(57)【要約】【課題】  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシスにおけるターゲット角のヒール効果補正。【解決手段】  被検体（２２）をスキャンするためのイメージングシステム（１０）は、Ｘ線源（１４）と、該線源からＸ線（１６）を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列（２０）を有するＸ線検出器（１８）と、Ｘ線源及びＸ線検出器に動作可能に接続されたコンピュータ（３６）と、Ｘ線源とＸ線検出器の間に位置付けられた、非固定フィルタを含むフィルタとを備え、該非固定フィルタは、検出器の横列の数に基づいて個々の検出器横列に対して異なる方法でフィルタ処理を行うように構成されている。【選択図】      図８
2005169110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体（２２）をスキャンするためのイメージングシステム（１０）であって、
Ｘ線源（１４）と、
前記線源からＸ線（１６）を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列（２０）を有するＸ線検出器（１８）と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器に動作可能に接続されたコンピュータ（３６）と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に位置付けられたフィルタと、
を備え、
前記フィルタは、それぞれの検出器横列に対して検出器の横列の数に応じて異なる方法でフィルタ処理を行うように構成された非固定フィルタを含むことを特徴とするシステム（１０）。
【請求項２】
被検体（２２）をスキャンするためのイメージングシステム（１０）であって、
Ｘ線源（１４）と、
前記線源からＸ線（１６）を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列（２０）を有するＸ線検出器（１８）と、
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器に動作可能に接続されたコンピュータ（３６）と、
を備え、
前記コンピュータは、不均一であり且つｚ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つをフィルタ処理して均一性を向上させるように設定されていることを特徴とするシステム（１０）。
【請求項３】
前記フィルタｆ（ｚ）が、
【数１】
2005169110.tif 000005
及び、
【数２】
2005169110.tif 000006
に従って決定される場合に、該フィルタは前記空間分解能の均一性を向上させるように構成されており、式中、ｔ（ｚ）は目的空間分解能関数であり、ｈ（ｚ）は投射された焦点の関数であり、ｄ（ｚ）は投射された検出器のアパーチャの関数である請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記フィルタは、
ｗ２ｋ−＋ｗ２ｋ＋ｗ２ｋ＋＝ηｋ
となるように前記投影ノイズの均一性を向上させるように構成されており、式中、ｗｋ−、ｗｋ、ｗｋは検出器横列ｋ−１、ｋ、及びｋ＋１に対するフィルタ係数を示し、ηｋは検出器横列ｋに対する正規化された投影ノイズである、請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記フィルタは更に、ターゲット角（１２０）が中央検出器横列よりも小さい場合に前記空間分解能の均一性を向上させ、前記ターゲット角が前記中央検出器横列よりも大きい場合に前記投影ノイズの均一性を向上させるように構成されている請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記フィルタは更に、前記ターゲット角（１２０）が中央検出器横列よりも小さい場合に前記空間分解能の均一性を向上させるように設定されており、前記フィルタｆ（ｚ）は、
【数３】
2005169110.tif 000007
及び、
【数４】
2005169110.tif 000008
に従って決定される場合に、該フィルタは前記空間分解能の均一性を向上させるように構成されており、式中、ｔ（ｚ）は目的空間分解能関数であり、ｈ（ｚ）は投射された焦点の関数であり、ｄ（ｚ）は投射された検出器のアパーチャの関数である請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記フィルタは更に、前記ターゲット角（１２０）が前記中央検出器横列よりも大きい場合に、
ｗ２ｋ−＋ｗ２ｋ＋ｗ２ｋ＋＝ηｋ
に従って前記投影ノイズの均一性を向上させるように構成され、式中、ｗｋ−、ｗｋ、ｗｋは検出器横列ｋ−１、ｋ、及びｋ＋１に対するフィルタ係数を示し、ηｋは検出器横列ｋに対する正規化された投影ノイズである請求項５に記載のシステム（１０）。
【請求項８】
Ｘ線管のターゲット角のヒール効果を少なくとも部分的に補正するための、システム（１０）によって実行可能なプログラムが符号化されたコンピュータ可読媒体（５２）であって、前記プログラムが、
Ｘ線源（１４）を準備し、
前記線源からＸ線（１６）を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列（２０）を有するＸ線検出器（１８）を準備し、
不均一であり且つｚ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つの均一性を向上させるようフィルタを用いるよう前記コンピュータ（３６）に命令するように構成されているコンピュータ可読媒体（５２）。
【請求項９】
フィルタを用いる段階は、前記フィルタｆ（ｚ）が、
【数５】
2005169110.tif 000009
及び、
【数６】
2005169110.tif 000010
に従って決定される場合に、前記空間分解能の均一性を向上させるように該フィルタを使用する段階を含み、式中、ｔ（ｚ）は目的空間分解能関数であり、ｈ（ｚ）は投射された焦点の関数であり、ｄ（ｚ）は投射された検出器のアパーチャの関数である、請求項８に記載のコンピュータ可読媒体（５２）。
【請求項１０】
フィルタを用いる段階は、
ｗ２ｋ−＋ｗ２ｋ＋ｗ２ｋ＋＝ηｋ
に従って前記投影ノイズの均一性を向上させるように前記フィルタを用いる段階を含み、式中、ｗｋ−、ｗｋ、ｗｋは検出器横列ｋ−１、ｋ、及びｋ＋１に対するフィルタ係数を示し、ηｋは検出器横列ｋに対する正規化された投影ノイズである、請求項８に記載のコンピュータ可読媒体（５２）。
【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）イメージングシステムに関し、より詳細には、ターゲット角のヒール効果補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの既知のイメージングシステムにおいては、Ｘ線管の線源がＸ線ビームを投射し、該Ｘ線ビームは、患者などの撮像される被検体を透過して、Ｘ線検出器横列のアレイ上に衝突する。この技法は医用ＣＴスキャナには極めて有効であるが、マルチスライスＣＴの場合のように検出器の撮像範囲が大きくなる場合には、幾つかの欠点を有する。複数の検出器横列を含むマルチスライスＣＴイメージングシステムの出現で、Ｘ線束が不均一であること、及びスライス厚が不均一であることの少なくとも２つの主要な欠点が存在する。不均一なＸ線束はヒール効果を招く可能性があり、不均一なスライス厚は空間分解能の変動を生じる可能性がある。
【０００３】
ヒール効果の影響により、検出器横列全体にわたり画質の差異が生じる可能性がある。例えば、公称７度のターゲット角を有する４０ｍｍの立体コンピュータ断層撮影（ＶＣＴ）検出器は、外側陽極側横列上で５度、及び外側陰極側横列上で９度の有効ターゲット角を有しており、検出器の一方端から他方端までで約２０％の強度変動を生じる。ヒール効果によるこの放射線強度の変動がＸ線検出器横列全体にわたって画質を低下させ、その結果、放射線写真の画質を低下させる。
【０００４】
不均一なスライス厚は、最初に投射された焦点高さが２回目に投射された焦点高さよりも有意に大きい場合に生じる。不均一なスライス厚は、Ｚ軸方向の空間分解能が検出器横列の関数となるということをなる。
【特許文献１】米国特許第６５７０９５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マルチスライスＣＴにおいては、Ｘ線束及び空間分解能の両方が検出器の横列間に有意に変化しないようにシステムを設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの態様において、Ｘ線管のターゲット角のヒール効果を少なくとも部分的に補正する方法が提供される。本方法は、Ｘ線源を準備する段階と、該線源からＸ線を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列を有するＸ線検出器を準備する段階と、不均一であり且つＺ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つの均一性を向上させるようにフィルタを用いる段階とを含む。
【０００７】
別の態様においては、被検体をスキャンするイメージングシステムが提供される。本イメージングシステムは、Ｘ線源と、該線源からＸ線を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列を有するＸ線検出器と、Ｘ線源及びＸ線検出器に動作可能に接続されたコンピュータと、を備え、該コンピュータは、不均一であり且つｚ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つをフィルタ処理して均一性を向上させるように構成されている。
【０００８】
更に別の態様においては、Ｘ線管のターゲット角のヒール効果を少なくとも部分的に補正するためのシステムによって実行可能なプログラムが符号化されたコンピュータ可読媒体が提供される。本プログラムは、Ｘ線源を準備し、該線源からＸ線を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列を有するＸ線検出器を準備し、不均一であり且つｚ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つの均一性を向上させるようにフィルタを用いることをコンピュータに命令するように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
幾つかの既知のＣＴイメージングシステム構成においては、Ｘ線源が扇状のビームを投射し、該扇状のビームは、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。Ｘ線ビームは、患者などの撮像される被検体を透過する。被検体によって減弱された後、ビームは、放射線検出器のアレイ上に衝突する。検出器アレイで受信される減弱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値である個別の電気信号を生成する。全ての検出器からの強度測定値が個別に収集され、透過プロファイルが生成される。
【００１０】
第三世代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対象の被検体の周りをガントリと共に回転する。１つのガントリ角度における検出器アレイからのＸ線減弱測定値のグループ、即ち投影データは、「ビュー」と呼ばれる。被検体の１つの「スキャン」は、Ｘ線源及び検出器が１回転する間に異なるガントリ角度、即ちビュー角度において作成されたビューのセットを含む。
【００１１】
軸方向スキャンでは、投影データは、被検体を通して取得された二次元スライスに対応する画像を構成するよう処理される。投影データのセットから画像を再構成する１つの方法は、当該技術分野ではフィルタ補正逆投影法と呼ばれている。この方法は、スキャンからの減弱測定値を「ＣＴ値」又は「ハウンスフィールド単位」（ＨＵ）と呼ばれる整数値に変換し、該整数値は、冷陰極管表示装置上の対応する画素の輝度を制御するために用いられる。
【００１２】
総スキャン時間を短縮するために、「螺旋」スキャンを実行することができる。「螺旋」スキャンを実行するために、所定数のスライスに対するデータが収集される間、患者が移動される。このようなシステムは、ファンビーム螺旋スキャンから単一の螺旋を生成する。ファンビームによってマッピングされた螺旋が投影データをもたらし、該投影データから各所定のスライスの画像を再構成することができる。
【００１３】
螺旋スキャン用の再構成アルゴリズムは通常、収集されたデータをビュー角度及び検出器チャン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用いる。具体的には、フィルタ補正逆投影法の前に、データは、ガントリ角度及び検出器角度の両方の関数である螺旋重み付け係数に従って重み付けされる。次いで、重み付けされたデータを処理して、ＣＴ値を生成すると共に被検体を通して取得された二次元スライスに対応する画像を構成する。
【００１４】
全収集時間を更に短縮するために、マルチスライスＣＴが導入されている。マルチスライスＣＴでは、複数列の投影データが、あらゆる時間的瞬間において同時に収集される。螺旋スキャンモードと組み合わせると、このシステムは、単一の螺旋のコーンビーム投影データを生成する。シングル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アルゴリズムの前に投影データに重み付けを乗算する方法を導き出すことができる。
【００１５】
本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、所載の方法及びシステムの「一実施形態」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。
【００１６】
また、本書で用いられる「画像を再構成する」という表現は、画像を表わすデータが生成されるが可視画像は形成されないような所載の方法及びシステムの実施形態を排除するものではない。但し、多くの実施形態は少なくとも1つの可視画像を形成する（又は形成するように構成されている）。
【００１７】
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、ガントリ１２の反対側の検出器アレイ１８に向けてＸ線１６のビームを投射するＸ線管１４（本明細書においてはＸ線源１４とも呼ばれる）を有する。検出器アレイ１８は、アレイ１８と線源１４間の患者２２などの被検体を透過する投射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１及び図２には示さず）によって形成されている。各検出器素子２０は、衝突するＸ線ビームの強度を表す電気信号を生成し、従って、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ためのスキャン中、ガントリ１２及びその中に取り付けられた構成要素が回転の中心２４の周りを回転する。図２には、単一の横列の検出器素子２０（即ち、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並行なスライス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。
【００１８】
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線制御装置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制御装置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、ＤＡＳ３２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行する。再構成された画像は、入力としてコンピュータ３６に印加され、コンピュータ３６が、画像を記憶装置３８内に格納する。画像再構成装置３４は、コンピュータ３６上で実行する専用ハードウェア又はコンピュータプログラムとすることができる。
【００１９】
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。関連する冷陰極管表示装置４２により、オペレータは、コンピュータ３６から再構成画像及び他のデータを観察することができる。オペレータが与えた指令及びパラメータは、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８、及びガントリモータ制御装置３０に制御信号並びに情報を提供するためにコンピュータ３６によって使用される。更に、コンピュータ３６は、ガントリ１２内に患者２２を位置付けるための電動式テーブル４６を制御するテーブルモータ制御装置４４を動作させる。詳細には、テーブル４６が、ガントリ開口部４８を通って患者２２の部位を移動させる。
【００２０】
一実施形態では、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、ファームウェア（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、本明細書において使用する用語「コンピュータ」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、本明細書に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、産業環境、或いは、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ンシステムのような輸送環境に一般に用いられるシステムなどの非医用イメージングシステムにももたらされることが企図される。
【００２１】
本明細書に述べるのは、一実施形態においては非固定フィルタを用いて、Ｘ線検出器横列による放射線測定値の標準偏差の均一性を向上させることによって、ヒール効果を少なくとも部分的に補正する方法及び装置である。
【００２２】
図３〜図５を参照すると、Ｘ線管１４は、陰極コイル１０２及びターゲット１０４を含む。一般に、電子１０６は、Ｘ線管１４内でコイル１０２からターゲット１０４まで移動する。電子１０６は、異なる位置においてターゲット１０４と接触し、検出器１８及び検出器横列２０に向けてターゲット１４を離れる際に異なる角度でＸ線１６を放出させる。具体的には図３において、電子１０６は、実際の焦点長Ｌ１１４に沿ってスキャン計画１１２に対して浅い角度α１１０でターゲット１４の表面１０８に接触する。投射された焦点の高さｈ１１６は、Ｌ１１４にｓｉｎ（α）を乗じたものに等しく、
ｈ＝Ｌｓｉｎ（α）      （１）
である。
【００２３】
従って、実際の焦点長Ｌ１１４は投射された焦点の高さｈ１１６よりも有意に大きいという結果が得られる。２つの主要な影響がある。１つは、Ｚ軸方向（図４に示す）におけるスライス全体にわたる不均一なＸ線束であり、もう１つは不均一なスライス厚（図５に示す）である。
【００２４】
図４に、複数のＸ線ビーム１６、ターゲット角ξ１２０、及び交差部１２２の平均深さを示す。複数のＸ線ビーム１６は、第１のＸ線ビーム１２４と第２のＸ線ビーム１２６を含む。ターゲット１０４から放出されたＸ線１２４は、ターゲット１０４内で第１の距離ｄ１１３０を移動した後にターゲット１０４を出る。これは、Ｘ線１２６がターゲット１０４を出る前にターゲット１０４内を移動する第２の距離ｄ２１３２よりも短い距離である。ｄ２１３２はｄ１１３０よりも大きいので、Ｘ線１２６は、Ｘ線１２４よりも更に減弱されてターゲット１０４を離れる。この減弱量の差がヒール効果である。その結果、Ｘ線束の強度は、Ｘ線１６及びターゲット表面１０８によって形成されるターゲット角ξ１２０の関数として変化する。ターゲット角ξ１２０と検出器横列２０との間に１対１の関係がある場合には、Ｘ線の強度は、各検出器横列２０と共に単調に変化する。一般に、より小さいターゲット角ξ１２０は、低下したＸ線束強度に対応する。
【００２５】
図５は、スライス厚の不均一性を示している。上記で検討したように、電子１０６は、異なる位置においてターゲット１０４と接触し、検出器１８及び検出器横列２０に向けてターゲット１４を離れる際に異なる角度でＸ線１６を放出する。スライス厚の不均一性は、投射された焦点の高さｈ１１６（図３に示す）のばらつきによって生じる。図５に具体的に示すように、投射された焦点の高さｈ１１４０は、投射された焦点の高さｈ２１４２よりも有意に大きい。これは、検出器横列２０の関数としてのＺ軸方向における空間分解能ということになる。
【００２６】
マルチスライスＣＴにおいては、投影ノイズと密接に関連するＸ線束と空間分解能との両方が検出器の横列間で有意に変化しないようにシステムを設計することが望ましい。ヒール効果の影響を十分に理解するために、システムの空間分解能を推定する簡単なモデルを用いる。より複雑なモデルを用いてもよいが、全体としての結果に変化はない。一般に、Ｚ方向のシステムの空間分解能ｓ（ｚ）は、投射された焦点の関数ｈ（ｚ）と投射された検出器のアパーチャ関数ｄ（ｚ）との畳み込み積分である。
【００２７】
【数７】
2005169110.tif 000003
【００２８】
投射された焦点の関数ｈ（ｚ）は点検出器を仮定することにより得られ、一方、投射された検出器のアパーチャは、点Ｘ線源を仮定することにより得られる。ｚ方向のシステムの空間分解能ｓ（ｚ）は、スライス感度プロファイル（ＳＳＰ）と呼ばれることが多い。焦点の関数と検出器のアパーチャ関数を矩形関数によって近似すると、ＳＳＰの半値全幅（ＦＷＨＭ）は、２つの投射関数の大きいほうのＦＷＨＭに等しくなる。同様に、ゼロ値全幅（ＦＷＺＭ）は、２つの投射関数の幅の合計となる。
【００２９】
図６は、ＳＳＰのＦＷＨＭ２１０及び２つの投射関数のＦＷＺＭ２２０を示すグラフ２００である。グラフ２００は、ＳＳＰの有意な不均一性を明瞭に示している。ＦＷＨＭ２１０及びＦＷＺＭ２２０は、アイソセンタにおける０.５２５ｍｍの検出器アパーチャ（検出器横列間に０.１ｍｍのタングステン線を有する０.６２５ｍｍの検出器ピッチ）、中央平面で測定した１.２ｍｍの公称焦点高さ、アイソセンタでの４０ｍｍの検出器撮像範囲、及び７°のターゲット角において計算された。
【００３０】
Ｘ線束の不均一性の検討は、交差部の平均深さ、平均Ｘ線光子エネルギ、及び対応するターゲットの減弱特性の推定を必要とすることから、より複雑である。アイソセンタにおける７度のターゲット角及び４０ｍｍの撮像範囲において、検出器の一方端から他端までの強度変動は約２０％であることが確認されている。
【００３１】
発明者らによる解析結果では、ＳＳＰがターゲット角ξ１２０（図４に示す）と共に増大し、一方、投影ノイズはターゲット角ξ１２０と共に減少することを示している。検出器横列２０全体にわたる両方の変動を低減することが望ましい。変動を低減する１つの手法は、適応フィルタ処理の利用である。一般に、低域通過フィルタの適用は空間分解能を低下させ、それと同時にノイズを減少させる。発明者らは、その特性が検出器横列２０の関数として変化する非固定フィルタ（Ｚに沿った）を設計することができる。即ち、平滑化の量は、ターゲット角ξ１２０の関数として減少する。ＦＷＨＭ２２０及びＦＷＺＭ２３０は同じようには変化しないので、フィルタカーネルの形状もまた、両方の特性の均一性が満たされるように変更する必要がある。初期ＳＳＰ、ｓ（ｚ）及び目的ＳＳＰ関数、ｔ（ｚ）の両方が既知であるので、このようなフィルタを設計する技法はよく知られている。例えば、目的応答関数を最大ターゲット角ξ１２０の初期ＳＳＰ関数として設定することができる。その後、フィルタ処理関数ｆ（ｚ）は、以下の関係を満たす既知の信号処理技法によって導出することができる。
【００３２】
【数８】
2005169110.tif 000004
【００３３】
例えば、最もよく知られた技法の１つは、ウィナフィルタである。平滑化の量は、ターゲット角ξ１２０（図４に示す）の減少と共に増大する。従って、ノイズの低減量もまた、ターゲット角ξ１２０の減少と共に増大する。これは、等価光子束の増大につながる。図７は、フィルタ処理後に得られたＦＷＨＭ３１０及びＦＷＺＭ３２０を示すグラフ３００である。ｚ全体にわたって両方のパラメータが更に均一である点に留意されたい。同時に、検出器２０の一方端（図４に示す）から他方端までの等価光子束の増大３３０は、約２０％である。線束減少が約２０％であった先の検討を考慮すれば、投影において結果として生じるノイズは、フィルタ処理によってより均一になる。
【００３４】
目的関数ｔ（ｚ）は、最大ターゲット角ξ１２０のＳＳＰと異なるように選択することができる。例えば、目的関数は、中央横列のＳＳＰとして選択することができる。この場合、中央横列よりも大きいターゲット角ξ１２０に対するフィルタ関数は、高域通過フィルタである。中央横列よりも小さいターゲット角ξ１２０に対するフィルタ関数は、低域通過フィルタである。その結果、より大きいターゲット角ξ１２０の横列で収集された投影に対してはノイズレベルが増大し、より小さいターゲット角ξ１２０の横列で収集された投影に対してはノイズレベルが減少する。
【００３５】
代替的に、フィルタ処理機能は、ＳＳＰではなくＸ線束に基づいて決定することができる。先の分析に基づき、Ｘ線束はターゲット角ξ１２０の減少と共に減少することが分かっている。従って、フィルタ関数のセットは、これらが全ての検出器横列にわたって投影ノイズを均一にするように導出される。例えば、３点フィルタを用いて、近接する３つの検出器横列の投影に基づいて最終投影を生成することができる。検出器横列ｋ−１、ｋ、及びｋ＋１に対するフィルタ係数をｗｋ−、ｗｋ、ｗｋ＋で示し、検出器横列ｋに対する正規化Ｘ線束レベルηｋ（基準横列は正規化線束レベルが１である）に対し、フィルタは以下の関係を満たす必要がある。
【００３６】
ｗ２ｋ−＋ｗ２ｋ＋ｗ２ｋ＋＝ηｋ      （４）
或いは、フィルタ設計は、Ｘ線束及びＳＳＰの組み合わせに依存することができる。例えば、中央横列よりも大きいターゲット角ξ１２０に対してはＸ線束に基づいてフィルタが決定され、中央横列よりも小さいターゲット角ξ１２０に対してはＳＳＰ関数に基づいてフィルタが決定される。
【００３７】
非固定フィルタの適用は、不均一な検出器サイズと組み合わせることができる。即ち、マルチスライス検出器は、検出器のアパーチャが列毎に変化するように設計することができる。この組み合わせにおいては、Ｘ線束の均一性及びシステム応答は、両方の技法によって達成される。従って、より緩やかなフィルタ設計が可能となる。
【００３８】
図８は、イメージングシステム１０を用いてアーチファクトの減少を促進する方法４００である。方法４００は、Ｘ線源を準備する段階４１０と、線源からＸ線を受信するように配置された複数の検出器横列を有するＸ線検出器を準備する段階４２０と、Ｘ線束及び空間分解能が不均一であり且つｚ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つの均一性を向上させるためにフィルタを用いる段階４３０とを含む。
【００３９】
Ｘ線管のヒール効果を低減するためのこれまでの試みは、Ｘ線管のターゲット角の修正に焦点を絞ってきた。この手法は、Ｘ線束及びシステム応答の均一性をＸ線管の効率とトレードするものである。この提案された手法は、このようなトレードオフを解消する。更に、Ｘ線管の再設計が除外される。
【００４０】
ヒール効果補正フィルタの例示的な実施形態が、上記に詳細に説明されている。本組立体は、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、各組立体の構成要素は、本明細書に記載した他の構成要素と独立して且つ個別に用いることができる。
【００４１】
本発明を種々の特定の実施形態の観点から説明してきたが、当業者であれば、請求項の精神及び技術的範囲内の変更を行い本発明を実施することができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＣＴイメージングシステムの図。
【図２】図１に示すシステムの概略ブロック図。
【図３】Ｘ線の出力を示す図。
【図４】ターゲット角のヒール効果を示す図。
【図５】Ｚ軸に沿った投射された焦点の高さの変動を示す図。
【図６】計算されたＦＷＨＭ及びＦＷＺＭを示すグラフ。
【図７】計算されたＦＷＨＭ、ＦＷＺＭ、及び適応フィルタ処理後の等価線束を示すグラフ。
【図８】ヒール効果の補正を低減する方法の概略ブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
４１０  Ｘ線源を準備する段階
４２０  線源からＸ線を受け取るように位置付けられた複数の検出器横列を有するＸ線検出器を準備する段階
４３０  不均一であり且つｚ軸に沿ったターゲット角の関数である投影ノイズ及び空間分解能のうちの少なくとも１つの均一性を向上させるためにフィルタを用いる段階
【図１】
2005169110.tif 000011
【図２】
2005169110.tif 000012
【図３】
2005169110.tif 000013
【図４】
2005169110.tif 000014
【図５】
2005169110.tif 000015
【図８】
2005169110.tif 000016
【図６】
2005169110.tif 000017
【図７】
2005169110.tif 000018
【外国語明細書】
2005169110000001.pdf