(57)【要約】【課題】運動している対象を再構成すると共に大面積の視野を再構成する。【解決手段】対象２２からＥＫＧゲート制御情報を得るステップと、走査平面内で対象２２の周りを回転する検出器１８を用いて対象２２から減弱測定値を得るステップとを含んでいる。この方法はさらに、検出器１８の第一の領域６０、６２、６４によって収集される減弱測定値の第一の部分に基づいて１回目の再構成７６を実行するステップを含んでおり、１回目の再構成は、第一の再構成データ集合を得るためにＥＫＧゲート制御情報とは独立に実行される。２回目の再構成８２が、検出器１８の第二の領域６０によって収集される減弱測定値の第二の部分に基づいて実行され、２回目の再構成は、第二の再構成データ集合を得るためにＥＫＧゲート制御情報に基づいて実行される。【選択図】図４
2007144172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象２２から生理学的ゲート制御情報を受け取るように構成されている生理学的入力１７と、
被走査平面内で対象の周りを回転するように構成されているＸ線源１４及びＸ線検出器１８であって、該検出器１８は、前記対象２２が前記被走査平面を通してＺ方向に移動するにつれて前記対象２２から減弱測定値を得る、Ｘ線源１４及びＸ線検出器１８と、
第一の再構成データ集合を得るために、前記生理学的ゲート制御情報とは独立に前記検出器１８の第一の領域６０、６２、６４により収集された前記減弱測定値に基づいて前記対象の１回目の再構成を実行する７６と共に、第二の再構成データ集合を得るために、前記生理学的ゲート制御情報に基づいて前記検出器１８の第二の領域６０により収集される減弱測定値に基づいて前記対象の２回目の再構成を実行する８２再構成モジュール３４と、
を備えた計算機式断層写真法（ＣＴ）システム１０。
【請求項２】
前記検出器１８は、前記患者を前記被走査平面を通して移動させるときの前記Ｚ方向において一様でない断面を有している、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第一及び第二の領域６０、６２、６４は、部分的に異なっており、また部分的に重なり合っている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記再構成モジュール３４は、前記第一の再構成データ集合の中央領域６０と、前記第二の再構成データ集合の周辺領域６２、６４とを結合することにより、結合された再構成データ集合を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記検出器の幅及び長さの少なくとも一方に沿って調節自在であるコリメータ３６６をさらに含んでいる請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第一及び第二の領域６０、６２、６４は、Ｚ方向に沿って相異なる第一及び第二の幅２５、２７を有し、該第一及び第二の幅２５、２７の少なくとも一方が、前記検出器１８が前記被走査平面の周りを回転するときのピッチに基づいて前記Ｚ方向に沿って調節自在である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記検出器１８は、前記Ｚ方向では広く、前記Ｚ方向を横断する方向では長い「ボウタイ」形状を有している、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第二の再構成データ集合の前記中央部分は、ＥＫＧ（心電図）ゲート制御情報８２に基づいてモーション・アーティファクトについて補正されるが、前記第一の再構成データ集合の中央部分はモーション・アーティファクトについて補正されない７６、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第二の再構成データ集合の外側部分は、推定減弱測定値に基づいているが、前記第二の再構成データ集合の外側部分は、推定減弱測定値ではなく実測減弱測定値に基づいている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記対象内の関心対象が前記検出器の前記走査平面に位置しているときに前記Ｘ線源１４を駆動する管電流を低レベル４７８から高レベル４８０まで切り換えるＸ線制御器２８をさらに含んでいる請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、ＣＴ撮像の方法及び装置に関し、さらに具体的には、少なくとも部分的に共通の減弱測定値の１回目及び２回目の再構成、並びにＥＫＧゲート制御情報を用いて、計算機式断層写真法（ＣＴ）撮像を実行する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
幾つかの公知の計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システムでは、Ｘ線源がＸ線ビームを関心対象に透過させる。Ｘ線ビームは患者のような撮像されている対象を透過する。ビームは、対象によって減弱された後に、放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイにおいて受光される減弱したビーム放射線の強度は、対象によるＸ線ビームの減弱に依存する。アレイの各々の検出器素子が、検出器位置でのビーム減弱の測定値である別個の電気信号を発生する。検出器からの減弱測定値は、各々の検出器素子について別個に取得されて、投影データ集合又は透過プロファイルを集合的に画定する。
【０００３】
Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが対象と交差する角度が絶えず変化するように撮像平面内で撮像対象の周りにガントリ上で回転する。一つのガントリ角度において検出器アレイから得られる一群のＸ線減弱測定値、例えば投影データ集合を「ビュー」と呼ぶ。対象の「走査（スキャン）」は、Ｘ線源及び検出器の１回転の間に様々なガントリ角度すなわちビュー角度で形成された一組のビューで構成される。これらの投影データ集合を処理して、様々な角度で対象を通して得られる二次元スライスに対応する画像を構築する。投影データ集合から画像を形成する方法の一例は、フィルタ補正逆投影法と呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医学界では、ＣＴ検査時に患者に照射されるＸ線量を低減することへの関心が高まっている。例えば欧州では、患者及び操作者が過剰なＸ線を被曝する潜在的な危険性を防ぐために、厳格な指針が設けられている。ＣＴ撮像の新たな用法では、患者のＸ線被曝を制限することへの関心が高まっている。例えば心スクリーニングＣＴでは、冠状動脈での石灰化を検出するために、無症候の患者も型通りのＣＴ走査を受ける。しかしながら、場合によっては、心スクリーニングを提供するためには、従来のＣＴシステム及び再構成手法は、心臓以外の解剖学的構造の走査によって実行される場合よりも多くの患者走査を実行する場合がある。例えば、心臓を正確に再構成するためにさらに多くの投影データ集合を取得しようとして追加走査が行なわれる場合がある。これらの追加走査を用いると、モーション・アーティファクトを補償した再構成を支援するのに十分な情報が心サイクルの様々な点において得られる。また、個々の心臓検査の範囲内の放射線が心臓以外の検査と同じであったとしても、ＣＴ検査がさらに多くの形式のスクリーニングに用いられるようになるにつれて、患者はさらに多くの放射線を浴びることになる（例えば仮想的結腸内視術、上下ＧＩ検査及び血管検査等）。
【０００５】
さらに、ＣＴシステムに用いられる検出器の寸法は、拡大を重ねる関心領域に関する情報を得るために大型化し続けている。心スクリーニングの例では、心臓自体ばかりでなく心臓を包囲する領域（例えば肺及び他の解剖学的構造）にも関心が持たれる。大型の検出器を備えたＣＴシステムは、高頻度の走査又は長時間の走査に用いられると、患者の全被爆線量を増す可能性がある。
【０００６】
心臓のように運動している対象を再構成すると共に大面積の視野を再構成するさらに効率的なＣＴシステム及び再構成手法を提供することが望ましい。
【０００７】
また、幾つかの従来のＣＴシステムは、用いられる管電流を能動的に管理してＸ線源を制御している。例えば、従来のＣＴシステムはビュー角度に基づいて管電流を変調させることができ、Ｘ線源及び検出器が患者の両横に位置しているときには電流を増加させる。次いで、Ｘ線源及び検出器が患者の上下位置まで回転すると共に管電流を減少させることができる。もう一つの形態の管電流変調は、ＥＣＧゲート制御付き変調であって、心サイクルに基づいて管電流を増加させたり減少させたりする。ＥＣＧゲート制御付き変調では、心サイクルの拡張点で管電流をピーク・レベルまで増加させ、心サイクルの収縮点で最小レベルまで減少させることができる。第三の形態の管電流変調はＺプロファイル変調であり、Ｚ軸減弱プロファイルに基づいてＺ方向において管電流を変調させる。Ｚ軸減弱プロファイルは、一般的な患者数統計に基づいて予め決定されてよい。Ｚ軸減弱プロファイルは、患者のスカウト走査時に決定されてもよい。スカウト走査時には、極く低い線量で患者を走査し、減弱測定値は患者の体長に沿って得られる。これらの減弱測定値を用いて、Ｚ方向での患者の減弱プロファイルを形成する。
【０００８】
関心のある特定の器官へのＸ線エネルギの投与をさらに十分に管理する改善された管電流変調手法を提供することが望ましい。また、走査データの特性（例えば雑音、走査データの重なり及びゲート制御情報等）に応じて何らかの利点を各々示す多数の再構成手法の利用を組み合わせることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態では、計算機式断層写真法（ＣＴ）撮像を実行する方法を提供する。この方法は、対象からＥＫＧゲート制御情報を得るステップと、走査平面内で対象の周りを回転する検出器を用いて対象から減弱測定値を得るステップとを含んでいる。この方法はさらに、検出器の第一の領域によって収集された減弱測定値の第一の部分に基づいて１回目の再構成を実行するステップを含んでおり、１回目の再構成は、第一の再構成データ集合を得るためにＥＫＧゲート制御情報とは独立に実行される。また、２回目の再構成が、検出器の第二の領域によって収集された減弱測定値の第二の部分に基づいて実行され、２回目の再構成は、第二の再構成データ集合を得るためにＥＫＧゲート制御情報に基づいて実行される。
【００１０】
選択随意で、検出器はＺ方向に一様でない断面を有していてよく、Ｚ方向は、対象を走査平面を通して移動させるときの経路に対応している。選択随意で、検出器の第一及び第二の領域は、部分的に異なっていてもよいし、部分的に重なり合っていてもよい。選択随意で、この方法はさらに、第二の再構成データ集合の中央部分と第一の再構成データ集合の周辺部分とを結合することにより、再構成データ集合を結合するステップを含み得る。
【００１１】
一実施形態によれば、２回目の再構成は、ＥＫＧゲート制御情報を用いて再構成のために幾つかの投影データ集合を選択し、モーション・アーティファクトについて補正された第二の再構成データ集合の中央部分のみを保持するが、１回目の再構成は、第一の再構成データ集合の中央部分を用いず、またＥＫＧゲート制御情報を用いてモーション・アーティファクトについて補正することも行なわない。選択随意で、第二の再構成データ集合の外側部分は推定減弱測定値に基づいていてよいが、第一の再構成データ集合の外側部分は、推定減弱測定値ではなく実測減弱測定値に基づいている。
【００１２】
代替的な一実施形態によれば、計算機式断層写真法（ＣＴ）撮像を実行するシステムを提供する。このシステムは、対象からＥＫＧゲート制御情報を受け取るように構成されているＥＫＧ入力と、検出器が走査平面内で対象の周りを回転している間に対象から減弱測定値を得るように構成されているＸ線源及び検出器とを含んでいる。このシステムは、第一及び第二の再構成データ集合を得るために、減弱測定値の第一及び第二の部分にそれぞれ基づいて１回目及び２回目の再構成を実行する再構成モジュールを含んでいる。減弱測定値の第一の部分は、ＥＫＧゲート制御情報とは独立に検出器の第一の領域によって収集され、減弱測定値の第二の部分は、検出器の第二の領域によって収集されて、ＥＫＧゲート制御情報に基づく。
【００１３】
選択随意で、検出器はＺ方向に一様でない断面を有していてよく、Ｚ方向は、対象を走査平面を通して移動させるときの経路に対応している。選択随意で、第一及び第二の領域は、部分的に異なっていてもよいし、部分的に重なり合っていてもよい。選択随意で、再構成モジュールはさらに、第二の再構成データ集合の中央部分と第一の再構成データ集合の周辺部分とを結合することにより、再構成データ集合を結合することができる。
【００１４】
一実施形態によれば、再構成モジュールは、ＥＫＧゲート制御情報を用いて再構成のために幾つかの投影データ集合を選択し、モーション・アーティファクトについて補正された第二の再構成データ集合の中央部分のみを保持するが、第一の再構成データ集合の中央部分は用いず、また第一の再構成データ集合をモーション・アーティファクトについて補正することも行なわない。選択随意で、再構成モジュールは、第二の再構成データの外側部分を推定減弱測定値に基づくものとしてよいが、第一の再構成データ集合の外側部分は、推定減弱測定値ではなく実測減弱測定値に基づく。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２には、計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０が、ＣＴスキャナ用のガントリ１２を含んでいるのが示されている。ガントリ１２はＸ線源１４を有し、Ｘ線源１４は、Ｘ線ビーム１６をガントリ１２の反対側に設けられている検出器アレイ１８に向かって投射する。検出器アレイ１８は、検出器素子２０によって形成されており、検出器素子２０は一括で、対象２２例えば患者を透過した投射Ｘ線を感知する。検出器アレイ１８は、シングル・スライス構成として作製されていてもよいし又はマルチ・スライス構成として作製されていてもよい。各々の検出器素子２０は、入射Ｘ線ビームの強度を表わし従って対象２２を透過する際のビームの減弱を表わす電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための１回の走査の間に、ガントリ１２及びガントリ１２に装着されている構成部品は回転中心２４の周りを回転する。
【００１６】
ガントリ１２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線制御器２８とガントリ・モータ制御器３０とを含んでおり、Ｘ線制御器２８はＸ線源１４に電力信号及びタイミング信号を供給し、ガントリ・モータ制御器３０はガントリ１２の回転速度及び位置を制御する。制御機構２６内に設けられているデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が検出器素子２０からのアナログ・データをサンプリングして、後続の処理のためにこのデータをディジタル信号へ変換する。ＤＡＳ３２は、特定のガントリ回転角度で得られた減弱測定値を含む投影データ集合を出力する。一群の投影データ集合が、対象２２の完全な１回分の走査を形成する。画像再構成器３４が、サンプリングされてディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速再構成を実行する。このことについては後に改めて説明する。再構成モジュール３４によって出力された再構成データ集合は、コンピュータ・モジュール３６への入力として印加され、コンピュータ・モジュール３６はメモリ３８に再構成データ集合を記憶させる。再構成データ集合は、容積データ集合及び／又は対象２２を通る画像スライスを表わしていてよい。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を介して操作者から指令及び走査用パラメータを受け取る。付設されている陰極線管表示器４２によって、操作者は、再構成された画像及びコンピュータ３６からのその他のデータを観測することができる。操作者が供給した指令及びパラメータはコンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御器２８及びガントリ・モータ制御器３０に制御信号及び情報を供給する。加えて、コンピュータ３６は、電動式テーブル４６を制御するテーブル・モータ制御器４４を動作させて、対象２２をガントリ１２内で配置する。具体的には、テーブル４６は対象２２の各部分をガントリ開口４８を通して移動させる。
【００１７】
心臓の活動を検出するために、ＥＫＧ（心電図）誘導（リード）１７が対象２２に接続されている。リード１７はＥＫＧ信号を発生し、ＥＫＧ信号はＥＫＧプロセッサ・モジュール２１によってディジタル化され、処理されて、フィルタ処理等を施される。ＥＫＧプロセッサ・モジュール２１は、ＥＫＧ信号をコンピュータ・モジュール３６及び／又は再構成モジュール３４へ供給する。代替的には、ＥＫＧプロセッサ・モジュール２１は、ＥＫＧ信号を処理して、心サイクル内の特定の点に関連する時刻スタンプをコンピュータ・モジュール３６又は再構成モジュール３４へ出力してもよい。コンピュータ・モジュール３６又は再構成モジュール３４は、時刻スタンプ又はＥＫＧ信号を対応する投影データ集合に関連付けて、関連付けされた投影データ集合が得られた時刻での心臓の活動を識別する。代替的には、再構成モジュール３４及びコンピュータ・モジュール３６の一方が、ＥＫＧ信号に基づいて時刻スタンプを発生してもよい。時刻スタンプは、心サイクル内の特有の点（例えばＲ波、Ｐ波、及びＲ波のＸミリ秒後等）を識別する。コンピュータ・モジュール３６又は再構成モジュール３４は、対応する投影データ集合と共に時刻スタンプを記憶させるか、又は対応する投影データ集合に対して時刻スタンプを一意に相関付けする。このように、各々の投影データ集合を特定のテーブル位置及びガントリ回転角度に関連付けると共に、当該投影データ集合を取得した心サイクルの特定の点に関連付ける。各々の時刻スタンプ及び対応する投影データ集合はメモリ３８に記憶される。メモリ３８は、対象２２の完全な走査又は検査についての一群の投影データ集合を記憶する。この一群の投影データ集合は、対象２２の容積区域に対応する。
【００１８】
再構成モジュール３４は、容積区域の単一の走査動作中に得られるこの一群の投影データ集合に少なくとも２回アクセスする。再構成モジュール３４は、共通の一群の投影データ集合に、初回はＥＫＧゲート制御付き再構成時にアクセスし、ゲート制御なし再構成時に再びアクセスする。再構成モジュール３４によるゲート制御付き再構成及びゲート制御なし再構成は、対象２２の別個の又は独立した走査又は検査に対して作用するのではない。ＥＫＧゲート制御付き再構成では、投影データ集合の部分集合を用い、すなわち心サイクルの特定の時刻に得られた投影データ集合のみ、又はこの心サイクルの範囲内で限定された時間範囲内に得られた投影データ集合のみを用いる。例えば、ＥＫＧゲート制御付き再構成は、Ｒ波のピーク時に得られた投影データ集合のみに基づいていてもよいし、又はＲ波のピークに続いてＸミリ秒後に得られた投影データ集合に基づいていてもよい。
【００１９】
また、再構成モジュール３４は、心サイクルにおいて投影データ集合が得られた時刻スタンプ又は時刻とは独立に、走査時に得られた投影データ集合の全ての部分又は実質的に全ての部分を用いてゲート制御なし再構成を実行する。再構成モジュール３４は、ゲート制御付き再構成データ及びゲート制御なし再構成データをメモリ３８に記憶させる。次いで、再構成モジュール３４は、ＥＫＧゲート制御付き再構成データ及びゲート制御なし再構成データの少なくとも一部ずつを結合して、走査又は検査について結合された再構成データを形成する。結合された再構成データは、モーション・アーティファクトについて補正された心臓の位置に対応する中央領域を含んでいる。結合された再構成データは心臓の周囲の区域に対応する周辺領域を含んでおり、この区域は、完全視野（ＦＯＶ）にわたって延在する作動性（アクティブ）検出器素子を有する検出器の領域からの実測減弱測定値に基づくものとなっている。
【００２０】
幾つかの形式の検査では、対象２２の内部の関心領域（ＲＯＩ）に先ず注目する。対象２２が患者であり、ＲＯＩが比較的小さい関心のある器官（ＯＯＩ）である場合には、ＯＯＩの外部での患者照射線量を制限することが望ましい。ＯＯＩの外部での投影読み取りは、断層像再構成に有用である。しかしながら、高速マグニチュード減衰再構成フィルタのカーネルを用いてＯＯＩの内部に優れた画像を形成するためには、これらの読み取りが必ずしも非常に正確である必要はないことが判明している。人体の解剖学的構造は患者の体軸に沿って数ミリメートルでは大きく変化する訳ではないので、マルチ・スライス型スキャナの投影は、横列から横列にかけて急速には変化しない。従って、一実施形態では、横列の１列で収集された投影情報を用いて、ＯＯＩの外部のその他横列の投影値を推定する。患者は、ＯＯＩの内部の領域については全ての横列について完全に照射される。ＯＯＩの内部の領域については、全検出器の小部分のみがＸ線で照射される。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態に従って形成される検出器１８の構成を示す。検出器１８は、Ｚ方向において一様でない断面に構成された検出器素子２０のアレイで構成されている。図３には検出器１８の曲率は示されていない。検出器１８は、対象２２がＺ方向に検出器１８を通り過ぎて移動すると同時に検出器１８がＸＹ方向において回転するように、ガントリ１２に保持されて配向されている。検出器１８は、Ｎ列の横列１９を成す検出器素子２０を備えて幅５２及び長さ５４を有するように成形されており、各々の横列１９が少なくとも部分的には長さ５４に沿って延在している。検出器１８は、長さ５４に沿って、中央領域６０を外側領域６２と外側領域６４との間に配置するように分割されている。中央領域６０並びに外側領域６２及び６４の各々が少なくとも１列の共通の横列２３の検出器素子２０を含んでおり、中央領域６０は、外側領域６２及び６４よりも多い列数の検出器素子２０の横列１９を含んでいる。図３の例では、検出器素子２０は「ボウタイ（Chevy）」形状に構成されており、中央領域６０がＺ方向において外側領域６２及び６４の横列１９数よりも多い横列１９数の検出器素子２０を有している。中央領域６０の内部では、中央領域６０並びに外側領域６２及び６４の全体に延在している横列１９におけるよりも少ない数の検出器素子２０が各々の横列１９に存在している。
【００２２】
外側領域６２及び６４は、検出器素子２０を有しなくてよい遮蔽領域６６を含んでいる。代替的には、遮蔽領域６６が非作動性若しくは不感受性の検出器素子２０を含んでいてもよいし、又はＸ線コリメータ若しくは遮蔽材料で覆われている検出器素子２０を含んでいてもよい。一例として、外側領域６２及び６４は、検出器１８の完全視野（ＦＯＶ）に沿って延在する作動性検出器素子２０の単一列又は２列のみの横列２３を有していてよい。完全ＦＯＶは、検出器１８の完全長５４に対応している。代替的には、外側領域６２及び６４が、単一の横列１９よりも多い作動性検出器素子２０を有しているが、中央領域６０におけるよりも少ない横列１９数の作動性検出器素子２０を有していてもよい。図３の例では、外側領域６２及び６４の作動性検出器素子２０は、検出器１８の幅５２に対して中央に位置している。外側領域６２及び６４の各々が、作動性検出器素子２０の両側の境界を画定する一対の遮蔽領域６６を有している。
【００２３】
選択随意で、検出器１８は、中央領域６０、外側領域６２及び６４、並びに遮蔽領域６６の１又は複数が、図面に示し本書に説明する実施形態の例とは異なる厚み及び／又は形状を有するように、その他形状及び構成の作動性検出器素子２０で構成されていてもよい。動作時には、対象２２が走査されるときに、検出器１８は選択されたガントリ回転角度において各別の投影データ集合を発生し、各々の投影データ集合が、対応する選択されたガントリ回転角度に配置されているときの検出器１８の作動性検出器素子２０についての一組の減弱測定値を含んでいる。投影データ集合は、多数の離散的なビュー又はガントリ角度において検出器１８から収集される。対象２２の周りの異なるビューに対応する一群の投影データ集合は、検出器１８が対象２２の周りを回転して対象２２がＺ方向に移動している間に得られる。選択随意で、走査は、検出器１８が容積区域の検査又は走査に関連する一群の投影データ集合を得ている間に対象２２がＺ方向において検出器１８を通して移動する螺旋走査又はヘリカル・スキャンに相当し得る。
【００２４】
実施形態の一例では、検出器１８は、８列の横列５４（図３には示していない）を有する８スライス型検出器である。外側領域６２及び６４は各々、Ｚ方向において２列分の検出器横列１９の厚みを有する。実施形態のもう一つの例では、領域６２及び６４は、Ｚ方向において１列未満の検出器横列１９の厚みを有する。他の実施形態は、図示及び記載とは異なる厚み及び／又は形状を有する領域６０、６２及び６４を形成するコリメートされた放射線ビームを有する。
【００２５】
図４は、少なくとも部分的に共通の一群の投影データ集合に基づいてゲート制御付き再構成及びゲート制御なし再構成を実行するときに、再構成モジュール３４によって実行される例示的な工程を説明する流れ図を示す。ステップ７０で開始して、対象２２に取り付けられたＥＫＧリード１７が患者の心サイクルを監視する。リード１７からのＥＫＧ信号はＥＫＧプロセッサ・モジュール２１へ供給され、モジュール２１は対象２２についてのＥＫＧゲート制御情報を発生する。同時に、ＥＫＧゲート制御情報がステップ７０において得られている間に、ステップ７２で走査動作が実行される。ステップ７２では、関心のある容積の完全な走査動作を実行するために、Ｘ線源１４及び検出器１８が対象２２の周りを回転する。対象は、所望の移動範囲にわたって連続的又は間歇的にＺ方向に移動することができる。Ｘ線源１４及び検出器１８が回転するにつれて、投影データ集合は、様々なガントリ回転角度において選択された時刻にＤＡＳ３２を通じて収集される。
【００２６】
選択随意で、投影データ集合は、システム・クロックに基づいて、又はガントリ１２の周りの一様な間隔／回転角度で、ＤＡＳ３２によって得られる。代替的には、投影データ集合は、ＥＫＧ信号及びゲート制御情報に同期した態様で得られてもよい。例えば、コンピュータ・モジュール３６がＤＡＳ３２に指令して、心サイクル内の選択された点でのみ投影データ集合を収集するようにしてもよく、この場合には、コンピュータ・モジュール３６が、ＥＫＧプロセッサ・モジュール２１から供給されるＥＫＧ信号に基づいて、心サイクルにおいて選択された点を決める。関心のある容積の完全な検査又は完全走査が得られるまで、ステップ７２において走査動作が続行して、ステップ７０においてＥＫＧゲート制御情報が間断なく収集される。対象２２は、走査全体を通じて静止したままであってもよいし、間歇的に又は連続的に移動してもよい。この検査又は完全走査時に収集された一群の投影データ集合はメモリ３８に記憶される。
【００２７】
ステップ７４では、再構成モジュール３４は、各々の元の投影データ集合の狭角度完全視野（ＦＯＶ）部分を識別する。狭角度はＺ方向において測定されるものであり、従って、完全ＦＯＶの作動性横列（例えば図３の例では横列２３）にのみ対応する。「狭角度」との用語は、検出器１８の完全幅５２と区別するために用いられている。「完全視野」との用語は、検出器１８の完全長５４を指す。作動性横列２３は、図３の例では完全視野２７に沿って延在している。
【００２８】
ステップ７６では、一旦、各々の元の投影データ集合の狭角度完全視野部分が識別されたら、これらの部分に基づいて再構成モジュール３４によってゲート制御なし再構成を実行して、ゲート制御なし再構成データ集合又は容積をメモリ３８に記憶させる。ゲート制御なし再構成は、時刻スタンプ又はゲート制御情報とは独立に、検査時の各々のあらゆる投影データ集合に基づいて行なわれる。代替的には、ステップ７６のゲート制御なし再構成は、投影データ集合のゲート制御なし部分集合に基づいて、例えばＺ方向の一部（例えば５、１０、１５センチメートル長の領域）に沿って延在する投影データ集合について行なわれてもよい。
【００２９】
ステップ７８では、再構成モジュール３４は、各々心サイクルの同じ時刻に得られた投影データ集合の広角度完全ＦＯＶ部分集合を識別する。この判定は、各々の投影データ集合と共に記憶される時刻スタンプに基づく。例えば、Ｒ波のピークに取得された投影データ集合のみをステップ７８で識別して、投影データ集合のゲート制御付き部分集合を収集することができる。広角度はＺ方向において測定され、幅５２に等しい。
【００３０】
ステップ８０では、再構成モジュール３４は、検出器１８の遮蔽領域６６に対応する投影データ集合の空白部分を識別する。再構成モジュール３４は、遮蔽領域６６に対応する投影データ集合の空白部分について、欠落した減弱測定値を充填する。再構成モジュール３４は、欠落した減弱測定値を、推定減弱測定値で充填する。図３を参照して例として述べると、外側領域６２において遮蔽領域６６の各々について推定される減弱測定値は、外側領域６２の横列２３の作動性検出器素子２０によって検出された減弱測定値から複写される。同様に、再構成モジュール３４は、やはり外側領域６４の検出器素子２０からの減弱測定値を複写することにより、外側領域６４の遮蔽領域６６に関連する欠落した減弱測定値を充填する。複写される減弱測定値は、外側領域６４の遮蔽領域６６の合成検出器素子又は遮蔽検出器素子に関連する各々の位置について再生成される。代替的な推定工程を用いて、遮蔽領域６６について減弱測定値の推定値を充填してもよい。再構成モジュール３４は、ステップ７８で識別された投影データ集合の広角度完全ＦＯＶゲート制御付き部分集合において各々の投影データ集合について上述の動作を実行する。
【００３１】
ステップ８０において、再構成モジュール３４は、投影データ集合のゲート制御付き部分集合の範囲内で欠落した減弱測定値を充填する。欠落した減弱測定値は、遮蔽領域６６及び６４の位置に対応する投影データ集合の部分に配置される。一旦、欠落した減弱測定値が充填されたら、得られるデータ集合は投影データ集合のゲート制御付き部分集合を表わし、各々の部分集合が実測減弱測定値を部分的に含むと共に、推定減弱測定値を部分的に含む。
【００３２】
ステップ８２では、再構成モジュール３４は、投影データ集合のゲート制御付き部分集合に基づいてゲート制御付き再構成を実行する。ゲート制御付き再構成は、投影データ集合のゲート制御付き部分集合から、作動性検出器素子２０から得られる実測減弱測定値、及び遮蔽領域６６を充填するために合成的に作成された推定減弱測定値を利用する。ゲート制御付き再構成は、検出器１８の完全視野２７及び完全幅５２（例えば検出器素子１９の６４列の横列又は６４枚のスライス）からの投影データ集合を利用する。再構成モジュール３４は、得られたゲート制御付き再構成データ容積を、ゲート制御付き再構成データ集合又は容積としてメモリ３８に記憶させる。
【００３３】
ステップ８４では、再構成モジュール３４は、加重関数に基づいてゲート制御付き再構成データ集合とゲート制御なし再構成データ集合とを結合して、対象の最終的な再構成データ集合を形成する。画像は、最終的な再構成データ集合に基づいて再構成モジュール３４又はコンピュータ・モジュール３６によって形成され得る。
【００３４】
実施形態の一例について詳細に考察する。Ｐ（γ，ｋ）が検出器角度γ及び検出器横列ｋでの走査時に検出器１８によって検出された投影データを表わすものとする。検出器横列５４の第ｎ列の検出器横列が、投影全体についてＸ線で完全に照射される。ＯＯＩの境界に対応する検出器角度をγ０と表わすと、ＯＯＩ領域の全体は（−γ０，γ０）と表わされる。領域５６の角度範囲は実質的にはＯＯＩを見込む角度に制限され、領域５８は検出器１８に少なくとも等しい角度範囲を有する。
【００３５】
対象２２はイメージング・システム１０によって走査されて、減弱測定値は検出器１８によって収集される。検出器横列ｋ（ｋ≠ｎ）の投影データは次のように書かれる式によって決定される。
【００３６】
【数１】
2007144172.tif 000003
式中、
【００３７】
【数２】
2007144172.tif 000004
であり、
【００３８】
【数３】
2007144172.tif 000005
であり、δは移行領域の幅を定義するパラメータである。上の式は、１列の横列ｎについての投影データを用いて、ＯＯＩの外部の他横列についての投影データを置き換えている。行なわれる「フェザリング」又は「ブレンディング」は、投影置換時に遭遇する不連続性を除去する。他の実施形態では、他の手法を用いて二つの信号を配合してもよい。上の式に基づいて、ｎ以外の検出器横列についてのＯＯＩの外部の投影は、ゼロの加重関数を与えられる。従って、これらの投影標本は、最終的な再構成画像には寄与しない。一実施形態では、これらの投影標本はデータ収集から省かれる。
【００３９】
放射線ビーム１６の半影からの減弱測定値は、対象２２を画像化するために用いることのできる幾分かの情報を提供する。収集された情報の全てを利用することが望ましい。従って、一実施形態では、全ての検出器横列からのデータを合算して（対数演算の後に）、この和をＯＯＩの外部の投影推定の基礎として用いる。
【００４０】
以上の手法及び装置は、かなりの患者Ｘ線量の低減を実現する。例えば、心臓検査では、患者の心臓の大半を２５ｃｍ視野（ＦＯＶ）内に容易に納めることができる。５０ｃｍＦＯＶスキャナでは、患者の心臓の走査は、検出器セルの約５８％を用いる。８スライス型スキャナの場合に、ＯＯＩ外部で検出器横列１列のみを照射に選択すると（実際に、検出器横列の小部分の照射しか必要とされない）、追加で照射されるＸ線領域は検出器チャネル全体の５％に留まる。従って、全線量節減は、概算で１．００−０．５８−０．０５＝０．３７となり、すなわち領域５８が２５ｃｍＦＯＶと本質的に同じ広がりを有する角度範囲を有するような実施形態では３７％となる。
【００４１】
以上に述べた方法及び装置の幾つかを検証するために、ショルダ・ファントムを３：１ピッチのヘリカル・スキャン・モードで走査した。ショルダ・ファントムは、再構成を試みるべき中央領域の外部に最も稠密な骨が位置するため、「最悪のケース」の状態を表わすものとして選択された。この実験では、δを２０チャネル幅とした。全ての横列についての投影（検出器の中央に隣接する１列の横列を除く）を３０ｃｍＦＯＶの外部ではトランケートした。次いで、式１を適用して全ての投影を生成した。次いで、画像を再構成した。比較のために、他２枚の画像を形成し、１枚はＣＴイメージング・システムのＦＯＶ全体（このシステムでは５４．７°）を用い、もう１枚は３０ｃｍＦＯＶを用いるがトランケーションを行なわないものとした。目視では、式１を適用したトランケート後の画像と他の２枚の画像との間には画像差は見られなかった。イメージング・システムのＦＯＶ全体を用いた画像及びトランケート後の画像を用いた画像から、３０ｃｍＦＯＶの差画像を形成した。この差画像には可視構造は存在しなかった。
【００４２】
上述の実施形態では、検出器１８は領域６０がアイソセンタ２４（図１）に関して対称となるようにコリメートされ、すなわち選択される領域は−γ０＜γ＜γ０であった。もう一つの実施形態では、検出器１８は非対称にコリメートされ得るため、完全に走査される領域６０が非対称になる。例えば、第一のビームは−γ１＜γ＜γ０（γ１≠γ０）としてコリメートされる。このアプローチの利点は、二つの境界が整列していないため移行領域の影響を最小限に抑えることである。
【００４３】
もう一つの実施形態では、検出器１８は、外側領域６２及び６４の両方ではなく一方のみを完全に又は部分的に遮蔽するようにコリメートされる。例えば、少なくとも３６０°の走査によって外側領域６２からの投影データを収集することができ、これを画像再構成において用いて、遮蔽された外側領域６４からの情報を充填する。
【００４４】
さらにもう一つの実施形態では、ＲＯＩの外部の領域よりも厚みのあるＲＯＩの領域を走査するシングル・スライス型スキャナを用いることができる。一実施形態では、図３を再び参照して述べると、検出器１８は、Ｚ軸方向において１列のみの検出器横列を有し得る。ビーム１６（図１）は、厚みの大きい第一の領域５６及び厚みの小さい第二の領域を有するようにコリメートされる。１回の走査中に、ＲＯＩは厚みの大きい第一の領域において走査される。もう一つの実施形態では、走査と走査との間でテーブル４６にインデクスを付けながら、複数の走査を実行してＲＯＩの画像の複数の画像を再構成する投影データを取得する。但し、これら複数の走査の幾つかは、狭めた角度範囲を有するように放射線ビームをコリメートして実行される。狭めた角度範囲は、例えばＲＯＩと同じ広がりを有する。放射線ビームの完全角度を用いて１又は複数の走査時に取得されたデータを用いて、狭めた角度範囲の放射線ビームを用いて実行された走査において欠落した情報を供給する。
【００４５】
上の例では、ＥＫＧ信号を用いて、心臓取得をゲート制御した。代替的には、他のゲート制御方法を用いて心臓の相を監視し、データ取得の指針を与えてもよい。例えば、ＥＫＧ信号の代わりに造影剤の摂取をゲート制御として用いることができる。上の各例では、心撮像を例として用いた。他の器官も類似の態様で撮像することができる。例えば、検出器の内側ＲＯＩの中心を肝臓に合わせて、外側の各実体を推定するために外部領域を用いることにより、肝臓領域を撮像することができる。
【００４６】
図５は、本発明の代替的な一実施形態に従って形成される検出器１１８を示す。検出器１１８は、対象がＺ方向に移動すると同時に投影データ集合を収集するように構成されている。検出器１１８は、Ｚ方向を横断して延在する長さ１５４と、Ｚ方向に平行に延在する幅１５２とを有する。長さ１５４は完全視野１２７を画定しており、幅１５２は、検出器１１８が投影データ集合を収集することのできるＺ方向の最も広い角度１２９を画定している。検出器１１８は全体的に台形状の形状を有し、外側領域１６２及び１６４によって両端を境界付けされた中央領域１６０を含んでいる。中央領域１６０は、Ｚ方向に最も広い角度１２９に沿って延在する作動性検出器素子を有する。検出器１１８は、作動性検出器素子１２０で専ら構成されており、非作動性検出器素子は存在しない。外側領域１６２及び１６４は全体的に三角形であり、中央領域１６０の前方エッジ１６７及び後方エッジ１６９から互いに向かって伸びる対向する先細の横エッジ１６３及び１６５を有する。
【００４７】
ゲート制御付き再構成時には、再構成モジュール３４は、破線１７１によって示す区域について推定減弱測定値又は合成減弱測定値を充填する。推定減弱測定値は、外側領域１６２及び１６４内の作動性検出器素子１２０によって収集される実測減弱測定値に基づいて生成される。ゲート制御なし再構成時には、再構成モジュール３４は、完全視野１２７に沿って延在する横列１２３の作動性検出器素子１２０によって収集される減弱測定値を用いる。検出器横列１２３は、検出器１１８の全幅１５２に対してＺ方向に狭い。
【００４８】
図６は、本発明の一実施形態に従って形成される検出器２１８を示す。検出器２１８は長さ２５４及び幅２５２を有する。長さ２５４は完全視野２２７に沿って延在し、幅２５２はＺ方向に最も広い角度２２９を画定している。検出器２１８は、外側領域２６２及び２６４によって境界付けされた中央領域２６０を含んでいる。検出器２１８は全体的にＴ字形であり、共通エッジ２６９が中央領域２６０、並びに外側領域２６２及び２６４の各々に沿って延在している。外側領域２６２及び２６４は辺２６５を有し、各辺２６５は、互いに直線的に並んで延在し、中央領域２６０の辺２６７に対して平行に延在しているが階段状の態様で構成されている。
【００４９】
ゲート制御付き再構成時には、再構成モジュール３４は、破線２７１によって示す区域について推定減弱測定値又は合成減弱測定値を充填する。推定減弱測定値は、外側領域２６２及び２６４内の作動性検出器素子２２０によって収集される実測減弱測定値に基づいて形成される。ゲート制御なし再構成時には、再構成モジュール３４は、完全視野２２７に沿って延在する横列２２３内の作動性検出器素子２２０によって収集される減弱測定値を用いる。検出器横列２２３は、検出器２１８の全幅２５２に対してＺ方向に狭い。
【００５０】
図７は、もう一つの実施形態に従って形成される検出器３１８を示す。検出器３１８は幅３５２及び長さ３５４を有し、矢印３５３及び３５５の方向にプリ・ペイシェント・コリメーションを内外へ移動させることにより、幅３５２及び長さ３５４の両方がＺ方向及びＸ方向に平行に調節自在となっている。外側領域３６６ａ〜３６６ｄは、プリ・ペイシェント・コリメーション又はポスト・ペイシェント・コリメーションによって遮蔽される検出器３１８の区域を表わしている。一例として、外側領域３６６ａ〜３６６ｄでコリメータを構成することができる。
【００５１】
外側領域３６６ａ及び３６６ｂは、照射域幅３５７によって離隔されている。外側領域３６６ｃ及び３６６ｄも照射域幅３５７によって離隔されている。外側領域３６６ａ及び３６６ｃは、中央照射域３５９によって離隔されている。外側領域３６６ｂ及び３６６ｄも中央照射域３５９によって離隔されている。照射域幅３５７及び中央照射域３５９の寸法は、プリ・ペイシェント・コリメーション又はポスト・ペイシェント・コリメーションを移動させることにより調節自在である。選択随意で、検出器３１８に対する照射域幅３５７の位置は、外側領域３６６ａ〜３６６ｄの全てを同じ方向にずらすことによりＺ方向に平行にずらすことができる。選択随意で、検出器３１８に対する中央照射域３５９の位置は、外側領域３６６ａ〜３６６ｄの全てを同じ方向にずらすことにより、Ｘ方向に平行にずらすことができる。
【００５２】
患者の心拍数に基づいて、心臓全体の完全な撮像範囲（カバレッジ）を確保するように螺旋ピッチを調節することができる。螺旋ピッチが高まるにつれて、検出器３１８の照射域幅３５７（図７に示す）を拡大する。このことは、照射域幅３５７を広げるようにコリメータを外向きにずらすことにより達成され得る。螺旋ピッチを低くする場合には、照射域幅３５７を狭めることができる。加えて、中央領域３６０の中央照射域３５９を異なる心臓の大きさに合わせて調節して、患者への照射線量を最小限に抑えるべく患者の中心合わせを可能にすることができるようにコリメーションを矢印３５５の方向に水平に調節することができる。多くの場合には、患者の心臓は中心に位置しない。最も単純なアプローチは、心臓が検出器３１８の中央ＦＯＶに常に位置するように中央照射域３５９を広げるものである。患者への照射線量を低減するために、心臓全体はＦＯＶの内部に位置したままにしつつ中央照射域３５９を縮小し得るように、コリメーションを動的に調節する（左右にずらす）ことができる。従って、外側部分３６６ａ〜３６６ｄは全て、水平方向の矢印３５５に沿って一方向（例えば左又は右）へずらすことができる。胸部全体又は全身を撮像するときに上述のアプローチを管電流変調及び従来の螺旋再構成と組み合わせることにより、患者への照射Ｘ線量をさらに低減することができる。従来の螺旋再構成では、特定の位置を通過する殆ど全ての投影標本を用いて当該位置での画像を形成する。心ゲート制御付き再構成では、部分走査データ集合のみが用いられる。管電流は、従来の螺旋再構成が行なわれる領域について低減され得る。
【００５３】
最近のマルチ・スライス型ＣＴスキャナでは、近似的に０．２：１の螺旋ピッチを心撮像に用いる。このように低いピッチであっても、３２若しくは６４又はこれよりも多いスライス数のマルチ・スライス型ＣＴスキャナであれば、１回の患者保息で単一のヘリカル・スキャンで心臓を含めた胸部全体を取得することができる。このことは、１個の連続的なデータ集合を最小の時間量で取得して、患者の体内に注入された造影剤ボーラスを完全に活用することができるため、有利である。しかしながら、短所は、螺旋ピッチが小さいため、心ゲート制御が必要とされない心臓の上下の胸部領域ではＸ線量が多いという不利を生ずることである。
【００５４】
典型的な臨床の筋書きでは、心臓を撮像するためには１２ｃｍ〜１５ｃｍのＺ方向撮像範囲が必要とされる一方、胸部全体をカバーするためには近似的に３０ｃｍが必要とされる。このように、１５ｃｍ〜１８ｃｍの撮像範囲は心ゲート制御を必要としないが、ピッチが低い（０．２：１程度）螺旋取得の場合には、Ｚでの重なり量があることを考慮すると、この領域は５倍「過剰走査（オーバスキャン）」される。これにより、ゲート制御なし撮像モードに典型的な１：１ピッチのヘリカル・スキャンに対してこれらの領域では線量が５倍になる。
【００５５】
この問題に対処するために、螺旋重なりによる５倍のデータ冗長性を活用する再構成アルゴリズムが設計される。Ｘ線量の２０％のみを心臓の上下の領域に照射すると（心臓領域の範囲内では完全手法を保ちつつ）、再構成アルゴリズムは、この冗長的なデータを活用することにより信号対雑音を補う。上に掲げた撮像範囲の例では、このｍＡ変調アプローチでは全線量は完全線量の胸部取得の５２％〜６０％に留まる。
【００５６】
図８は、管電流変調の利用によるＲＯＩの走査に従って実行される処理系列を示す。本書に記載する管電流変調工程は、図３又は図５〜図７に示す形状を有する検出器を必ずしも用いなくてもよい。図８及び図９と関連して説明され、管電流変調に関連してさらに一般的に説明される実施形態及び工程は、従来の矩形に構成された多数の横列を成す検出器素子（例えば２列、８列、３２列、６４列、２５６列等）を有する従来の検出器と共に用いてもよいことを理解されたい。
【００５７】
図８において、ステップ４２０では、極く低い管電流での走査を取得しながらＣＴシステム１０を通して患者２２を前進させることにより、スカウト走査又は極く低い管電流での走査を行なう。ステップ４２２では、システムは、スカウト走査の結果を解析して、ＲＯＩの位置及び境界、並びにＲＯＩの内部での関心対象（ＯＯＩ）の位置及び境界を決定する。ＯＯＩは、心臓、肝臓、腎臓、腸、脳及び側肢（lateral limb）等を表わすことができる。位置情報は、ＸＹＺ参照座標系内のＸＹＺ座標に対応していてよい。テーブル４６の位置は、ＸＹＺ参照座標系に対して全ての時刻で既知である。テーブル４６は、ＸＹＺ参照座標系内の既知の座標に沿って患者２２を前進させる。関心対象及びＲＯＩの境界は、Ｚ軸に沿った点を表わしていてもよいし、又は関心対象及び／若しくはＲＯＩを包囲する一様な輪郭若しくは一様でない輪郭を表わしていてもよい。
【００５８】
ステップ４２４では、システムは、全走査（例えばＺ軸に沿った点）について開始境界及び停止境界を識別する。ステップ４２６では、システムは、関心対象（例えば心臓）及び全走査ＲＯＩの開始境界及び停止境界を識別する。ステップ４２８では、システムは、全走査ＲＯＩの低管電流でのヘリカル・スキャンを開始する。テーブル４６は、所望のピッチに対応するＺ軸に沿って予め決められた速度で前進させられる。検出器１４は、多数の横列を成す検出器素子（一様な形状又は一様でない形状に形成されている）を含んでいる。ピッチは、検出器１８の異なる部分が検出器１８の連続回転の間に患者２２の共通の解剖学的構造に整列するように、比較的遅い走査速度を与えるように設定することができる。例えば、１回目の走査では検出器１８の前側の一群の横列が共通の解剖学的構造の周りを回転し、２回目の走査では検出器１８の後ろ側の一群の横列がこの共通の解剖学的構造の周りを回転することができる。ピッチを制御することにより、検出器１８は、共通の解剖学的構造に関する走査データの重なりのある集合を得ることができる。
【００５９】
ステップ４２６で開始される走査に関連する管電流（又はｍＡ）は、対象に関して少なくとも一定の水準の診断情報を与えるのに十分なものとし、この場合には、スカウト走査は非常に低い管電流で行なわれるため、対象に関して（あったとしても）極く僅かな診断品質の情報しか得られない。低管電流での診断ヘリカル・スキャンは、ＲＯＩの前側エッジが検出器の前側エッジに達したときに開始される。代替的には、低管電流ヘリカル・スキャンは、ＲＯＩの前側エッジが検出器１４の前側エッジに達する前後の予め決められた距離／時刻のような何らかの前方点又は後方点で開始してもよい。
【００６０】
ステップ４３０では、システムは、Ｘ線源１４への制御電力を低い管電流レベルから高い管電流レベルへ変化させる。高い管電流は、関心対象の前側部分が検出器１４の前側エッジに対して予め決められた位置に達したときに開始される。代替的には、高い管電流は、関心対象の前側エッジが検出器１４の前側エッジに達する前後の予め決められた時刻に開始されてもよい。ステップ４３２では、システムは、関心対象の後ろ側部分が検出器の後ろ側エッジに対して予め決められた位置に達したとき（例えばＯＯＩの後ろ側境界が検出器の後ろ側エッジを離れたとき）に高い管電流を停止する。代替的には、高い管電流は、関心対象の後ろ側エッジ（又は中心）が検出器１４の後ろ側エッジに達する前又は後の予め決められた時刻に停止されてもよい。システムが高い管電流を停止させたときに、検出器１４への制御電流は、全走査ＲＯＩのヘリカル・スキャンに関連する低い管電流レベルに戻るように切り替わる。ステップ４３４では、システムは、ＲＯＩの後ろ側エッジが後ろ側検出器エッジに達したときに全走査ＲＯＩのヘリカル・スキャンを完了させる。
【００６１】
選択随意で、ステップ４３０において、関心対象を走査しながら、Ｘ線制御器２８はまた、周期的に変化する生理学的パラメータに基づいて第一のレベルと第二のレベルとの間で高い管電流を変調させてよい。例えば、Ｘ線制御器２８は、ＥＣＧサイクルに基づいて第一のレベルと第二のレベルとの間で高い管電流を交番させることができる（例えば心拡張期には５００ｍＡ及び心収縮期には２００ｍＡ）。さらに他の選択肢として、関心対象の前後のＲＯＩを走査しながら（ステップ４２８及び４３２）、Ｘ線制御器２８はまた、周期的に変化する生理学的パラメータに基づいて第一のレベルと第二のレベルとの間で低い管電流を変調させてもよい。例えば、Ｘ線制御器２８は、ＥＣＧサイクルに基づいて第一のレベルと第二のレベルとの間で低い管電流を交番させることができる（例えば心拡張期には１００ｍＡ及び心収縮期には２０ｍＡ）。
【００６２】
図９は、時間（横軸に時間をラベルする）にわたってＣＴシステム１０を通して関心対象を前進させながら管電流（縦軸に管電流をラベルする）を高レベルと低レベルとの間で制御する態様の見取り図を示す。走査区域４５０が、前側部分４５２、ＯＯＩ部分４５４及び後ろ側部分４５６に分割されているものとして示されている。図９の例では、走査区域４５０はまた、前側ゲート制御なし区域５５８、ゲート制御付き区域４６０及び後ろ側ゲート制御なし区域４６２に分割されている。前側ゲート制御なし区域４５８及び後ろ側ゲート制御なし区域４６２から得られた投影データ集合は、再構成時に用いられるときにＥＣＧゲート制御情報に基づく組織化も選択も為されない。ゲート制御付き区域４６０から得られた投影データ集合は、再構成時に用いられるときにＥＣＧゲート制御情報に基づいて組織化され又は選択され得る。
【００６３】
図９はまた、全ＲＯＩ走査時にＸ線源１４を制御するのに用いることのできる例示的な代替的管電流変調パターン４７０〜４７２を示している。各々の変調パターン４７０〜４７２が経時的にｍＡ単位で管電流を示している。点４７４及び４７６は、ＲＯＩ内の関心のある器官の前側エッジ及び後ろ側エッジのＺ座標に対応している。代替的には、点４７４及び４７６は、関心のある器官に対して他の何らかの関係を有するＺ座標を表わしていてもよい（例えば関心のある器官の中心からＸインチ、及び関心のある器官の選択された特徴からＸインチ等）。第一のパターン４７０では、管電流は先ず、低電流レベル４７８に設定されて、点４７６に達するまで定常状態に保たれる。点４７６では、管電流は、高電流レベル４８０まで高められて、点４７８に達するまで定常状態に保たれる。点４７８では、管電流は、走査の残りについて低電流４８２の定常状態まで再び低下させられる。
【００６４】
第二のパターン４７１では、管電流は先ず、低電流レベル４８４に設定されて、点４７６に達するまで生理学的パラメータ（例えば心サイクル又は呼吸）に基づいて変調される（例えば２０ｍＡから１００ｍＡまで）。点４７６では、管電流は高電流レベル４８６まで高められて、点４７８に達するまで生理学的パラメータに基づいて再び変調される（例えば３００から５００まで）。点４７８では、管電流は、走査の残りについては低電流４８８に再び低下させられて変調される（例えば２０ｍＡから１００ｍＡまで）。選択随意で、低電流レベル４８４及び４８８が一定であって、高電流レベル４８６が変調されてもよい。
【００６５】
第三のパターン４７２では、管電流は先ず、高電流レベル４９０に設定されて、点４７６に達するまで定常状態に保たれる。点４７６では、管電流は、低電流レベル４９２に低下させられて、点４７８に達するまで定常状態に保たれる。点４７８では、管電流は、走査の残りについて、高電流４９４の定常状態に再び高められる。
【００６６】
図１０は、管電流変調時に得られる投影データ集合に対して再構成を実行するために行なわれる処理系列を示す。ステップ５０２では、再構成モジュール３４（図１）は、低管電流での走査時に得られた第一の群の投影データ集合を識別する。パターン４７０及び４７１の例では、この第一の群は、電流レベル４７８、４８２、４８２及び４８６で得られる投影データ集合を含む。パターン４７２では、この第一の群は、電流レベル４９２に対応する。ステップ５０４では、再構成モジュール３４は、高管電流での走査で得られた第二の群の投影データ集合を識別する。パターン４７０及び４７１の例では、第二の群は、電流レベル４８０及び４８６で得られた投影データ集合を含む。パターン４７２では、第二の群は、電流レベル４９０及び４９４に対応する。
【００６７】
ステップ５０６では、再構成モジュール３４は、低管電流での投影データ集合に基づいて再構成を実行する。低管電流での投影データ集合は、高含量の雑音を有し得る。再構成アルゴリズムは、重なりのある投影データ集合に基づいて再構成を実行することにより雑音を補正する。例として述べると、システムは、Xiangyang Tang及びJiang Hsieh（米国ワイオミング州Waukesha、GE Healthcare Technologies、Applied Science Laboratory所属）による技術論文“Reconstruction-plane-dependent weighted FDK algorithm for cone beam volumetric CT”に記載されたアルゴリズムを用いていてよい。尚、この文献の完全な主題を参照によりその全体として本出願に援用する。ステップ５０６での再構成は、低電流再構成データ集合を生成する。
【００６８】
ステップ５０８では、再構成モジュール３４は、高管電流による投影データ集合に基づいて再構成を実行する。高管電流による投影データ集合は、低管電流での投影データ集合に対して低い雑音を有する。高管電流による投影データ集合は、生理学的パラメータに基づいて選択されていてよい。例えば、高管電流による投影データ集合は、関心のある器官が心臓であるときにはＥＣＧゲート制御情報に基づく再構成について選択されていてよい。この例では、ＥＣＧゲート制御付き再構成に適した再構成アルゴリズムを用いることができる（例えば図４に関連して上で記載したアルゴリズム）。代替的に、関心のある器官が肝臓又は腎臓である場合には、かかる器官の再構成に適応構成された同じ再構成アルゴリズム又は他の再構成アルゴリズムを用いてよい。ステップ５０８での再構成は、高電流ゲート制御付き再構成データ集合を生成する。
【００６９】
ステップ５１０では、図４と関連して上で説明した加重関数に類似した加重関数を用いて、高電流再構成データ集合と低電流再構成データ集合とを結合する。結合されたデータ集合は、画像を形成することのできる最終的な再構成データ集合を形成する。
【００７０】
様々な特定の実施形態について本発明を説明したが、当業者は、特許請求の範囲の要旨及び範囲内に含まれる改変を施して本発明を実施し得ることを認められよう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に従って動作するＣＴイメージング・システムを示す図である。
【図２】図１に示すシステムのブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に従って構成されている検出器を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に従って実行される再構成工程を説明する流れ図である。
【図５】本発明の代替的な一実施形態に従って構成されている検出器を示す図である。
【図６】本発明の代替的な一実施形態に従って構成されている検出器を示す図である。
【図７】本発明の代替的な一実施形態に従って構成されている検出器を示す図である。
【図８】管電流変調のために本発明の一実施形態に従って実行される工程を示す図である。
【図９】関心対象に対して管電流変調を制御する見取り図である。
【図１０】管電流変調時に得られた投影データ集合に基づいて再構成を実行するために本発明の一実施形態に従って実行される工程を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  イメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１７  ＥＫＧリード
１８  検出器アレイ
１９  Ｎ列の横列
２０  素子
２１  ＥＫＧプロセッサ・モジュール
２２  対象
２３  共通の横列
２４  回転中心
２６  制御機構
２７  視野
２８  Ｘ線制御器
３０  ガントリ・モータ制御器
３２  データ取得システム（ＤＡＳ）
３４  再構成モジュール
３６  コンピュータ・モジュール
３８  メモリ
４０  コンソール
４２  陰極線管
４４  テーブル・モータ制御器
４６  電動式テーブル
４８  ガントリ開口
５２  幅
５４  長さ
５６  領域
５８  領域
６０  中央領域
６２  外側領域
６４  外側領域
６６  遮蔽領域
７０  対象２２に取り付けたＥＫＧリード１７で患者の心サイクルを監視する
７２  走査動作を実行する。関心のある容積の完全な走査動作を実行するために、Ｘ線源１４及び検出器１８が対象２２の周りを回転する
７４  再構成モジュール３４が各々の元の投影データ集合の狭角度完全視野（ＦＯＶ）部分を識別する
７６  一旦、各々の元の投影データ集合の狭角度完全視野部分が識別されたら、これらの部分に基づいて再構成モジュール３４によってゲート制御なし再構成を実行して、ゲート制御なし再構成データ集合又は容積をメモリ３８に記憶させる
７８  Ｒ波のピークに取得された投影データ集合のみを識別することができる
８０  再構成モジュール３４は、検出器１８の遮蔽領域６６に対応する投影データ集合の空白部分を識別する
８２  再構成モジュール３４は、投影データ集合のゲート制御付き部分集合に基づいてゲート制御付き再構成を実行する
８４  再構成モジュール３４は、加重関数に基づいてゲート制御付き再構成データ集合とゲート制御なし再構成データ集合とを結合して、対象の最終的な再構成データ集合を形成する
１１８  検出器
１２０  素子
１２３  横列
１２７  視野
１２９  角度
１５２  幅
１５４  長さ
１６０  中央領域
１６２  外側領域
１６３  横エッジ
１６４  外側領域
１６５  横エッジ
１６７  後ろ側エッジ
１６９  後ろ側エッジ
１７１  破線
２１８  検出器
２２０  検出器素子
２２３  横列
２２７  視野
２２９  角度
２５２  幅
２５４  長さ
２６０  中央領域
２６２  外側領域
２６４  外側領域
２６５  エッジ
２６７  エッジ
２６９  共通エッジ
２７１  破線
３１８  検出器
３５２  幅
３５３  矢印
３５４  長さ
３５５  矢印
３５７  幅
３５９  区域
３６０  中央領域
３６６ａ  外側領域
３６６ｂ  外側領域
３６６ｃ  外側領域
３６６ｄ  外側領域
４２０  極く低い管電流での走査を取得しながらＣＴシステム１０を通して患者２２を前進させることにより、スカウト走査又は極く低い管電流での走査を行なう
４２２  システムはスカウト走査の結果を解析して、ＲＯＩの位置及び境界、並びにＲＯＩの内部での関心対象の位置及び境界を決定する
４２４  システムは、全走査について開始境界及び停止境界を識別する
４２６  システムは、関心対象及び全走査ＲＯＩの開始境界及び停止境界を識別する
４２８  システムは、全ＲＯＩの低管電流でのヘリカル・スキャンを開始する
４３０  システムは、Ｘ線源１４の制御電力を低い管電流レベルから高い管電流レベルへ変化させる
４３２  システムは、関心対象の後ろ側部分が検出器の後ろ側エッジに対して予め決められた位置に達したときに高い管電流を停止させる
４３４  システムは、ＲＯＩの後ろ側エッジが後ろ側検出器エッジに達したときに全走査ＲＯＩのヘリカル・スキャンを完了させる
４５０  走査区域
４５２  前側部分
４５４  ＯＯＩ部分
４５６  後ろ側部分
４５８  後ろ側ゲート制御なし区域
４６０  ゲート制御付き区域
４６２  後ろ側ゲート制御なし区域
４７０  変調パターン
４７１  変調パターン
４７２  変調パターン
４７４  点
４７６  点
４７８  低電流レベル
４８０  高電流レベル
４８２  低電流
４８４  低電流レベル
４８６  高電流レベル
４８８  低電流
４９０  高電流レベル
４９２  低電流レベル
４９４  高電流
５０２  再構成モジュール３４は、低管電流での走査時に得られた第一の群の投影データ集合を識別する
５０４  再構成モジュール３４は、高管電流での走査時に得られた第二の群の投影データ集合を識別する
５０６  再構成モジュール３４は、低管電流での投影データ集合に基づいて再構成を実行する
５０８  再構成モジュール３４は、高管電流による投影データ集合に基づいて再構成を実行する
５１０  図４に関連して上で説明した加重関数と類似の加重関数を用いて高電流再構成データ集合と低電流再構成データ集合とを結合する
５５８  ゲート制御なし区域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2007144172000001.pdf