(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム（１０）を利用して被検体（２２）の画像を生成する方法であって、
ＣＴイメージングシステムを利用して被検体をコーンビームによりアキシャルスキャンして、１８０°より大きな被検体の投影データを取得する段階と、
投影位置と再構成されるべき画像内のピクセル位置とに従って、前記投影データに重み付けする段階と、
前記重み付けされた投影データを利用して前記被検体の画像を再構成する段階と、
を含み、
前記投影データに従って該投影データに重み付けする段階が、再構成される画像ピクセルと、アイソセンタ（１２０）を中心として１８０°反対側に位置する投影データの影響をより低減するの重み付けを行う段階を含み、
前記投影データに重み付けする段階が、次式；
【数１】
0004644785.tif 000006
（ここで、ηは遷移領域を指定するパラメータであり、φは極座標系における画像ピクセルの角度であり、θは投影角である）で記述される関係によって定義される重み付けｗ（φ−θ）＝ｗ（α）を適用する段階を含む方法。
【請求項２】
η＝π／４であり、前記投影データが単一螺旋のコーンビーム投影データである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
再構成は、次式によって表わされる関係に従って実行され、
【数２】
0004644785.tif 000007
ここで、Γは、再構成で使用される投影データ範囲を指定するパラメータであり、Γ＞π／２である、
請求項１に又は２に記載の方法。
【請求項４】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム（１０）を利用して被検体（２２）の画像を生成する方法であって、
ＣＴイメージングシステムを利用して被検体をコーンビームによりアキシャルスキャンして、１８０°より大きな前記被検体の投影データを取得する段階と、
投影位置に従って前記投影データに重み付けする段階と、
デカルト座標系において前記重み付けされた投影データを利用して前記被検体の画像を再構成する段階と、
を含み、
アイソセンタ（１２０）を中心とした円領域のうち前記ＣＴイメージングシステムの放射源に近い半分の円領域（１２２）の投影データを、前記放射源から遠い半分の円領域（１２４）の投影データよりも低い重み付けを行う、方法。
【請求項５】
極座標系での再構成が実施され、各平面セグメントに対し、平面角度から９０°より小さい角度での投影ビューだけが、平面セグメント内のピクセルに寄与するように使用される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
検出器アレイ（１８）と放射源（１４）とを有するコンピュータ断層撮影イメージングシステム（１０）であって、被検体（２２）の画像を生成するために、
前記被検体をコーンビームによりアキシャルスキャンして、１８０°より大きな前記被検体の投影データを取得し、
投影位置と再構成されることになる画像内のピクセル位置に従って前記投影データに重み付けし、
前記重み付けされた投影データを利用して前記被検体画像を再構成する、
ように構成されており、
前記投影データに従って該投影データに重み付けするために、前記システムが、再構成される画像ピクセルと、アイソセンタ（１２０）を中心として１８０°反対側に位置する投影データの影響をより低減するの重み付けを行い、
前記投影データに重み付けするために、前記システムが、次式；
【数３】
0004644785.tif 000008
（ここで、ηは遷移領域を指定するパラメータであり、φは極座標系における画像ピクセルの角度であり、θは投影角である）で記述される関係によって定義される重み付けｗ（φ−θ）＝ｗ（α）を適用するように構成されているシステム（１０）。
【請求項７】
η＝π／４であり、前記投影データが単一螺旋のコーンビーム投影データである請求項６に記載のシステム（１０）。
【請求項８】
再構成は、次式によって表わされる関係に従って実行され、
【数４】
0004644785.tif 000009
ここで、Γは、再構成で使用される投影データ範囲を指定するパラメータであり、Γ＞π／２である、請求項７に記載のシステム（１０）。
【請求項９】
検出器アレイ（１８）と放射源（１４）とを有するコンピュータ断層撮影イメージングシステム（１０）であって、被検体（２２）の画像を生成するために、
前記被検体をコーンビームによりアキシャルスキャンして、１８０°より大きな前記被検体の投影データを取得し、
投影位置に従って前記投影データを重み付けし、
デカルト座標系において前記重み付けされた投影データを利用して前記被検体の画像を再構成し、
アイソセンタ（１２０）を中心とした円領域のうち前記ＣＴイメージングシステムの放射源に近い半分の円領域（１２２）の投影データを、前記放射源から遠い半分の円領域（１２４）の投影データよりも低い重み付けを行うように構成されているシステム（１０）。
【請求項１０】
極座標系での再構成が実施され、各平面セグメントに対し、平面角度から９０°より小さい角度での投影ビューだけが、平面セグメント内のピクセルに寄与するように使用される、請求項９に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングに関し、より具体的には、大開口形状寸法を有するこのようなシステムに特に有効であるＣＴシステムにおけるアーチファクトを低減する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｆｅｌｄｋａｍｐアルゴリズムは、中程度のコーン角に対するコーンビーム・アーチファクトの抑制に効果的であることが示されているが、幾つかの他の画像再構成方法と比較してｚ軸撮像範囲が小さい欠点を有する。例えば、アーチファクトのない再構成を確保するためには、画像内の全てのボクセルは、全投影によってサンプリングされる必要がある。実際には、多重アキシャルスキャンを用いて連続再構成ボリュームを取得するためには、各スキャンに対して再構成されるボリュームは、隣接するアキシャルスキャン間の距離で制限される。例えば、少なくとも１つの公知のＣＴシステムでは、各アキシャルスキャンによって撮像可能な円筒ボリュームは、１０．８ｍｍまでに制限される。臓器の連続した撮像範囲を得るには、隣接スキャン距離は、アイソセンタでの検出器のｚ方向撮像範囲の半分である１０．８ｍｍまでに制限される。２０ｍｍのボリュームを再構成するには、ＦＤＫ（Ｆｅｌｄｋａｍｐ）再構成アルゴリズムを利用するのに、外挿を実行する必要がある。しかしながら、この外挿は、再構成画像内にアーチファクトを導入する。
【特許文献１】米国特許第６６７８３４６号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
従って、本発明の幾つかの構成は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを利用して、被検体画像を生成する方法を提供する。本方法は、ＣＴイメージングシステムを利用して被検体をアキシャルスキャンして、１８０°より大きな被検体の投影データを取得する段階と、投影位置と再構成されるべき画像のピクセル位置とに従って投影データに重み付けする段階と、重み付けされた投影データを利用して被検体画像を再構成する段階とを含む。
【０００４】
幾つかの構成では、本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを利用して、被検体画像を生成する方法を提供し、ここで本方法は、ＣＴイメージングシステムを利用して被検体をアキシャルスキャンして１８０°より大きな被検体の投影データを取得する段階を含む。本方法は更に、投影位置に従って投影データに重み付けする段階と、重み付けされた投影データを利用してデカルト座標系において被検体画像を再構成する段階とを含む。
【０００５】
本発明の更に別の構成は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを利用して、被検体画像を生成する方法を提供する。これらの構成は、ＣＴイメージングシステムを利用して被検体をアキシャルスキャンして１８０°より大きな被検体の投影データを取得する段階と、再構成されることになる被検体画像のピクセルの位置に従って投影範囲を選択する段階と、選択された投影範囲を利用して被検体画像を再構成する段階とを含む。
【０００６】
本発明の幾つかの構成は、検出器アレイと放射源とを有するコンピュータ断層撮影イメージングシステムを提供する。被検体画像を生成するために、本システムは、被検体をアキシャルスキャンして１８０°より大きな被検体の投影データを取得するように構成される。本メージングシステムはまた、投影位置と再構成されることになる画像のピクセル位置に従って、投影データに重み付けし、重み付けされた投影データを利用して被検体画像を再構成するように構成される。
【０００７】
更に、本発明の幾つかの構成は、検出器アレイと放射源とを有するコンピュータ断層撮影イメージングシステムを提供し、ここで本イメージングシステムは、被検体をアキシャルスキャンして１８０°より大きな被検体の投影データを取得するように構成されている。本イメージングシステムは更に、投影位置に従って投影データに重み付けし、重み付けされた投影データを利用してデカルト座標系において被検体画像を再構成するように構成される。
【０００８】
本発明による更に他の構成は、検出器アレイと放射源とを有するコンピュータ断層撮影イメージングシステムを提供する。被検体画像を生成するために、これらの構成における本イメージングシステムは、被検体をアキシャルスキャンして１８０°より大きな被検体の投影データを取得するように構成される。本イメージングシステムは更に、再構成されることになる被検体画像のピクセルの位置に従って投影範囲を選択し、選択された投影範囲を利用して被検体画像を再構成するように構成される。
【０００９】
本発明の種々の構成は、アキシャルＣＴスキャンで得られたデータから生成された画像内の好ましくないコーンビーム・アーチファクトを有意に低減させるか又は除去する。従って、中程度のコーン角に対してコーンビーム・アーチファクトを低減しようと試みる公知の方法及び装置と比較すると、連続的な撮像範囲が隣接するアキシャルスキャン間距離の増大により取得可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
幾つかの公知のＣＴイメージングシステム構成では、Ｘ線源は、一般に「イメージング平面」と呼ばれるデカルト座標系のＸ−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされる扇形ビームを投射する。Ｘ線ビームは、患者などの撮像される被検体を透過する。ビームは、被検体によって減弱された後に放射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受信される減弱された放射線ビームの強度は、被検体によるＸ線ビームの減弱量によって決まる。アレイの各検出器素子は、検出器位置における減弱ビームの計測値である個別の電気信号を発生する。全ての検出器からの減弱計測値を個別に収集して透過プロフィールを形成する。
【００１１】
第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体と交差する角度が定常的に変化するようにイメージング平面内で撮像されることになる被検体の周りをガントリと共に回転する。減弱Ｘ線計測値の群、即ち１つのガントリ角での検出器アレイからの投射データは、「ビュー」と呼ばれる。被検体の「スキャン（走査）」は、Ｘ線源及び検出器が１回転する間の様々なガントリ角度すなわちビュー角度で形成されるビューのセットを含む。
【００１２】
アキシャル（軸方向）スキャンでは、投影データは、被検体を透過して取得された２次元スライスに対応する画像を構成するように処理される。投影データ集合から画像を再構成する１つの方法は、当該技術分野でフィルタ補正逆投影法と呼ばれるものである。この方法は、スキャンからの減弱計測値を「ＣＴ数」又は「ハウンスフィールド単位」（ＨＵ）と呼ばれる整数に変換し、該整数を用いて、陰極線管又は他の種類の表示装置上の対応するピクセルの輝度を制御する。
【００１３】
全スキャン時間を短縮するために、「ヘリカル」スキャンを実行することができる。「ヘリカル」スキャンを実行するには、所定のスライス数のデータを収集しながら患者を移動させる。このようなシステムは、１回の扇形ビームヘリカルスキャンから単一の螺旋を生成する。扇形ビームによってマッピングされた螺旋により投影データが得られ、該投影データから各所定のスライスにおける画像を再構成することができる。
【００１４】
ヘリカルスキャンに対する再構成アルゴリズムは一般に、収集されたデータをビュー角度及び検出器チャネル番号の関数として重み付けする螺旋重み付けアルゴリズムを使用する。具体的には、フィルタ補正逆投影法を適用する前に、ガントリ角度及び検出角度の双方の関数である螺旋重み係数に従ってデータを重み付けする。次に、重み付けされたデータを処理してＣＴ数を生成し、被検体を透過して取得された２次元スライスに対応する画像を構成する。
【００１５】
全収集時間を更に短縮するために、マルチスライスＣＴが導入されてきた。マルチスライスＣＴでは、多数の横列の投影データをあらゆる時間的瞬間に同時に収集する。ヘリカルスキャンモードと組み合わせると、システムは、単一螺旋のコーンビーム投影データを生成する。単一スライス螺旋重み付け方式と同様に、フィルタ補正逆投影法を適用する前に、投影データに重み付けを乗算するような方法を導き出すことができる。
【００１６】
本明細書で用いる場合には、単数形で記載されており単数不定冠詞を冠した要素又は工程という用語は、排除を明記していない限りかかる要素又は工程を複数備えることを排除しないものと理解されたい。更に、本発明の「１つの実施形態」に対する参照は、所載の特徴を同様に組み入れている他の実施形態の存在を排除しないものと解釈されたい。
【００１７】
また、本明細書で使用する用語「画像を再構成する」とは、画像を表すデータが生成されるが可視画像は生成されないような本発明の実施形態を排除することを意図するものではない。しかしながら、多くの実施形態は、少なくとも１つの可視画像を生成する（又は、生成するように構成されている）。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、「第三世代」ＣＴイメージングシステムを代表するガントリ１２を含むマルチスライススキャンイメージングシステム、例えばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム１０が示されている。ガントリ１２は、Ｘ線管１４（本明細書では、Ｘ線源とも呼ぶ）であっても良い放射源１４を有し、該Ｘ線管１４は、ガントリ１２の反対側の検出器アレイ１８に向けて放射線ビーム１６を投射する。（図１及び図２に示すＣＴイメージングシステム１０の構成は、Ｘ線源及びＸ線放射線を利用するが、本発明の構成は、Ｘ線源又はＸ線放射線に限定されない。）検出器アレイ１８は、アレイ１８と線源１４の間の患者などの被検体を透過する放射線（即ち、本明細書で説明する構成では、放射Ｘ線）を全体的に感知する複数の検出器素子２０を含む複数の検出器横列（図示せず）によって形成される。各検出器素子２０は、入射するＸ線ビームの強度を表す電気信号を生成し、従って、該電気信号はＸ線ビームが被検体又は患者２２を透過する際のビームの減弱量を推定するために用いることができる。Ｘ線投影データを収集するスキャン中、ガントリ１２及びその中に取り付けられた構成要素は、回転中心２４の周りを回転する。図２は、単一の横列の検出器素子２０（即ち、１つの検出器横列）だけを示している。しかしながら、マルチスライス検出器アレイ１８は、１回のスキャン中に複数の準平行又は平行なスライスに対応する投影データを同時に収集することができるように、複数の平行な検出器横列の検出器素子２０を含む。
【００１９】
ガントリ１２上の構成要素の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線コントローラ２８と、ガントリ１２上の構成要素の回転速度及び位置を制御するガントリモータコントローラ３０とを含む。制御機構２６内のデータ収集システム（ＤＡＳ）３２は、検出器素子２０からのアナログデータをサンプリングし、後続の処理のために該データをデジタル信号に変換する。画像再構成装置３４は、サンプリングされてデジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速画像再構成を実行する。再構成された画像は、コンピュータ３６に入力として加えられ、コンピュータ３６は、画像を記憶装置３８内に格納する。画像再構成装置３４は、専用ハードウエア又はコンピュータ３６上で実行するコンピュータプログラムとすることができる。
【００２０】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介してオペレータから指令及びスキャンパラメータを受け取る。関連する陰極管又は他の種類の表示装置４２により、オペレータは、再構成画像及び他のデータをコンピュータ３６から観察することができるようになる。オペレータから与えられた指令及びパラメータは、制御信号及び制御情報をＤＡＳ３２、Ｘ線コントローラ２８及びガントリモータコントローラ３０に提供するためにコンピュータ３６によって使用される。加えてコンピュータ３６は、モータ駆動テーブル４６を制御して患者をガントリ１２内に位置付けるテーブルモータコントローラ４４を動作させる。具体的には、テーブル４６は、ガントリ開口４８を通って患者２２の部位を移動させる。
【００２１】
１つの実施形態では、コンピュータ３６は、デバイス５０、例えばフレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、或いはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ若しくはネットワーク又はインターネット、並びに今後開発されることになるデジタル手段のような別のデジタルソースといったコンピュータ可読媒体５２から命令及び／又はデータを読み取るイーサネットデバイス（「イーサネット」は商標）などのネットワーク接続デバイスを含む任意の他のデジタルデバイスを含む。別の実施形態では、コンピュータ３６は、ファームウエア（図示せず）内に格納された命令を実行する。コンピュータ３６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされており、本明細書で使用するコンピュータという用語は、単に当該技術分野でコンピュータと呼ばれる集積回路のみに限定されず、広くコンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能論理制御装置、特定用途向け集積回路、及び他のプログラム可能回路を意味するものであり、これらの用語は、本明細書において互換的に使用される。上述の特定の実施形態は第三世代ＣＴシステムを指すが、本明細書に説明する方法は、第四世代ＣＴシステム（静止型検出器−回転式Ｘ線源）及び第五世代ＣＴシステム（静止型検出器及びＸ線源）に同等に適用される。更に、本発明の利点はＣＴ以外のイメージング診断装置にも生じることが企図される。更に、本明細書で説明する方法及び装置は、医療環境において説明されているが、本発明の利点は、工業環境、又は、例えば限定ではないが、空港又は他の輸送センタ用の手荷物スキャニングシステムのような輸送環境で一般に使用されるシステムのような、非医用イメージングシステムにもたらされることが企図される。
【００２２】
本発明の技術的作用は、１つ又は複数の画像内のアーチファクトが低減された患者又は被検体２２の１つ又は複数の画像を生成することである。本技術的作用は、ユーザがＣＴイメージングシステム１０を利用して被検体又は患者２２をスキャンし、ＣＴイメージングシステム１０を操作してスキャンされた被検体の画像を再構成することによって達成される。
【００２３】
Ｆｅｌｄｋａｍｐアルゴリズムは、中程度のコーン角に対するコーンビーム・アーチファクト抑制において効果的であることが示されているが、幾つかの他の画像再構成方法に対してｚ軸撮像範囲が小さいという欠点を有する。例えば、図３を参照すると、マルチスライスＣＴスキャン装置１０のアキシャルスキャンに対する再構成ボリュームを表す円筒領域１００が示されている。図４を参照すると、所望の再構成区域１０２を表す矩形が示されている。矩形１０２の高さＨは、アイソセンタ１２０での検出器１８の投影高さと等しい。２π投影が使用されるＦＤＫ型再構成アルゴリズムにおいては、画像内の各ボクセルは、全ての投影によってサンプリングされなければならない。この条件を満足するボリュームは、台形１０４によって表わされる。実際には、多重アキシャルスキャンを用いて連続再構成ボリュームを得るためには、各スキャンに対して再構成されるボリュームは、台形１０４内部に太線で囲まれた矩形１０６にまで制限される。その結果、隣接するアキシャルスキャン間距離は、矩形１０６の長さＬより大きくなることはできない。
【００２４】
アイソセンタでの投影された検出器幅をＤ、Ｘ線源からアイソセンタまでの距離をＳ、及び（ｘ−ｙ）平面有効視野（ＦＯＶ）の再構成半径をＲで表わすと、連続撮像範囲に対する隣接するアキシャルスキャン間距離ｔは、以下の条件を満足しなければならない。
【００２５】
【数３】
0004644785.tif 000002
【００２６】
例えば、Ｓ＝５４１ｍｍ、Ｒ＝２５０ｍｍ、及びＤ＝２０ｍｍのＣＴシステムでは、各アキシャルスキャンによってカバーすることができる円筒ボリュームは僅かに１０．８ｍｍとなる。臓器の連続した撮像範囲を得るには、隣接スキャン間の距離は、アイソセンタでの検出器のｚ方向撮像範囲のほぼ半分である１０．８ｍｍまでに制限される。２０ｍｍのボリュームを再構成するには、ＦＤＫ（Ｆｅｌｄｋａｍｐ）再構成アルゴリズムを利用するために、外挿を実行しなければならない。しかしながら、この外挿は、再構成画像内にアーチファクトを導入する。例えば、図５は、１６×１．２５ｍｍのアキシャルモードスキャンから再構成された画像を示す。図示された画像は、扇形ビームの中心平面の９．３７５ｍｍ上方に位置する。シェーディングアーチファクトが、模擬肋骨の近傍に明瞭に観察される。
【００２７】
画像再構築におけるアーチファクトの導入を回避するために、本発明の幾つかの構成は投影の外挿を排除する。例えば、図６を参照すると、元のコーンビームデータが傾斜した平行ビームサンプルの集合に組み換えられる場合を考える。スキャンボリュームの上部及び下部に近い画像スライスでは、各投影は円領域１２４の半分１２２だけを照射し、ステップアンドシュート方式マルチスライスＣＴイメージングシステムの小さなボリューム撮像範囲が示されている。図６を参照すると、完全な再構成のための最小角度範囲は、平行ジオメトリにおいて１８０°である。従って、全１８０°投影によって完全にサンプリングされるデータ部分は、投影範囲上に中心がある線１２６である。従って、投影データの任意の１８０°範囲によって完全に対応可能な唯一の領域は、線１２６だけである。再構成に対する影響は、アイソセンタ１２０から放射する各放射状線に対して、異なる１８０°投影データ集合が必要となることである。２つの線は、全く同一のデータ集合を使用するべきではない。
【００２８】
アイソセンタ１２０から放射する各放射状線に対して異なる１８０度投影データ集合が使用される再構成を実行するためには、本発明の幾つかの構成は、デカルト座標系ではなく極座標系での再構成を実施する。各平面セグメントに対し、平面角度から９０°より小さい角度での投影ビューだけが、平面セグメント内のピクセルに寄与するように使用される。従って、逆投影中に外挿は不要となる。図７を参照すると、再構成は以下に記述される式によって実行される。
【００２９】
【数４】
0004644785.tif 000003
【００３０】
ここで、Ｐ（ω，θ，ｚ’）は、投影角θで組み換えられ且つ重み付けされたコーンビームのフーリェ変換であり、ｚ’は、傾斜した平行ビームジオメトリ内の点（ｒ，φ，ｚ）の投影高さである。
【００３１】
この方法は外挿を排除するが、図８に示すように画像アーチファクトが生成する可能性がある。平行ビームジオメトリと異なり、１８０°離れた傾斜投影の投影データは、同一ではない。従って、１８０°離れたサンプルは、平行ビームの場合に存在するような冗長サンプルではない。この不一致又は差異は、再構成された画像内にアーチファクトを生じさせる可能性がある。厳密に１８０°が使用される従来の再構成では、シェーディングアーチファクトが、１８０°離れた最初と最後の投影間の投影角度で整列する。アーチファクトが線として現れる。しかしながら、本発明による構成では、画像内で使用される投影角範囲は位置に依存する。例えば図９を参照すると、再構成線１１０に対して、再構成のために使用される２つの最終投影が、矢印１１２で整列する。最大の不一致量は、円１１４で表わされる患者内（又はファントム内）の肋骨などのｚ軸方向の変化量を有する硬密度の被検体上で発生する。従って、再構成される線１１０上で生成されるアーチファクトは、円１１４を通る破線１１６と再構成される線１１０との交点である。全ての再構成線で生成されるアーチファクトは、アイソセンタ１２０と円１１４の双方を通る円１１８を形成する。
【００３２】
従って、本発明の幾つかの構成では、被検体の画像を生成するために、放射源と検出器アレイとを有するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムは、被検体をアキシャルスキャンして、１８０°より大きな投影データを取得するのに使用される。投影データは、例えば、式（１）に示すように、種々の構成における投影位置及び再構成されることになる画像内のピクセル位置に従って重み付けされる。被検体の画像は、重み付けされた投影データを利用して再構成される。
【００３３】
最大の不一致は、１８０°離れた投影によって生成される。従って、本発明の幾つかの構成では、１８０°離れた投影による影響が画像の形成において軽減される。その代わりに、１８０°より大きな投影データが使用されて、投影は、投影位置と再構成される画像ピクセル位置に従って重み付けされる。従って、本発明による幾つかの構成において、再構成は、次式によって表わされる関係に従って実行される。
【００３４】
【数５】
0004644785.tif 000004
【００３５】
ここで、重み付けｗ（φ−θ）＝ｗ（α）は、次式に示す関係で定義される。
【００３６】
【数６】
0004644785.tif 000005
【００３７】
Γは、再構成で使用される投影データ範囲を指定するパラメータであり、ηは遷移領域を指定するパラメータである。
【００３８】
一般的に、Γ＞π／２である。幾つかの構成では、η＝π／４である。これらのパラメータの値を使用して得られる画像は、アーチファクトが有意に低減された画像である。
【００３９】
本発明の幾つかの構成では、画像再構成に対して極座標が使用される。極座標を用いる場合には、再構成された画像は、表示のためにデカルト座標系に補間される。しかしながら、他の構成では、同様の結果を得るために、デカルト座標系が位置依存重み付け関数と共に使用されて、各投影の再構成画像への影響を制限する。より具体的には、再構成される画像に対する各コーン平行組み換え投影の重み付けは、ピクセル位置に依存する。ＣＴイメージジングシステムのＸ線源に最も近い画像部分に対する投影の重み付けは、画像の他の半部分の重み付けよりも小さい。Ｘ線源１４により近い画像の半部分に対しては、影響は殆ど無い。正味の影響は、極座標系による画像再構成と同等であるが、デカルト座標系を使用する幾つかの構成では、再構成画像を再サンプリングしてデカルト座標へ戻す第２の補間段階が有利に排除される。
【００４０】
従って、本発明の幾つかの構成は、ＣＴイメージジングシステムを利用して、被検体をアキシャルスキャンし、１８０°より大きな被検体投影データを取得する。投影データは投影位置に従って重み付けされ、被検体の画像は、デカルト座標系での重み付けされた投影データを利用して再構成される。
【００４１】
本発明の更に別の構成では、投影データの重み付けは、センタ平面から離れたスライスに限定される。ファンビームのセンタ平面に接近したスライスに対しては、全ての投影データ（３６０°）は、外挿問題を受けることなく使用することができる。従って、幾つかの構成は、再構成ボリュームの一方端に接近した画像スライスに対してだけ投影データ範囲を１８０°までに限定する。センタ平面と再構成ボリュームの端部との間のスライスにおいては、幾つかの構成では、投影データは、１８０°より大きく３６０°より小さい量に限定される。高い信号対雑音比を提供する構成では、可能な限りの多くのデータが使用される。このような構成は、式（２）のパラメータΓをスライス位置の関数として変化させる。
【００４２】
従って、幾つかの構成は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムを利用して、被検体をアキシャルスキャンし、１８０°より大きな被検体投影データを取得する。投影範囲は、再構成されるべき被検体画像のピクセル位置に従って選択され、被検体画像は、選択された投影範囲を利用して再構成される。幾つかの構成では、投影範囲の選定は、φ−π／２からφ＋π／２の間の投影範囲の選択を含み、ここでφはピクセルの極座標角度である。
【００４３】
このようにして、本発明の構成は、アキシャルＣＴスキャンで得られたデータから生成される画像内の好ましくないコーンビーム・アーチファクトを、有意に低減するか又は除去することが理解されるであろう。従って、中程度のコーン角に対してコーンビーム・アーチファクトを低減しようと試みる公知の方法及び装置と比較して、隣接アキシャルスキャン間の距離が増大することにより連続的な撮像範囲を得ることができる。
【００４４】
本発明を種々の特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明は、請求項の精神及び技術的範囲に含まれる変更を実施することができることは当業者には理解されるであろう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ＣＴイメージングシステムの構成図。
【図２】図１に示すシステムの概略ブロック図。
【図３】ステップアンドシュート方式マルチスライスＣＴイメージングシステムの従来技術の構成における低減されたボリューム撮像範囲を示す形状寸法の図。
【図４】ステップアンドシュート方式マルチスライスＣＴイメージングシステムの従来技術の構成における要求の再構成ボリューム及び実際の再構成ボリュームを示す図。
【図５】従来技術のＦｅｌｄｋａｍｐアルゴリズムを利用した、スライスはセンタ平面上方８．１２５ｍｍであり、ｗｗ＝４００である１６×１．２５ｍｍデータ収集の再構成画像。
【図６】ステップアンドシュートモードにおける低減したボリューム撮像範囲を示す他の形状寸法の図。
【図７】本明細書で使用された特定の変数が図で定義されている、ＣＴイメージングシステムの構成の形状寸法の図。
【図８】１８０°投影だけを備える再構成画像。
【図９】図８において可視のアーチファクトの原因図。
【図１０】ｗｗ＝４００で本発明の構成を利用して再構成された画像を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１０  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステム
１４  放射源
１８  検出器アレイ
２２  被検体
【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６】
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【図７】
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【図９】
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【図５】
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【図８】
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【図１０】
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