方向ＯZに垂直な面における検出器１６上の光線密度であり、
ｄd,zは軸方向ＯZに平行な面における検出器１６上の光線密度である。
【００２５】
円錐ビーム幾何学構成が、焦点を中心に合わせられた（focus centered）検出器とともに使用される一実施例において、光子レートの密度（density of photon rate）は、線源１２からの検出器１６の距離と線源１２からのボクセルｖの距離とに依存して変化する。スケーリング手段５２は、軸方向ＯZに垂直な面内のブロブフットプリントに第１の比係数ｓxyを適用し、
ｓxy＝Ｒd／Ｒv
と計算され、
ここで、Ｒdは検出器１６から線源１２までの距離であり、
Ｒvはボクセルｖから線源１２までの距離である。
スケーリング手段５２は、軸方向ＯZに平行な面内のブロブフットプリントに第２の比係数ｓzを適用し、
ｓz＝ｓxy／cos(γ)
と計算され、
ここで、ｓxyはガントリの面において適用される前記第１の比係数であり、
γは軸方向ＯZに垂直な面と線源１２からボクセルｖを指すベクトルとの間の角度である。
【００２６】
ブロブ修正手段５４は、前記ブロブのフットプリントＦ(ｕ,ｗ)を変更し、ここでｕ及びｗはそれぞれ軸方向ＯZに垂直な面及び軸方向ＯZに平行な面における検出器１６上の座標である。前記ブロブの修正されたフットプリントは、Ｆ(ｕ*ｓxy,ｗ*ｓz)により表される。前記修正されたフットプリントは、データ取得のモデルに正確に適合する検出器１６上の補間カーネル５６を示す。例えば、前記修正されたフットプリントの下に位置する画素１８が補間される。補正された修正フットプリント又は補正された投影データは、補正投影データメモリ５８に記憶される。
【００２７】
ブロブのボクセルに依存してスケーリングされたフットプリントを持つ再構成画像は、ボクセルに独立な再構成より少ないアーチファクトを示す。
【００２８】
図１及び４の参照を続け、更に図５を参照すると、インターリーブ手段又はプロセス６０は、補間重み係数に基づいて実質的に平行な重複光線（redundant rays）からの寄与を結合する。好ましくは、リビニング（rebinning）プロセッサ６２は、円錐から平行なビーム幾何学構成に補正された投影データを平行な視野のセットにリビニングする。各視野は、等間隔のπ線を含み、π線は、前記回転軸に垂直であり、スキャンＦＯＶと交差する、軸平面に含まれる線積分として規定される。前記リビニングは、Ｐ(α,β,ｎ)→Ｐ(θ,ｌ,ｎ)と表されることができ、ここでθは、読み出しとアイソセンタとの間の距離と指定するｌによりパラメータ化された平行読み出しからなる投影数をパラメータ化し、ｎは検出器行数である。リビニングされた平行光線投影データセットＰ(θ,ｌ,ｎ)は、リビニングデータメモリ６４に記憶される。
【００２９】
１より多いπパートナ（π-partners）又は重複光線又は重複πパートナ又は寄与する投影６６、６８が、同じ角度θ及びわずかに異なる位置７０、７２でボクセルｖと交差する場合、重複光線６６、６８は、解像度を増大するためにインターリーブされることができる。重複は、所定のボクセルと交差する一般に平行な光線を意味するように使用される。前記重複光線は、反対方向から前記ボクセルを横断してもよく、又は互いからわずかにオフセットされてもよい。好ましくは、πパートナグループ化手段７４は、最大インターリーブに対して前記重複πパートナを一緒にグループ化する。前記グループ化されたπパートナは、重複πパートナメモリ７６に記憶される。
【００３０】
図４ないし５の参照を続け、更に図６を参照すると、フラクショナル距離（fractional distance）決定手段８０は、ボクセルｖの中心点８２から重複隣接光線６６、６８の各々の中心までのフラクショナル距離frac ｄ１、ｄ２を計算する。ボクセルｖが２つの投影間にある場合、例えば、投影６６、６８がボクセルｖにわずかに触れている場合、フラクショナル距離ｄ１、ｄ２は、それぞれ１／２に等しい。このような位置は、最小の好ましい位置であり、最小の補間重み係数を持つ。ボクセル中心８２が投影光線６６、６８の１つに直接的に位置する場合、フラクショナル距離ｄ１、ｄ２の１つは０に等しい。このような投影に対して、最大の補間重み係数が与えられる。例えば、ボクセル中心８２に最も近い光線は、重く重み付けされ、ボクセルｖにわずかに触れる光線は軽く重み付けされる。
【００３１】
インターリーブ係数決定手段８４は、重複πパートナ６６、６８の各セットに対してインターリーブ係数Ｉfを決定する。インターリーブ係数Ｉfは、最も効率的なインターリーブを達成するために、所定のボクセルｖの逆投影中に前記補間された光線の重みを修正するために予め決定される。例えば、インターリーブ係数Ｉfが０に等しくなるように選択される場合、インターリーブされた重みは生じず、通常の補間が使用される。インターリーブ係数Ｉfが１より小さくなるように選択される場合、投影出力値Ｐoutは、重複πパートナ又はインターリーブされた光線が存在しない場合には通常の補間に戻る。Ｉfの値が１に近づく場合、インターリーブされた光線は、投影出力値Ｐoutを計算するために重く使用される。一般に、補間係数Ｉf値は、前記補間された光線が中点位置に正確に配置される場合に特異点を避けるために１より小さくなるように選択される。好ましくは、補間係数Ｉf値は、正規化において特異点を避けるために［１−(最小の非ゼロＷt)］より小さい。インターリーブ係数Ｉfは、ｕ(Ｉuf)及び／又はｗ(Ｉwf)方向において定められることができる。随意に、インターリーブ係数値Ｉfは視野毎に変化する。
【００３２】
補間重み係数手段８６は、各寄与する投影６６、６８に対して補間重み係数Ｗtを生成し、即ち、
Ｗt＝ａ|.5-frac|＋ｂ
であり、ここでfracは'ｘ'方向における補間インデックスのフラクショナル部分（fractional part）であり、
ａ＝２・Ｉfであり、
ｂ＝１−Ｉｄであり、
Ｉfは前記補間係数である。
【００３３】
正規化手段９０は、他の重みが当技術分野において周知である再構成プロセス３０において正規化されるのと同じように、寄与する投影６６、６８からの全ての重みの和によりボクセルｖに対する計算された寄与を正規化し、即ち、
Ｐout＝(Ｗt・Ｗ0・Ｐ)/Σ(Ｗt・Ｗ0)
であり、ここでＰoutは投影出力値であり、
Ｗtは前記補間重み係数であり、
Ｗ0は他の全ての重みであり、
Ｐは、ｕ次元補間が値fracを使用する場合の補間された投影値である。
【００３４】
バックプロジェクタ（backprojector）９２は、正規化された投影出力Ｐoutを再構成画像メモリ３２に逆投影する。
【００３５】
図１を再び参照し、図４ないし５の参照を続けると、インターリーブプロセス６０は、当技術分野において既知である二重焦点スポット変調（ＤＦＳ、dual focal spot modulation）を用いるイメージングシステムにおいて重複光線６６、６８からの寄与を結合する。ＤＦＳは、ＯW方向における放射線源１２の二重焦点スポット変調の使用によりＯW方向（軸方向ＯZに垂直な方向）においてより高いサンプリングレートを達成するために使用される。焦点スポットは、放射線源１２のアノード１０２の斜めの面１００上の２つの位置ＦＳ１とＦＳ２との間でシフトされる。子午面（meridian plane）１０４上の黒丸は、焦点スポットＦＳ１を使用して取得されたサンプルを示し、子午面１０４上の白い正方形は、焦点スポットＦＳ２を使用して取得されたサンプルを示す。もちろん、他の多重焦点スポット変調も考えられる。
【００３６】
リビニングプロセッサ６２は、２つの変調された焦点スポットＦＳ１及びＦＳ２の投影６６及び６８を平行ビーム幾何学構成にリビニングする。πパートナグループ化手段７４は、最大のインターリーブに対して前記重複πパートナを一緒にグループ化する。フラクショナル距離決定手段８０は、ボクセルｖの中心点８２から重複する隣接光線６６及び６８の各々までのフラクショナル距離frac ｄ１、ｄ２を計算する。インターリーブ係数決定手段８４は、重複πパートナ６６及び６８の各々のセットに対してインターリーブ係数Ｉfを決定する。
【００３７】
補間重み係数手段８６は、各寄与する投影６６、６８に対して補間重み係数Ｗtを生成し、即ち
Ｗt＝ａ|.5-frac|＋ｂ
であり、ここでfracは'ｘ'方向における補間インデックスのフラクショナル部分であり、
ａ＝２・Ｉfであり、
ｂ＝１−Ｉｄであり、
Ｉfは前記補間係数である。
【００３８】
もちろん、１８０°の視野からの光線が同様に結合されることができることも考えられる。例えば、４つの光線が、前記ボクセルに対するフラクショナル距離に基づいて重み付けされ、前記重みの合計が正規化される。
【００３９】
正規化手段９０は、寄与する投影６６、６８からの全ての重みの和によりボクセルｖに対して計算された寄与を正規化し、即ち、
Ｐout＝(Ｗt・Ｗ0・Ｐ)/Σ(Ｗt・Ｗ0)
であり、ここでＰoutは投影出力値であり、
Ｗtは前記補間重み係数であり、
Ｗ0は他の全ての重みであり、
Ｐは、ｕ次元補間が値fracを使用する場合の補間された投影値である。
【００４０】
バックプロジェクタ９２は、正規化された投影出力Ｐoutを再構成画像メモリ３２に逆投影する。
【００４１】
再構成プロセス３０においてインターリーブプロセス６０により得をするために、投影サンプルが、元のネイティブの幾何学的サンプリング位置及び（Ｕ及びＷにおける）方向に可能な限り近くに配置されるべきであると理解されるべきである。例えば、Ｕ方向におけるリビニングは、好ましくは、スキャン中心の近くの元のサンプル位置を保持し、即ち、スキャン中心の近くのマッチする光線を用いてｄＵ＝Ｓｄαである（ｄαは取得された投影における前記光線の元の角度間隔である）。同様に、Ｗ方向において実行されるリビニングは、好ましくは、前記円錐の中心の近くの元のサンプル位置を保持する。
【００４２】
本発明は、好適な実施例を参照して記載されている。明らかに、前述の詳細な記載を読み、理解すると、修正及び変更が他に思いつく。本発明が、添付の請求項又はこれらの同等物の範囲内にある限り全てのこのような修正及び変更を含むものとして解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】コンピュータ断層撮影イメージングシステムの概略的な表現図を示す。
【図２】検出器に投影された第１のボクセルを概略的に図示する。
【図３】検出器に投影された第２のボクセルを概略的に図示する。
【図４】コンピュータ断層撮影システムの一部の概略的な表現図を示す。
【図５】ＯU方向に垂直にかつＯZ方向に沿って見られる二重焦点スポットを概略的に図示する。
【図６】２つの実質的に平行なπパートナにより交差されるボクセルを概略的に図示する。
【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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【国際調査報告】
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