(57)【要約】【課題】  データ収集システムおよびこれに関連する信号処理電子機器の、コスト、複雑さ、および、バンド幅を増加させないこと。収集時間または検出器エリアを、それぞれ、減少させることによって、信号対ノイズ比も減少させないこと。【解決手段】  コンピュータ断層撮影（CT）スキャナ（12）用のデータ収集システム（DAS）（30）は、CTスキャナ（12）によって生成されるエックス線を検出するように配置されている検出器（34）の二次元アレイ（32）を含む。各々の検出器（34）は、軸方向（Z）に沿って、2個のサブ検出器（34a、34b）に分けられている。高速スイッチング回路（40）は、選択される隣接サブ検出器の出力（34a、34b）を結合し、たとえば、サブ検出器nをサブ検出器（n-1）および（n+1）と交替で結合する。高速スイッチング回路（40）は、軸方向（Z）に沿って、インターレースされたDASの出力信号を生成するように、DAS測定値間で、その設定をスイッチする。
2006503631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影スキャナ用のデータ収集システムであって、
前記コンピュータ断層撮影スキャナによって生成されるエックス線を検出するように配置されている、各々が前記コンピュータ断層撮影スキャナの軸方向に沿って2個のサブ検出器に分けられている検出器の二次元のアレイと、
選択された前記隣接するサブ検出器の出力を結合する、前記軸方向に沿ってインターレースされたデータ収集システムの出力信号を生成するために前記データ収集システムの測定値間でその設定をスイッチする、高速スイッチング回路とを備える、データ収集システム。
【請求項２】
前記検出器の前記アレイは、
前記コンピュータ断層撮影スキャナによって生成されたエックス線を受けるように配置されているシンチレータと、
前記エックス線の衝突によって前記シンチレータで生成されるシンチレーション・イベントを検出するように配置されていて、各々が軸方向に沿って2個のサブ光検出器に分けられている、光検出器の二次元のアレイと、
を含む、請求項1に記載のデータ収集システム。
【請求項３】
前記高速スイッチング回路は、選択された前記サブ検出器によって生成されるアナログの出力信号を結合する、請求項1および2のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項４】
前記検出器の二次元のアレイの検出器は、各々約1:1のアスペクト比を有し、かつ、前記サブ検出器は、各々約2:1のアスペクト比を有する、請求項1から3のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項５】
前記高速スイッチング回路は、（i）各々の前記検出器の前記2個のサブ検出器の出力が結合されている第1の設定と、（ii）各々の前記検出器の各々の前記サブ検出器の出力が軸方向に沿って隣接する検出器のサブ検出器の出力と結合されている第2の設定と、の間で、逐次的なデータ収集システムの測定値を交替する、請求項1から4のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項６】
軸方向に沿って出力信号の2倍の数を生成するように、前記コンピュータ断層撮影スキャナの角座標のそれぞれのサンプルをリビンする角度的なリビニング処理機
をさらに含む、請求項1から5のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項７】
前記コンピュータ断層撮影スキャナのエックス線供給源は、X方向に沿って前記検出器アレイの出力信号をインターレースするために逐次的なデータ収集システムの測定値を軸方向に直交するX方向に沿って2点の位置間で交替する、ダイナミック・エックス線フォーカル・スポットを生成し、前記データ収集システムは、
前記コンピュータ断層撮影スキャナの角座標にそれぞれサンプルをリビンする角度的なリビニング処理機と、
軸方向の出力信号の密度を増加させるように逐次的なデータ収集システムの測定値の選択された出力を平均化するアップサンプリング処理機と、
をさらに含む、請求項1から5のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項８】
等間隔に配置したサンプルを生成する前記データ収集システムの出力信号をリビンする半径方向リビニング処理機
をさらに含む、請求項7に記載のデータ収集システム。
【請求項９】
選択可能に結合された前記サブ検出器の出力をディジタル化するアナログ−ディジタル変換器
をさらに含む、請求項1から8のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項１０】
前記高速スイッチング回路は、前記サブ検出器の出力を加算することによって選択されたサブ検出器の出力を結合するアナログ加算回路
を含む、請求項1から9のいずれか1つに記載のデータ収集システム。
【請求項１１】
二次元の検出器アレイを用いるコンピュータ断層撮影画像化のためのサンプリング方法であって、
第1の軸列を有する第1の投影ビューを取得することと、
選択された割合によって第1の軸列を空間的に重ね合わせる第2の軸列を有する第2の投影ビューを取得することと、
ボリューメトリック・コンピュータ断層撮影画像化のために軸方向にインターレースされているボリューメトリック・データのセットを取得するために、前記第1および第2の軸列を有する投影ビューの取得を繰り返すことと、
を備える、サンプリング方法。
【請求項１２】
選択された割合の重ね合わせは、約50%である、請求項11に記載のサンプリング方法。
【請求項１３】
前記検出器アレイの第n番目の列のサンプルと、前記検出器アレイの（n+1）番目の列のサンプルとの結合を含む第1の投影ビューを取得し、かつ、
前記検出器アレイの第n番目の列のサンプルと、前記検出器アレイの（n-1）番目の列のサンプルとの結合を含む第2の投影ビューを取得する、
請求項11および12のいずれか1つに記載のサンプリング方法。
【請求項１４】
サンプルの結合は、前記検出器アレイのn番目の列のサンプルと、前記検出器アレイの選択される第（n+1）番目の列または第（n+1）番目の列のサンプルを追加することを含む、請求項13に記載のサンプリング方法。
【請求項１５】
前記検出器アレイの第n番目の列の検出器で生成される検出器電流を、前記検出器アレイの選択される第（n+1）番目または第（n+1）番目の列の対応する検出器によって発生される検出器電流を加算することを含む、
請求項13および14のいずれか1つに記載のサンプリング方法。
【請求項１６】
前記結合後に、前記結合されたサンプルをディジタル化すること
をさらに含む、請求項13から15のいずれか1つに記載のサンプリング方法。
【請求項１７】
リビンされたパラレルビューを生成するために、結合されたサンプルをリビンすること
をさらに含む、請求項13から16のいずれか1つに記載のサンプリング方法。
【請求項１８】
前記リビニングは、
パラレルビューの第1のセットを生成するために前記第1の投影ビューをリビンすることと、
パラレルビューの第2のセットを生成するために前記第2の投影ビューをリビンすることと、
リビンされたパラレルビューを生成するように選択された前記第1および第2のパラレルビューを結合することと、
を含む、請求項17に記載のサンプリング方法。
【請求項１９】
軸方向の2倍のサンプル数を生成するために、前記第1のビューおよび前記第2のビューのサンプルを補間することによって結合されたサンプルをアップサンプルすること
をさらに含む、請求項13から18のいずれか1つに記載のサンプリング方法。
【請求項２０】
各々の前記第1または第2の投影ビューと比較して、2倍の数の軸列を各々有するインターリーブされた投影ビューを生成するように、前記第1の投影ビューと前記第2の投影ビューとを結合すること
をさらに含む、請求項13から18のいずれか1つに記載のサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像診断技術に関する。本発明は、特に、ボリューメトリック画像データを迅速に収集することが可能な二次元の検出器アレイを使用するコンピュータ断層撮影画像化に関し、コンピュータ断層撮影画像化に特に関連して記述されるであろう。しかしながら、本発明は、エックス線、可視光または他のタイプの放射線を使用する様々な画像の応用例に対する、他のタイプの検出器アレイにおける応用例も見出すであろう。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（CT）画像化は、通常、検査領域を横断するエックス線のファンビームまたはコーンビームを発生するエックス線供給源を用いている。検査領域に載せられた被験者は、横断するエックス線の一部と相互に作用して、かつ、これを吸収する。二次元の検出器アレイを含むCTデータ収集システム（DAS）は、透過したエックス線の強度を検出しかつ測定するために、エックス線供給源に対向して配置されている。通常、エックス線供給源とDASとが、回転ガントリーの対向面に取り付けられているので、ガントリーは、被験者の投影ビューの角度範囲を取得するように回転される。
【０００３】
ヘリカルCT画像化では、患者は、被験者に関するエックス線供給源のヘリカル・オービットを達成するために、ガントリーの回転面に直交する方向に沿って、検査領域の中を直線的に進む。ヘリカル・オービットの間に取得されるエックス線吸収データは、被験者または被験者の選択された部分の三次元の画像表示を発生するために、フィルター逆投影法または他の最構成方法を用いて再構成される。
【０００４】
DASの二次元の検出器アレイは、通常、シンチレータ結晶またはシンチレータへのエックス線の衝突に応じて光のバースト（シンチレーション・イベントと称される。）を生成するシンチレータアレイを含む。フォトダイオードまたは光電子倍増管などの光検出器の二次元アレイは、シンチレータをビューするように配置されていて、かつ、シンチレーション・イベントに対応するアナログの電気的信号を生成する。
【０００５】
従来のCT画像化では、このデータがアンダーサンプルされるため、問題が、生じる。サンプル間の間隔は、通常、検出器の間隔に対応する。最大連続周波数応答fcoは、1/Wである。ここで、Wは、検出器の間隔である。しかしながら、ナイキスト・サンプリング理論は、エイリアシングおよび他のサンプリングに関係するアーチファクトを回避するために、サンプリング・レートfsampling=2/Wが必要となる。アンダーサンプリングは、画像のアーチファクトを生成し、かつ、アンダーサンプルされた方向の分解能を低下させる可能性がある。
【０００６】
アンダーサンプリングを防止するために、サンプルをインターリーブするためのDAS測定値間の回転方向、すなわち、X方向における2点の選択された位置間で交替または揺らされる、ダイナミック・フォーカル・スポットを内蔵するエックス線供給源を使用することは、既知である。これにより、X方向のサンプリング・レートは、効果的に2倍になり、ナイキスト基準を満たす。しかしながら、供給源を揺らすことを、軸方向、すなわち、Z方向に適用することは困難である。
【０００７】
回転のX方向のサンプリング・レートを効果的に2倍にするために、対向する180°の投影ビューからの光線がインターリーブされる、1/4光線のオフセットを用いることも、既知である。この場合もやはり、この方法は、一般的には、軸方向に対して、応用することができない。
【０００８】
アンダーサンプリングは、サンプリング・レートを増加させることによって、または、検出器の素子サイズを減少させかつ信号チャネル数を増加させることによっても、防止することができる。しかしながら、これらのアプローチは、データ収集システムおよびこれに関連する信号処理電子機器の、コスト、複雑さ、および、バンド幅を増加させてしまう。これらの方法は、収集時間または検出器エリアを、それぞれ、減少させることによって、信号対ノイズ比も減少させてしまう。
【０００９】
本発明は、上述した制限などを解決する、改良された装置および方法について考える。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの態様によれば、コンピュータ断層撮影スキャナ用のデータ収集システムが、開示される。検出器の二次元アレイは、コンピュータ断層撮影スキャナによって生成されるエックス線を検出するように配置されている。各々の検出器は、コンピュータ断層撮影スキャナの軸方向に沿って、2個のサブ検出器に分けられている。高速スイッチング回路は、選択された隣接するサブ検出器の出力を結合する。高速スイッチング回路は、軸方向に沿ってインターレースされたデータ収集システムの出力信号を生成するために、データ収集システムの測定値間でその設定をスイッチする。
【００１１】
本発明の別の態様によると、サンプリング方法は、二次元の検出器アレイを用いたコンピュータ断層撮影（CT）画像化を提供する。第1の軸列を有する第1の投影ビューが、取得される。第2の軸列を有する第2の投影ビューが、取得される。この第2の軸列は、選択された割合によって第1の軸列を空間的に重ね合わせる。第1および第2の軸列を有する投影ビューの取得は、ボリューメトリック・コンピュータ断層撮影画像化に対する、軸方向のオフセット・データのセットを取得するために繰り返される。
【００１２】
本発明の一つの利点は、Z方向のサンプリングが、増加されることにある。
【００１３】
本発明の他の利点は、Z方向のサンプリングが、エイリアシングおよびこれに関連する画像アーチファクトを回避するために、ナイキスト基準を満たすことにある。
【００１４】
本発明の更なる他の利点は、ダイナミックレンジを増加させ、かつ、画像ノイズを減少させ、かつ、必要な物をドーズする、検出器に近いアナログ・ドメインにおける検出器の素子信号を結合することにある。
【００１５】
本発明の他の更なる利点は、データ収集およびチャネル処理の数と、集められたデータの総ボリュームとを減少させることにあり、これにより、DASの複雑さおよびコストが減少する。
【００１６】
本発明の多くの付加的な利点および利益は、以下の好ましい実施例の詳細な説明を読むことにより、通常の当業者であれば明らかになるであろう。
【００１７】
本発明は、様々な素子および各素子の配置、および、様々なステップおよび各ステップの配置により、具体化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面は、好ましい実施例を例示する目的としてのみ解釈し、本発明を限定するものとして解釈してはならない。
【００１９】
図1を参照すると、コンピュータ断層撮影（CT）画像化装置10は、エックス線供給源14と、検査領域18内に導かれる、コーン形状、楔形状、別の形状のエックス線ビームを生成するように協同するコリメータ16とを有するCTスキャナ12を含む。患者などの被験者（図示せず）は、被験者支持部20に載せられ、かつ、少なくとも一部が検査領域18に入れられる。患者支持部20は、軸方向、すなわち、Z方向に、直線的に移動可能であり、一方、エックス線供給源14は、回転ガントリー22上で回転可能であることが好ましい。
【００２０】
例示的なヘリカル画像モードでは、ガントリー22は、検査領域18についてのエックス線供給源14およびコリメータ16のヘリカル・オービットを達成するために、被験者支持部20の直線軸の進行と同時に回転する。しかしながら、エックス線供給源14の環状オービットを達成するために、被験者支持部20を静止させたままガントリー22を回転させて軸画像を取得する、マルチスライス画像モードなどの他の画像モードを使用することもできる。軸スキャンが終了した後に、被験者支持部は、オプションとしてZ方向に予め決定された距離のステップを行い、かつ、環状オービットは、Z方向に沿ってボリューメトリック・データを取得するために繰り返される。
【００２１】
データ収集システム（DAS）30は、エックス線供給源14の向かいであって、ガントリー22上に配置されている。例示的なCTスキャナ12では、DAS 30は、選択された角度範囲に亘っていて、かつ、エックス線供給源14に対向してガントリー22上に配置され、その上、ガントリー22が回転するので、検査領域18を横断するエックス線を受けるために回転する。エックス線供給源14は、X方向の空間サンプリングを2倍するために、ダイナミック・フォーカル・スポットのX方向のインターレーシングを含むことが好ましい。
【００２２】
引き続き図1を参照し、かつ、さらに図2を参照すると、DAS 30は、一部が図2に示されている検出器アレイ32を含む。検出器アレイ32は、軸方向、すなわち、Z方向の複数の画像スライスに対応する軸ウィンドウのデータを同時に取得する、いくつかの検出器列を含む。図2は、例示的な検出器アレイ32の一部を図示していて、図示された部分は、軸方向、すなわち、Z方向に沿った16検出器列と、X方向に沿って配置されていて各々の列に22の一般的に正方形の検出器34とを含む。当業者であれば、CT画像化用のDAS検出器アレイは、通常、各々の列に実質的に22を越える検出器を含んでいると、認識するであろう。典型的なDAS検出器は、16〜64検出器列を含む。各々の列は、数百の検出器を有していて、検出器アレイは、一般的に何万もの検出器を含む。読み手の便宜のために、検出器アレイ32には、1列あたり22検出器が、示されている。しかしながら、検出器アレイ32は、1列あたり、より多数の検出器（たとえば、1列あたり何百もの検出器）を含んでいる。
【００２３】
引き続き図1および図2を参照すると、各々の検出器34（各々の検出器の境界は、図2では、濃い連続ラインによって示されている。）は、図示するように、軸方向、すなわち、Z方向に、2個のサブ検出器34a、34b（個々が、図2では、それよりも薄い点線によって示されている。）に分けられている。各々の検出器34は、一般的に正方形であり、すなわち、アスペクト比は約1:1である。アスペクト比が約2:1の各々のサブ検出器34a、34bは、一般的に矩形である。
【００２４】
検出器34の二分された個々が図2に示されているが、各々の検出器を3個以上のサブ検出器に分けることも考えている。約1:1のアスペクト比を有する検出器の場合、3つのサブ検出器は、約3:1のアスペクト比を有することが望ましいであろう。一般的には、1:1のアスペクト比の検出器におけるN個のサブ検出器は、各々、約N：1のアスペクト比を有することが好ましい。
【００２５】
検出器アレイ32は、通常、シンチレータ結晶（図示せず）をビューするように配置されている、フォトダイオードなどの光検出器アレイを含む。周知のように、当業者にとって、シンチレータ結晶または他の放射線変換素子は、エックス線の衝突に応じて、シンチレーション・イベントと称される光フラッシュを生成する。光検出器は、シンチレーション・イベントを検出し、輝度情報および空間位置情報を提供する。検出器アレイ32の適切な実施例では、各々のサブ検出器34a、34bは、シリコン基板上に製造されかつ存在するシリコン・フォトダイオードに対応していて、このシンチレータは、フォトダイオードの受光面に、配置され、位置あわせされ、取り付けられ、または、それ以外の方法で配置されている。シンチレータは、サブ検出器34a、34bに対応して小分けされていても好ましい。
【００２６】
図1に示されている好ましい配置に代えて、回転するガントリーの環状周辺に静止しているガントリー上に、DASを配置することも考えられる（図示せず）。これにより、エックス線供給源14が回転するので、エックス線は、連続的にDMSの一部に影響を及ぼす。このような構成は、検査領域18を囲むために実質的により多数の検出器を必要とするが、信号転送用の複雑なスリップリング装置を、ガントリーから離れたDASより除去することも好適である。静止しているガントリーに配置されているDASの場合、ダイナミック・フォーカル・スポットのX方向のインターレーシングは、オプションとして除外される。
【００２７】
続いて図1および図2を参照し、かつ、さらに図3を参照すると、DAS 30は、軸方向、すなわち、Z方向のサブ検出器素子34a、34bからの出力信号をインターレースするために、DASの測定値間の検出器アレイ32の電気的設定をスイッチする高速スイッチング回路40を含む。図3は、図2に示されている16列検出器32のスイッチングを制御するスイッチング回路40用の例示的な回路の概要を示す。図3に例示された高速スイッチング回路40は、X方向に沿って各々の検出器が繰り返されている。
【００２８】
高速スイッチング回路40は、サブ検出器34a、34bのダイナミック高速インターレースを達成する高速スイッチバンク42と、ダイナミック・インターレースを選択するまたは選択しない他の選択スイッチバンク44（オプションとして高速でないスイッチバンク）とを含む。
【００２９】
例示的なスイッチング回路40の動作は、次の通りである。図3の左側（すなわち入力側）に「1a」、「1b」、．．．「16a」、「16b」と示されている、32列サブ検出器34a、34bに対応する、例示された16列検出器32の場合、図3の出力側（すなわち右側）の「1」、「2」、．．．「16」と示されている、16検出器の出力チャネルが存在する。
【００３０】
軸方向のダイナミック・インターレーシングの場合、選択スイッチバンク44は、図3に示されているように、アップ位置にある。高速スイッチバンク42は、各々のスイッチがその上部コンタクトと接続される図3に示されているアップ位置と、スイッチバンク42の各々のスイッチがその下部コンタクトと接続されるように下方に位置する交替のダウン位置との間で交替する。加算バンク46は、アナログ方法の高速スイッチバンク42によって、すなわち、選択されたサブ検出器によって生成されるアナログ電流を追加することによって、選択される入力を結合する。表Iは、高速スイッチバンク42の「アップ」設定および「ダウン」設定に対する各々のチャネルに選択的に結合される、サブ検出器を含むスイッチング回路40の電気的設定を識別する。
【００３１】
表I  ダイナミック・インターレーシング設定
2006503631.tif 000003
【００３２】
スイッチング回路40および表Iでは、高速スイッチバンク42が「ダウン」設定である場合に、チャネル1が「1a」というサブ検出器の信号しか受信しないことに留意されたい。それゆえに、「ダウン」設定における「1a」という「ダウン」検出器の信号は、画像再構成の間、オプションとして廃棄しても良い。
【００３３】
代替として、付加的なサブ検出器列、すなわち、サブ検出器列「0b」（図示せず）が、サブ検出器列「1a」に隣接する検出器アレイ32に含まれる。サブ検出器列「0b」は、高速スイッチバンク42が「ダウン」設定である場合に、サブ検出器「1a」の出力信号に加算され、かつ、チャネル1に伝達される。
【００３４】
さらに他の代替では、チャネル1の非対称の信号に対する訂正は、実行されない。当業者であれば、特定の画像モードおよび再構成方法の場合、検出器アレイ32の最も遠い端部からの信号は、アレイ32の中心により近い検出器と比較して、再構成された画像に対する貢献が相対的に少ないと認識するであろう。それゆえに、これらのCT画像モードにおける交替投影ビューに対する非対称のチャネル1の信号は、画質に相対的に重要な影響を及ぼさないであろう。
【００３５】
オプションとして、スイッチング回路40は、静的モードまたは非インターレーシング・モードも含む。選択スイッチバンク44の場合、そのダウン位置（選択スイッチバンク44の各々のスイッチがその下部コンタクトと結合するダウンの位置）では、ダイナミック・インターレーシングは、選択されない。単一の電気的設定は、高速スイッチバンク42の位置に関係なく取得される。この単一の電気的設定では、サブ検出器列「5a」から「12b」の内側のグループは、表IIに示すように、それぞれ、出力「1」から「16」を供給する。この静的モードまたは非インターレーシング・モードでは、高速スイッチバンク42は、「アップ」設定または「ダウン」設定のいずれかのままとすることができ、または、DAS測定値間で「アップ」位置と「ダウン」位置との間で交替することができる。
【００３６】
表II  内部検出器を用いる静的設定
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【００３７】
スイッチング回路40がダイナミック・インターレースド・モードで動作するか、または、非インターレーシング・モードで動作するかに関係なく、信号チャネルは、ディジタルDAS出力を生成するために、アナログ・ディジタル（A/D）変換器バンク48によって、ディジタル化されることが好ましい。
【００３８】
代替のアプローチ（図示せず）では、信号チャネルを、アナログ・プリアンプに接続することができる。これらのプリアンプの複数の出力は、下流に同時伝送され、かつ、単独の高速A/D変換機またはA/D変換器バンクによってディジタル化される。
【００３９】
ダイナミック軸インターレース信号の結合は、加算バンク46を用いて、検出器アレイ32の近くで、アナログ・ドメインで実行される。この結合信号は、A/D変換器バンク48を用いてディジタル化され、かつ、DAS出力として下流の素子に伝達される。当業者であれば、この配置は、代替の配置（図示せず）と比較して、DASハードウェア、バンド幅およびダイナミック軸方向インターレーシングの計算量の総計が有益に減少され、サブ検出器の出力信号が最初に収集され、かつ、ディジタル・ドメインで続いて実行されるダイナミック軸方向インターレーシングにより、ディジタル化されると認識するであろう。
【００４０】
スイッチング回路40は、軸方向、すなわち、Z方向のダイナミック軸検出器インターレーシングを提供する。ダイナミック軸検出器インターレーシングは、X方向とZ方向との両方のナイキスト・サンプリング基準を満たすように、X方向のインターレーシングと結合されることが好ましい。好ましい実施例では、X方向のインターレーシングは、サンプルをインターリーブするために逐次的なDAS測定値でのX方向の2点の選択された位置間で交替されまたは揺らされるダイナミック・フォーカル・スポットで、エックス線供給源14を用いて取得される。これに代えて、X方向のインターレーシングは、X方向のサンプリング・レートを効果的に2倍にするようにインターリーブされる、180°の投影ビューに対向する、1/4光線のオフセットを使用することによって取得することができる。
【００４１】
好ましい実施例では、X方向のダイナミック・フォーカル・スポットのインターレーシングと、Z方向のダイナミック軸検出器インターレーシングとを含むので、サンプリング・データは、空間的に均一でかつ均一に分布している二次元の投影ビューを取得するために、リビン(re-binned)され、平均化され、または、他の処理がされることが好ましい。
【００４２】
図1の参照に戻ると、好ましい実施例では、最初に、DAS 30の出力が、パラレルビューを生成するために、方位座標に基づいてデータをリビンする方位リビニング処理機50によって、処理される。これらのパラレルビューのリビンされたサンプルは、方位方向にパラレルであるエックス線に対応する。すなわち、対応するエックス線の測定値は、全て、Z方向からビューされるのと同じ方位角度を有する。しかしながら、このような「パラレル」ビューは、軸方向、すなわち、Z方向に広がるコニカル形状ビームまたは楔形状ビームに対するZ方向の角度ズレを有するであろう。
【００４３】
交替ビューに対して角度的にリビンされたパラレルデータは、交替ビュー内のダイナミック・フォーカル・スポットの揺れに起因して、X方向のデータ間隔の約半分により、空間的にオフセットされている。言い換えると、各々のビューは、X方向において一つおきのデータ・ポイントで「失われ」ていて、かつ、失われているデータ・ポイントは、次の時間的に隣接するビューを占めている。各々の2つの隣接するパラレルビューは、新たなパラレルビューを形成するために、元のビューに対して、X方向の空間サンプリングが2倍であるビューと結合されることが好ましい。結合された方位リビンパラレルビューの数は、隣接するビューの結合に起因して、元のビューの半分の数となる。それゆえに、データ・ポイントの総数は、方位リビニングによって変更されないままとなる。
【００４４】
ダイナミック・フォーカル・スポットの揺れの効果と類似して、軸方向、すなわち、Z方向のダイナミック検出器インターレーシングは、時間的に隣接する元のビューに対して、Z座標の空間オフセットを生成する。同様に、方位リビニングが隣接するビューと結合した後に、この効果は、Z位置の第1のセットで各々方位リビンされたビューの偶数番号が付されたサンプルと、Z位置の第1のセット間でインターリーブされたZ位置の第2のセットで各々の方位リビンされたビューの奇数番号が付されたサンプルとを有することになっている。言い換えると、各々の方位リビンされたビューは、Z方向における「失われた」他のすべてのデータ・ポイントである。「失われた」値は、軸方向、すなわち、Z方向の空間サンプリングが2倍であるアップサンプルされたデータ・セットを生成する、軸アップサンプラ52によって、Z方向の補間がされることが好ましい。
【００４５】
角度的にリビンされかつアップサンプルされたデータは、一般的に、X方向が不均一な間隔で配置されている。それゆえに、このデータは、等間隔に配置されたサンプルを生成するために、各々のサンプルされた列の各々のパラレルビューに対するサンプルを補間する、半径方向リビニング処理機54によって、更に処理されることが好ましい。リビンされかつ平均化されたデータは、ディジタルデータ・メモリ60に格納される。
【００４６】
ディジタルデータ・メモリ60に格納された投影ビューは、画像メモリ64に格納されるボリューメトリック画像表示を生成するために、たとえば、三次元コーンビーム・フィルター逆投影法、逆フーリエ変換（三次元IFT）に基づく再構成、n-PI再構成等の適切な再構成を実行する、再構成処理機62によって処理される。
【００４７】
画像表示は、二次元の軸画像のボリューメトリックのセット、再フォーマットされた、サジタル、コロナル、またはオブリークの画像のセット、陰影またはカラー・エンコードされたレンダリング・スライス、または、人間のビューに従う画像表示の他のグラフィック表示（またはその選択された一部）を生成するために、ビデオ処理機66によって処理される。処理された画像表示は、たとえば、高解像度モニタ70、プリンタ（図示せず）等のディスプレイ・デバイスを含む、表示システム68に表示される。表示システム68は、オペレータによって、命令を入力し、予め記録されたプロトコルを実行し、または、その他のCT画像セッションの初期化しかつ制御することが可能になることも好ましい。
【００４８】
図1に示されている素子の配置は、例示的でしかない。当業者であれば、特定用途に適切な他の配置を構築することができる。リビニング処理機50、54およびアップサンプリング処理機52と、再構成処理機62は、特定用途の電子機器によって、一つ以上のプログラム可能なコンピュータによって、または、それらの選択された組合せによって、適切に具体化される。同様に、ディジタルデータ・メモリは、スタンドアローン型の不揮発性メモリ・ユニット、コンピュータ・ハードディスクまたは光ディスクのディスク容量の割当部分、コンピュータ・ランダム・アクセス・メモリ（RAM）の割当部分等とすることができる。表示システム68は、パーソナル・コンピュータ（pc）、または、たとえば、ディジタルデータ・メモリ60、ビデオ処理機66などの一つ以上の他の素子をオプションとして含むコンピュータ・ワークステーションによって、適切に具体化される。
【００４９】
引き続き図1を参照し、かつ、さらに図4を参照すると、角度的なリビニング処理機50によって実行される適切な角度的なリビニングが、記述されている。図4において、「×」は、元の測定された投影ファンデータを示し、一方、「○」は、角度的にリビンされたパラレルデータを示す。図4の各列は、方位位置（θ）に対応し、一方、各欄はX方向の位置に対応する。
【００５０】
図4では、ラベル「dfs1」は、エックス線ビームのダイナミック・フォーカル・スポットの第1の位置および図3のダイナミック軸方向インターレーシング高速スイッチ42の第1の位置を示し、一方、ラベル「dfs2」は、エックス線ビームのダイナミック・フォーカル・スポットの第2の位置および図3のダイナミック軸方向インターレーシング高速スイッチ42の第2の位置を示す。第1の位置と第2の位置との間のエックス線のフォーカル・スポットの揺れは、X方向のサンプルのインターレーシングを提供する。ヘッダ「nd」を付した欄は、ダイナミック・インターレース・チャネル数を示す（ヘッダ「nd」が付された2つの欄は、2点のダイナミック・フォーカル・スポット位置から生じるチャネルndの2点のX位置に対応している）。同様に、「nd+1」および「nd+2」は、次の2つのチャネル数を示す。欄フッタ「na」、「na+1」、「na+2」、「na+3」および「na+4」は、リビンされた投影ビューのデータ・ポイントを列挙している。
【００５１】
「（dfs2）mv」、「（dfs1）mv+1」、「（dfs2）mv+2」、「（dfs1）mv+3」、「（dfs2）mv+4」、「（dfs1）mv+5」、「（dfs2）mv+6」および「（dfs1）mv+7」と付された斜線は、図示されているダイナミック・フォーカル・スポットの元の測定された投影ビューに関連している。「nv」、「nv+1」、「nv+2」、「nv+3」および「nv+4」と付された水平列は、角角度的にリビンされたパラレルビューに関連している。
【００５２】
角度的なリビニング処理機50は、偶数番号または奇数番号が付された測定投影ビュー（mv、mv+1、mv+2、...）を個々に演算する。偶数番号が付された測定値は、X方向（na、na+1、na+2、...）に沿って偶数番号が付されたサンプルを含むパラレルビューに、方位リビンされる。奇数番号が付された測定値は、X方向に沿って奇数番号が付されたサンプルを含むパラレルビューに、方位リビンされる。このリビニング・プロセスでは、発生されたパラレルビューの数は、元々測定されたビューの数の半分になり、一方、各々のリビンされたパラレルのビューのサンプル数は、元々測定されたビューと比較して、2倍になる。したがって、データの総量は、同じままである。各々のリビンされたパラレルビュー（nv、nv+1、nv+2、...）は、ダイナミック軸方向インターレーシングに起因するZ位置の2つの異なるセットを含み、Z位置の第1のセットの偶数番号が付されたサンプル、および、Z位置の第2のセットの奇数番号が付されたサンプルは、Z位置の第1のセット間でインターリーブされる。
【００５３】
引き続き図1を参照し、かつ、さらに図5を参照すると、軸方向アップサンプリング処理機52によって実行される適切なz方向のアップサンプリングが、記述されている。図5において、「○」は、角度的にリビンされたパラレルデータを示し、一方、開口の正方形「□」は、角度で平均化された2つのアップサンプルされたデータを示す。各列は、Z位置に対応し、一方、各欄は、Z位置に対応する。
【００５４】
図5では、欄ヘッダ「na」、「na+1」、「na+2」、「na+3」および「na+4」は、角度的にリビンされたサンプル番号に対応する。列ラベル「mr」、「mr+1」および「mr+2」は、測定列を示す。各々の測定列は、ダイナミック軸方向インターレーシングの間の、2個のサブ検出器の出力の合計に対応する。サブ検出器は、検出器に対してZ方向の密度が2倍であるので、所望のZ方向サンプリング位置に対応する、「nz」、「nz+1」、「nz+2」および「nz+3」と付されている水平列は、散在している。
【００５５】
軸方向アップサンプリング処理機52は、散在する水平の「nz」列の値を補間することによって、一列の素子幅でしか分離されない、Z位置のセットに対するサンプルの完全なセットを発生する。図5に示されているアップサンプリングでは、これは、各々のZ位置のサンプルを有するデータの新たなセットを生成するために、各々のビュー内のZの隣接サンプルを平均化することによって行われる。平均化されるサンプルは、一列の素子によって分離されるZ位置の新たなセットで、X方向のサンプルの元の位置をインターリーブする。軸方向のアンダーサンプリングに起因して、サンプリングを増加させ、かつ、エイリアシングを防止したいので、このアップサンプリングは、軸方向におけるサンプル数を2倍に増加させる。
【００５６】
続いて図1を参照し、かつ、さらに図6を参照すると、半径方向リビニング処理機54によって実行される適切な半径方向リビニングが、記述されている。図6において、開口の正方形「□」は、角度で平均化された2つのアップサンプルされたデータを示し、一方、開口の三角形「△」は、半径方向にリビンされた等間隔に配置されたデータを示す。各列は、方位位置（θ）に対応し、一方、各欄は、X位置に対応する。
【００５７】
図6では、欄ヘッダ「nas」、「nas+1」、「nas+2」および「nas+3」は、角度的にリビンされ、かつ、サンプルされた投影サンプルに対応する。欄フッタ・ラベル「ns」、「ns+1」および「ns+2」は、半径方向にリビンされたサンプルに対応する。列ラベル「nv」、「nv+1」、「nv+2」、「nv+3」および「nv+4」は、角度でリビンされたパラレルビューを示す。各々のパラレルビューおよび各々のアップサンプルされた列の場合、サンプル（nas、nas+1、...）は、等間隔に配置されたサンプル（ns、ns+1、...）に補間される。
【００５８】
ディジタルデータ・メモリ60に格納されている最終的なデータ・セットは、1旋回あたりの測定されたビューの数の半分である1旋回あたり複数のビューと、検出器の数の2倍であるX方向の1ビューあたり複数のサンプルと、測定列の数の2倍である複数の軸サンプルまたはZサンプルとを有する。
【００５９】
図7を参照すると、ダイナミック検出器インターレーシングしか使用されない（すなわち、ダイナミック・フォーカル・スポットのX位置のインターレーシングが使用されない）場合、方位リビニング処理機50から生じるデータ（図1参照）は、Z方向にアップサンプルされたパラレルデータを発生するであろう。そして、軸方向アップサンプリング処理機52は、除外されることが好ましい。
【００６０】
X方向のダイナミック・フォーカル・スポット・インターレーシングなしで、識別用のnd、nd+1、...とヘッダを有する図4の2つの欄は、1にマージする。図7は、この結果生じるデータ・ダイヤグラムが示されている。「×」によって示されているデータ・ポイントは、ダイナミック検出器インターレーシングのサブ検出器の第1のセットに対応し、かつ、「○」によって示されているリビンされたデータ・ポイントの第1のセットを補間するために用いられている。「＊」で示されているデータ・ポイントは、ダイナミック検出器インターレーシングのサブ検出器の第2のセットに対応し、かつ、リビンされたポイント（「○」で示されている）の第2のセットを補間するために利用されている。リビンされたデータ・ポイントのこれらの2つのセットは、（X、θ）位置が同じであるが、（インターリーブされた）Z位置は、異なる。これは、所望の軸方向のアップサンプルされたデータ・セットであり、したがって、処理機52の平均化演算は、適用できない。半径方向のリビニング処理機54によって実行される半径方向の補間法ステップは、それでも、X方向のポイントを等間隔に配置するように実行されることが好ましい。
【００６１】
図4、図5、図6および図7に特に関連して記述されているリビンおよび平均化演算は、例示的でしかない。当業者であれば、軸方向にアップサンプルされ、かつ、選択された再構成方法にふさわしいフォーマットでデータを生成するために、X方向のダイナミック軸方向インターレーシングおよびオプションとしてのインターレーシングを含む、取得されたCT画像データを適切に統合する、他のリビンおよび平均化演算方法を構築することができる。
【００６２】
このように、好ましい実施例が記述されているので、本発明は、特許請求の範囲に記載されているように請求される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例に従う例示的なコンピュータ断層撮影画像化装置を線図的に示す図である。
【図２】図1のDASの検出器アレイの一部の概略のビューを示す図である。
【図３】図1および図2に示されているデータ収集システム（DAS）の高速スイッチング回路の例示的な回路図を示す図である。
【図４】図1のコンピュータ断層撮影画像化装置の方位リビニング処理機によって、適切になされる例示的な方法を示す図である。
【図５】図1のコンピュータ断層撮影画像化装置の軸方向アップサンプリング処理機によって、適切になされる例示的な方法を示す図である。
【図６】図1のコンピュータ断層撮影画像化装置の半径方向リビニング処理機によって、適切になされる例示的な方法を示す図である。
【図７】ダイナミック・フォーカル・スポットのX位置のインターレーシングのない画像に対する図1のコンピュータ断層撮影画像化装置の方位リビニング処理機によって、適切になされる例示的な方法を示す。
【符号の説明】
【００６４】
10  コンピュータ断層撮影（CT）画像化装置
12  コンピュータ断層撮影（CT）スキャナ
14  エックス線供給源
16  コリメータ
18  検査領域
20  患者支持部
22  回転ガントリー
30  データ収集システム（DAS）
32  検出器アレイ（二次元アレイ）
34  検出器
34a、34b  サブ検出器
40  高速スイッチング回路
42  高速スイッチバンク
44  選択スイッチバンク
46  加算バンク
48  アナログ・ディジタル（A/D）変換器バンク
50  方位リビニング処理機
52  軸アップサンプリング処理機
54  半径方向リビニング処理機
60  ディジタルデータ・メモリ
62  再構成処理機
64  画像メモリ
66  ビデオ処理機
68  表示システム
70  高解像度モニタ
【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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【国際調査報告】
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