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JPH11253435A - Computed tomograph - Google Patents

Computed tomograph

Info

Publication number
JPH11253435A
JPH11253435A JP11006982A JP698299A JPH11253435A JP H11253435 A JPH11253435 A JP H11253435A JP 11006982 A JP11006982 A JP 11006982A JP 698299 A JP698299 A JP 698299A JP H11253435 A JPH11253435 A JP H11253435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detector
data
measurement
ray source
computer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11006982A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Guenter Dehner
デーナー ギュンター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPH11253435A publication Critical patent/JPH11253435A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a volume computed tomograph having a plane detector and designed to effect rapid volume computer tomography. SOLUTION: In a computed tomograph, having an X-ray source 1 and a detector which are rotated together for producing tomographic X-ray photographs of a wide subject range simultaneously and for collecting volume data within that range, and having image configuring calculators, a control calculator, and an image output unit, a rectangular or square plane detector 4 is provided as a detector for data collection, the detector 4 covering only a part of the subject angles and effecting data collection within the necessary subject angles relative to the X-ray source 1 through successive zone scans during alternate rotation of the X-ray source 1 relative to the subject range and displacement of the plane detector 4 relative to the X-ray source 1, in which case the plane detector 4 can be displaced in such a way as to follow the rotation of the X-ray source 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータトモグ
ラフに関する。
[0001] The present invention relates to a computed tomograph.

【0002】[0002]

【従来の技術】費用の理由から70年代の最初のコンピ
ュータトモグラフシステムは点状のX線源および単一の
検出器要素または少数の検出器要素に限られていた。相
応して対象物は1つまたは少数の針状ビームにより走査
された。特に単一の走査ビームを有する第1世代のシス
テムでは走査システムの並進運動によりそれぞれ投射
が、また対象物の周りの走査システムのステップ状の回
転により再構成のために必要な投射の和が得られた。こ
のようなシステムのなかに投射のすべての走査ビームが
互いに平行に延びているので、このような走査は平行ビ
ーム走査とも呼ばれる。対象物を完全に再構成するため
には十分に細かいラスタリングで少なくとも180°の
角度範囲からの投射が必要である。
BACKGROUND OF THE INVENTION For cost reasons, the first computed tomography systems of the seventies were limited to point x-ray sources and a single detector element or a small number of detector elements. The object was correspondingly scanned by one or a few needle beams. In particular, in the first generation systems with a single scanning beam, the translation of the scanning system gives each projection, and the stepwise rotation of the scanning system around the object gives the sum of the projections needed for reconstruction. Was done. Such a scan is also referred to as a parallel beam scan because all the scanning beams of the projection extend parallel to each other in such a system. In order to completely reconstruct the object, a sufficiently fine rastering requires projection from an angle range of at least 180 °.

【0003】X線源のなかで発生されたX線放射を一層
良好に利用するため、第2世代のシステム(米国特許第
5 313 513号明細書)では同時に多くの扇状に広がるビ
ームが並び合って位置している検出器のアレイにより測
定された。検出器アレイの次々と測定される中央ビーム
は平行投射を形成する。同じくその他の扇状ビームは中
央ビームの投射の間に組み入れられるべき平行投射を形
成する。分類し直しおよび場合によっては内挿し直しは
文献中で“レビニング(Rebinning )”と呼ばれる。両
方のシステムでは基本的に先ず走査システムの並進運動
が、次いでその回転が行われるので、第1および第2の
世代のシステムは並進ー回転システムとも呼ばれる。
In order to better utilize the X-ray radiation generated within an X-ray source, a second generation system (US Pat.
In 5 313 513, many fan-shaped beams were measured simultaneously by an array of detectors located side by side. The successively measured central beams of the detector array form a parallel projection. Similarly, the other fan beams form a parallel projection to be incorporated during the projection of the center beam. Reclassification and possibly re-interpolation is referred to in the literature as "Rebinning". The first and second generation systems are also referred to as translation-rotation systems, since basically in both systems the translation of the scanning system and then its rotation take place.

【0004】その後の開発では“小さい扇”がすべての
測定領域に広げられ、また測定過程で同時にすべての扇
状投射が撮影された。一緒に回転するX線源および弧状
検出器を有する測定装置は文献中で第3世代のシステム
と呼ばれる。得られた測定データを再構成するための方
法は、基本的に2つの方法、すなわち扇状投射の直接的
な再構成と、平行ビームのシステムのなかの内挿し直し
および続いての平行再構成とに区別される。すべてのこ
れまでに考察されたシステムは検出器列により回転の際
に基本的に断層面の再構成のための測定データを収集す
る。
In subsequent developments, a "small fan" was spread over all measurement areas, and all fan projections were photographed simultaneously during the measurement process. Measuring devices with co-rotating X-ray sources and arc detectors are referred to in the literature as third generation systems. There are basically two methods for reconstructing the obtained measurement data: direct reconstruction of the fan projection, re-interpolation in the system of parallel beams and subsequent parallel reconstruction. Is distinguished. All previously discussed systems collect measurement data for the reconstruction of the tomographic plane essentially during rotation by means of a detector array.

【0005】多くの検出器列の平行配置により、回転の
際に断層面に対して垂直に広げられたデータ収集を可能
にする多列または平面検出器が得られる(ドイツ特許出
願公開第 196 18 749 号明細書、ドイツ特許出願公開第
195 15 778 号明細書、ドイツ特許出願公開第 195 32
535 号明細書)。比較的わずかな幅を有する平面検出器
では改善された線量利用および(または)測定の加速が
達成される。追加的な寝台運動なしの体積検出はわずか
な断層の上に限られた状態にとどまる。広げられた体積
収集はこのようなシステムにより連続的な走査および同
時の寝台送りの際に初めて可能である(スパイラルC
T)。
[0005] The parallel arrangement of a number of detector rows results in a multi-row or planar detector which, during rotation, allows data acquisition that is spread perpendicular to the slice plane (DE-A 196 18). No. 749, German Patent Application Publication No.
195 15 778, German Patent Application No. 195 32
No. 535). Improved dose utilization and / or accelerated measurement are achieved with flat detectors having relatively small widths. Volume detection without additional couch motion remains limited on a few faults. An expanded volume collection is only possible with such a system during continuous scanning and simultaneous bed feeding (spiral C
T).

【0006】K.デュムリング著、“コンピュータトモ
グラフィの10年−回顧”(electromedica 、52(19
84)、第1巻、第13〜28頁参照)に記載されてい
る先に説明された方法では、第4世代のシステムでない
かぎり、X線源および検出器システムは専ら共通に対象
物に対して相対的に運動する。代替的に第4世代のシス
テムではX線源のみが動かされ、測定値は固定的に対象
物の周りに配置されている検出器要素のリングにより収
集される。スパイラル走査がここで同じく可能である。
[0006] K. Dumling, "A Decade of Computed Tomography-A Retrospective" (electromedica, 52 (19
84), Vol. 1, pp. 13-28), the X-ray source and detector systems are exclusively common to the object unless a fourth generation system is used. Exercise relatively. Alternatively, in a fourth generation system, only the X-ray source is moved, and measurements are collected by a ring of detector elements that are fixedly positioned around the object. Spiral scanning is also possible here.

【0007】コンピュータトモグラフィとならんで現在
古典的なラジオグラフィおよびフルオロスコピーでも、
ホトダイオードを有するシンチレーション検出器の二次
元アレイ、または場合によっては前置増幅およびAーD
変換を行って電気的信号へのガンマ放射の直接的な変換
を行う要素を有する検出器アレイが使用される。このよ
うなアレイは十分な質でコンピュータトモグラフィにも
望ましいコストで使用され得る。
[0007] Along with computed tomography, even now classical radiography and fluoroscopy,
Two-dimensional array of scintillation detectors with photodiodes, or possibly pre-amplification and AD
A detector array is used that has elements that perform the conversion to perform the direct conversion of gamma radiation to an electrical signal. Such arrays can be used in computer tomography with sufficient quality and at a desirable cost.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、平面
検出器を有する体積コンピュータトモグラフを、迅速な
体積コンピュータトモグラフィが行われるように構成す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to configure a volume computed tomography having a planar detector so that rapid volume computed tomography can be performed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、データ収集のために検出器として、対象物角度の
一部分のみを覆い、またX線源に対して相対的に、必要
な対象物角度のなかのデータの収集が対象物範囲に対し
て相対的なX線源の交互の回転およびX線源に対して相
対的な平面検出器の変位のもとに次々と帯域走査により
行われ、その際に平面検出器がX線源の回転に追随する
ように変位可能である長方形または正方形の平面検出器
が設けられていることにより解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the object is to provide a detector for data acquisition, which covers only a part of the object angle and which is required relative to the X-ray source. Acquisition of data within the object angle is achieved by successive band scans under alternating rotation of the X-ray source relative to the object area and displacement of the planar detector relative to the X-ray source. This is achieved by providing a rectangular or square planar detector which can be displaced so that it follows the rotation of the X-ray source.

【0010】本発明によるコンピュータトモグラフに対
しては、アレイ検出器がラジオグラフィに広い応用を見
い出していること、このような平面状の検出器システム
がコンピュータトモグラフィに対しても適当な形態およ
び十分な質で利用されることが前提とされる。ラジオグ
ラフィに使用される検出器システムはそこにこれまで通
常使用されてきたホトプレートを置換し、従って長さお
よび幅が影像の寸法に適合されている。現在の多列シス
テムの比較的狭い検出器アレイ(たとえば4つの列の際
の幅40mm)に比較して、提案される平面検出器(た
とえば大きさ1×1mmの500×300の要素を有す
る)は断層に対して垂直な(z方向の)対象物の十分な
カバリングを可能にする。従って、その幅に基づいてこ
のような平面検出器はz方向の対象物の相対的運動なし
の体積撮影に適している。しかし、断層のなかでこのよ
うな平面検出器は対象物のただ1つの部分範囲を検出し
得る。
For the computed tomography according to the present invention, the array detector has found wide application in radiography, and such a planar detector system has a suitable form and sufficient It is assumed that it is used with a high quality. The detector system used for radiography replaces the photoplates heretofore commonly used, so that the length and width are adapted to the dimensions of the image. Proposed planar detectors (e.g., having 500 x 300 elements 1 x 1 mm in size) compared to the relatively narrow detector arrays of current multi-row systems (e.g., 40 mm wide for four rows) Allows sufficient coverage of objects perpendicular to the slice (in the z-direction). Therefore, based on its width, such a planar detector is suitable for volumetric imaging without relative movement of the object in the z-direction. However, in a slice such a plane detector can detect only one sub-area of the object.

【0011】体積範囲を完全に断層面のなかで検出する
ためには、検出器システムおよび付属のX線源絞りがビ
ーム源の焦点の周りの1つの円弧の上に移動可能に支え
られている。測定は次々と帯域のなかで行われる。検出
器が測定の開始時に縁に支えられているならば、第1回
目の回転により対象物の外側のリング帯域が走査され
る。検出器は次いで部分弧の長さだけ中央に噎せ向けて
ずらされ、続いて対象物の別の帯域が走査される。この
過程は、アーティファクトのない再構成のために必要な
対象物範囲が走査されるまで継続される。個々の帯域の
データは全データレコードとして組み合わされ、公知の
方法に従って断層像として処理される。第2世代のシス
テムに対して本発明によるシステムは回転ー並進運動法
に従って動作し、相い異なる測定経過により公知のシス
テムとは本質的に相違する。
In order to detect the volume range completely in the slice plane, the detector system and the associated x-ray source stop are movably supported on a single arc around the focal point of the beam source. . The measurement is performed in the band one after another. If the detector is supported by the edge at the start of the measurement, the first rotation scans the outer ring zone of the object. The detector is then displaced toward the center by the length of the partial arc, and then another band of the object is scanned. This process continues until the required object area is scanned for artifact-free reconstruction. The data of the individual bands are combined as a whole data record and processed as tomographic images according to known methods. For second-generation systems, the system according to the invention operates according to the rotation-translation method and differs essentially from known systems due to the different measurement courses.

【0012】本発明によるコンピュータトモグラフはた
とえば心臓、肝臓および頭部のような個々の器官に対す
る以下で説明される測定経過により寝台運動なしの体積
検査を可能にし、またこうして器官におけるタイムスタ
ディ(4次元検査)のために特に適している。すべての
対象物角度にわたって延びている等しい幅の平面検出器
に比較して、帯域走査によりコンピュータトモグラフの
特に経済的に望ましい構成形態が達成される。
The computed tomography according to the invention enables a volumetric examination without bed movements by means of the measurement sequence described below for individual organs, such as, for example, the heart, liver and head, and thus a time study (4D) in the organs. Particularly suitable for inspection). Compared to a flat detector of equal width, which extends over all object angles, a particularly economically favorable configuration of the computed tomograph is achieved by means of band scanning.

【0013】本発明によれば測定経過中の検出器の相応
の制御の際に、以下で説明されるように、身体範囲全体
にわたるスパイラルCT撮影も行われ得る。体積CT装
置としての特別な特性とならんで、本発明による測定原
理はX線源および検出器の相応の位置決めによるラジオ
グラフィまたは陰影像の標準撮影にも適している。
In accordance with the invention, a corresponding CT control of the detector during the course of the measurement can also take place, as will be explained below, a spiral CT scan over the entire body area. As well as the special properties of a volume CT device, the measuring principle according to the invention is also suitable for the standard recording of radiographic or shadow images with corresponding positioning of the X-ray source and the detector.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明を一層詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

【0015】例として速い像列でのコンピュータトモグ
ラフィ装置による心臓体積全体のラジオグラフィックな
表示が帯域検出器を有するCTシステムにより解決され
なければならない。その際に使用される検出器はすべて
の投射方向からの心臓の投射を完全に覆わなければなら
ないが、患者の対象物角度全体を覆ってはならない。不
完全な投射を補足するため本来のダイナミックな心臓ス
タディの前に患者の外側範囲が走査され、その後の処理
のために一時記憶される。体積データレコード全体の測
定がこうして回転ごとに可能である。
As an example, the radiographic display of the entire heart volume by a computed tomography device in a fast image sequence must be solved by a CT system with a band detector. The detector used in this case must completely cover the projection of the heart from all projection directions, but not the entire object angle of the patient. Prior to the original dynamic cardiac study, the patient's outer area is scanned to compensate for incomplete projections and stored temporarily for further processing. Measurement of the entire volume data record is thus possible at each revolution.

【0016】基本構想では帯域検出器を有するコンピュ
ータトモグラフは、X線源および検出器システムが測定
対象物の周りを運動する第3世代のシステムに相当す
る。原理は図1に示されている。像構成計算機を有する
全体システムの一望は図2に示されている。
In the basic concept, a computed tomograph with a band detector corresponds to a third generation system in which the X-ray source and the detector system move around the object to be measured. The principle is shown in FIG. An overview of the overall system with the image construction computer is shown in FIG.

【0017】図1には参照符号1を付してX線源が示さ
れており、このX線源から絞り2を用いて絞られたピラ
ミッド状のX線束3が出発し、このX線束3が平面的な
長方形または正方形状の検出器4に当たる。検出器4は
それぞれ受信されたビーム強度に相当する電気的信号を
形成する検出器要素のマトリックスから形成されてい
る。
FIG. 1 shows an X-ray source denoted by reference numeral 1, from which a pyramid-shaped X-ray beam 3 narrowed using a diaphragm 2 starts, and this X-ray beam 3 Corresponds to a flat rectangular or square detector 4. The detectors 4 are each formed from a matrix of detector elements forming an electrical signal corresponding to the received beam intensity.

【0018】図2には構成要素1、2、4、6が好まし
くはファジー論理を有する走査制御装置8、データメモ
リ9、内挿器10、再構成ユニット11、ホストコンピ
ュータ11および像再現のためのモニター13を有する
構成要素1、4(ガントリ)に対する回転枠を有するコ
ンピュータトモグラフのケースのなかに示されている。
オプションにより、心臓撮影のためのシステムはEKG
導出のためのシステム15により補足される。
In FIG. 2, components 1, 2, 4, and 6 preferably have a fuzzy logic, a scanning controller 8, a data memory 9, an interpolator 10, a reconstruction unit 11, a host computer 11 and an image reproducing unit. Is shown in the case of a computed tomograph having a rotating frame for components 1, 4 (gantry) having a monitor 13 of FIG.
Optionally, the system for cardiac imaging is EKG
Complemented by the system 15 for derivation.

【0019】列状に湾曲された検出器アレイを有する従
来通常のシステムでは検出器は少なくとも半分の対象物
角度を、すなわち中央ビーム7の1つの側の半分の測定
領域6を覆わなければならない。特にシステムのアイソ
センターにおけるアーティファクトを避けるため、通常
は、全扇状部分または中央を越えて延びている部分扇状
部分が使用される。これと対照的に、検出器4は制限さ
れた範囲のみを覆っている。必要な対象物角度は次々と
検出器4の相い異なる位置で検出される。
In conventional systems with detector arrays curved in rows, the detectors must cover at least half the object angle, ie half the measurement area 6 on one side of the central beam 7. To avoid artifacts, especially at the isocenter of the system, a full fan or a partial fan extending beyond the center is typically used. In contrast, the detector 4 covers only a limited area. The required object angles are successively detected at different positions of the detector 4.

【0020】体積走査のために検出器4は、図1からわ
かるように、断層面に対して垂直な方向(z方向)に広
い範囲にわたって延びている。検出器4の寸法はラジオ
グラフィまたはフルオロスコピーのなかに使用される検
出器の寸法に相当すべきである。十分な質の際にはこう
してラジオグラフィおよび本発明によるコンピュータト
モグラフに対して等しい検出器およびデータ収集システ
ムが使用され得る。例として約50×30cmの検出器
の大きさから出発され得る。それは1×1mmの要素の
大きさの際に約500×300=150,000個の要
素のマトリックスに相当する。それは集積された増幅器
およびAーD変換器を有するこのようなシステムから出
発される。
As can be seen from FIG. 1, the detector 4 extends over a wide range in a direction perpendicular to the tomographic plane (z direction) for volume scanning. The dimensions of the detector 4 should correspond to the dimensions of the detector used in radiography or fluoroscopy. With sufficient quality, equal detectors and data acquisition systems can thus be used for radiography and computed tomography according to the invention. As an example, one can start with a detector size of about 50 × 30 cm. It corresponds to a matrix of about 500 × 300 = 150,000 elements for a 1 × 1 mm element size. It starts from such a system with an integrated amplifier and A / D converter.

【0021】投射方向(b方向)に制限された測定領域
を有する測定システムは部分的な走査のゆえに帯域像を
発生する。リング状の帯域像のCT値は元のものにくら
べて歪んでいる。さらに中および外に随伴する縁範囲が
生ずる。それらの効果は図3に概要を示されている。像
の歪みを補正するためには、走査されない範囲がその他
の回転からの測定値により補足されなければならない。
そのために検出器4がX線源1の焦点の周りの1つの円
の上を移動される。特定の測定モードでは投射は相応の
検出器位置を有する既に前もって実行された回転からの
推定値によっても補足され得る。
A measurement system having a measurement area limited in the projection direction (b direction) produces a band image due to partial scanning. The CT value of the ring-shaped band image is distorted compared to the original. In addition, there is an associated marginal area inside and out. These effects are outlined in FIG. To correct for image distortion, the unscanned area must be supplemented by measurements from other rotations.
For this, the detector 4 is moved on a circle around the focal point of the X-ray source 1. In a particular measurement mode, the projection can also be supplemented by an estimate from a previously performed rotation with a corresponding detector position.

【0022】構成はX線束3および検出器4を移動させ
るため、及び移動過程を制御するための相応の装置を含
んでいる。相応して検出器4の移動と同期して絞り2も
追従制御される。そのために相応の測定、制御および調
節装置が存在している。測定システム1、2、4は静止
しているガントリにおける測定装置に応じて、しかし測
定過程の間にも移動可能であってよい。種々の測定の経
過はさらに説明される。
The arrangement includes corresponding devices for moving the X-ray flux 3 and the detector 4 and for controlling the movement process. Correspondingly, the diaphragm 2 is also controlled to follow in synchronization with the movement of the detector 4. Appropriate measuring, controlling and regulating devices exist for this purpose. The measuring systems 1, 2, 4 may be movable depending on the measuring device in the stationary gantry, but also during the measuring process. The course of the various measurements is further explained.

【0023】検出器4により収集された個々の回転のデ
ータは像構成検出器(9ないし11)のデータメモリ9
のなかに一時記憶される。データ収集の終了後に投射は
角度正しく完全な投射として組み立てられる。移行誤り
を避けるため個々の測定範囲は少し重なるように配置さ
れる。内挿器10のなかで重なる範囲からのデータは公
知の方法に従って、像のなかのノイズ構造の変化が生じ
ないように重み付けをされて統合される。
The data of the individual rotations collected by the detector 4 are stored in a data memory 9 of the image forming detectors (9 to 11).
It is temporarily stored inside. After the end of the data collection, the projection is assembled as an angled complete projection. The individual measurement ranges are arranged to slightly overlap to avoid transition errors. The data from the overlapping ranges in the interpolator 10 are weighted and integrated according to known methods so that no change in the noise structure in the image occurs.

【0024】z方向の検出器4の広がりにより個々の測
定面はもはや扇状ビームのなかで平行にではなく三次元
のコーンビームを形成する。コーンビームにより得られ
た測定データを再構成するためには種々の方法が知られ
ている。
Due to the spread of the detector 4 in the z-direction, the individual measuring surfaces no longer form a parallel beam in the fan beam but a three-dimensional cone beam. Various methods are known for reconstructing the measurement data obtained by the cone beam.

【0025】コーンビームにおける種々の投射のなかで
z方向に不均等な走査(z方向のビームの相い異なる傾
斜)により、現在知られている再構成および補正方法に
より常には十分に良好に補正され得ない歪みおよび像ア
ーティファクトが生ずる。
Due to the non-uniform scanning in the z-direction (different tilts of the beam in the z-direction) among the various projections in the cone beam, correction is always sufficiently good with currently known reconstruction and correction methods. Unacceptable distortion and image artifacts result.

【0026】図4aは中央の焦点14を有する走査の概
要を示す。
FIG. 4 a shows a schematic of a scan with a central focal point 14.

【0027】均等な走査、従ってまたVoxel体積全
体の再構成の改善が、たとえば図4b中に3つの焦点1
4a、14bおよび14cにより示されているように、
z方向に多くの焦点を有するX線源により達成され得
る。その際に各焦点の前に絞り2aないし2dを置く必
要がある。個々の焦点14a、14b、14cは次々と
パルス作動で駆動され、検出器4はその場合に各焦点1
4a、14b、14cに対して別々に読出される。多重
の読出しにより、再構成すべきデータ量が相応に高ま
る。再構成の際に焦点位置を考慮に入れる必要がある。
An even scan, and thus also an improved reconstruction of the entire Voxel volume, is achieved, for example, by the three focuses 1 in FIG.
As shown by 4a, 14b and 14c,
This can be achieved with an X-ray source having many focal points in the z-direction. At that time, it is necessary to place the apertures 2a to 2d before each focal point. The individual foci 14a, 14b, 14c are driven one after the other in a pulsed operation, and the detector 4 then has each focus 1
4a, 14b, and 14c are read separately. The multiple readings increase the amount of data to be reconstructed accordingly. The focus position must be taken into account during reconstruction.

【0028】z方向に広げられた焦点14dおよび適当
な絞り2eを有するX線源(図4c)により、断層のな
かでほぼ平行に向けられたX線放射が発生され得る。し
かし分配された焦点を有するX線源を使用することのみ
が意義がある。それは陽極上の陰極線の十分に速い運動
の際に均等な量子束が焦点面全体にわたって達成され得
ることから出発される。X線源はいわば連続作動で動作
するので、この作動に対して検出器要素は投射ごとに一
回だけ読出す必要がある。測定される断層はコリメーシ
ョンにより互いに脱結合されているので、従来通常の二
次元の再構成法での平行な断層の再構成は簡単化され
る。漏れビームを減ずるため、場合によっては、検出器
4の前に別の断層コリメータ16を置く必要がある。
With an X-ray source (FIG. 4c) having a focal point 14d widened in the z-direction and a suitable stop 2e, X-ray radiation can be generated which is directed substantially parallel in the slice. However, it only makes sense to use an X-ray source with a distributed focus. It starts out with a sufficiently fast movement of the cathode ray on the anode that an even quantum flux can be achieved over the entire focal plane. Since the X-ray source operates in a so-called continuous operation, for this operation the detector elements need only be read out once per projection. Since the slices to be measured are decoupled from one another by collimation, the reconstruction of parallel slices in a conventional two-dimensional reconstruction method is simplified. In order to reduce the leakage beam, it may be necessary to place another tomographic collimator 16 in front of the detector 4.

【0029】X線源1の構成形態に無関係に線量は測定
回転中に変更され得る。こうして個々の帯域のなかの最
大の減弱への線量の適合が可能である。さらに、線量を
投射角度に関係して変更する可能性が存在する。投射の
統合および内挿はその際に、相い異なるノイズ特性を有
する認識可能な帯域が生じないように実行する必要があ
る。
Irrespective of the configuration of the X-ray source 1, the dose can be changed during the measurement revolution. In this way it is possible to adapt the dose to the greatest attenuation in the individual bands. Furthermore, there is the possibility of changing the dose in relation to the projection angle. The integration and interpolation of the projections must then be performed in such a way that no recognizable bands with different noise characteristics occur.

【0030】測定領域を部分的にしか満たさない対象物
(たとえば頭部)の際には、測定は対象物範囲の上に制
限された状態にとどまり得る。これにより測定全体が加
速され、患者が不必要な線量アプリケーションから守ら
れる。
In the case of an object (for example the head) that only partially fills the measurement area, the measurement may remain limited above the object area. This speeds up the entire measurement and protects the patient from unnecessary dose applications.

【0031】基本原理に続いて本来の測定経過を一層詳
細に説明する。体積範囲のステップ状の完全な走査とな
らんで体積または身体範囲をダイナミックに検査するた
めの特別な方法およびスパイラルCTのための方法が説
明される。
Following the basic principle, the actual measurement process will be described in more detail. A special method for dynamically examining a volume or body area as well as a method for spiral CT is described, as well as a step-wise full scan of the volume area.

【0032】体積撮影 原理図(図3)では対象物角度全体が5つの部分範囲a
ないしeに分割されている。その際に分割は任意に選ば
れ、利用可能な検出器4のそのつどの大きさに関係す
る。図示を簡単にするため、部分範囲は互いに重なりな
しに示された。方法の実際的な実施例では検出器要素
は、わずかな重なりが生ずるように位置決めされる。測
定の可能な時間的経過は図5中に示されている。その際
に検出器4は開始の際に縁位置aに位置している。第1
回目の回転中に測定対象物の外側の帯域が走査される。
続いて検出器アレイが位置bに動かされる。連続的な回
転の際に測定システムはその際に角度Daだけさらに運
動する。図5中の詳細図示は、検出器4がその移動の際
にそれぞれ加速および制動段階を通過することを示す。
実施形態に応じて放射は移行の間に遮断または継続され
得る。後者の場合には、再構成の際にデータを利用し得
るように、X線源1の角度位置とならんで検出器位置も
各投射に対するデータと共に記憶する必要がある。検出
器の移動の後に第2回目の回転中にいま設定された帯域
が走査される。相応のステップでその他の帯域が走査さ
れる。示されている例では、一回転の際に対象物範囲の
少なくとも1つの半部が走査されなければならないとい
う条件が第3回目の回転により満足されている。像の質
−両方の半部の均等な走査−を高めるため、方法は対象
物弧全体(位置dおよびeでの測定)にわたって継続さ
れ得る。測定の示されている経過は、再構成のためのす
べての必要なデータが収集されることを保証する可能な
動作の仕方を示す。ステップ状に完全なシヌグラム(a
/b空間内での測定データの表示)のためのすべての測
定データが測定され、または相補性の内挿(システムの
アイソセンターにおける測定ビームの鏡像化)により取
得され得る別の測定経過も可能である。
In the volumetric imaging principle diagram (FIG. 3), the whole object angle has five partial ranges a.
Or e. The division is then arbitrarily chosen and depends on the respective size of the available detectors 4. For simplicity of illustration, the sub-ranges are shown without overlapping each other. In a practical embodiment of the method, the detector elements are positioned such that a slight overlap occurs. The possible time course of the measurement is shown in FIG. At that time, the detector 4 is initially located at the edge position a. First
During the third rotation, the band outside the object to be measured is scanned.
Subsequently, the detector array is moved to position b. During continuous rotation, the measuring system then moves further by the angle Da. The detail illustration in FIG. 5 shows that the detector 4 goes through the acceleration and braking phases respectively during its movement.
Radiation may be blocked or continued during the transition, depending on the embodiment. In the latter case, the detector position must be stored along with the data for each projection, along with the angular position of the X-ray source 1, so that the data can be used during reconstruction. After the movement of the detector, the currently set band is scanned during the second rotation. Other bands are scanned in corresponding steps. In the example shown, the condition that at least one half of the object area must be scanned during one revolution is satisfied by the third revolution. To increase the image quality-an even scan of both halves-the method can be continued over the entire object arc (measurement at positions d and e). The indicated course of the measurement shows a possible way of operation ensuring that all necessary data for the reconstruction is collected. Complete sinogram (a
All measurement data for the measurement data display in the / b space) can be measured or another measurement sequence can be obtained by complementation interpolation (mirroring of the measurement beam at the isocenter of the system) It is.

【0033】種々の検出器位置での部分回転(X線源の
角度範囲<360°)にデータ収集を分割すること、及
び個々の帯域の重なりを相い異なる強さとすることも、
本発明に含まれている。重なるデータは再構成の前に重
み付けをされて統合されていなければならない。
The division of the data acquisition into partial rotations at various detector positions (angle range of the X-ray source <360 °) and the overlapping of the individual bands with different intensities,
Included in the present invention. Overlapping data must be weighted and integrated before reconstruction.

【0034】4次元フルオロスコピー 対象物の部分範囲をダイナミックに表示するための方法
は特別な利点を示す。心臓の3次元表示またはたとえば
造影剤注入の際の血管の表示およびそれらの時間的変化
の表示は特別な応用分野である。図6aおよび6b中に
測定の経過が示されている。
A method for dynamically displaying a sub-range of a four-dimensional fluoroscopic object has particular advantages. The three-dimensional display of the heart or the display of blood vessels, for example during the injection of a contrast agent, and the display of their temporal changes is a special application. The course of the measurement is shown in FIGS. 6a and 6b.

【0035】示されている例では、測定領域6が2つの
部分範囲に分割され得ることから出発される。内側の範
囲17を測定するためその際に検出器4が中央ビーム7
に対して対称に置かれる。こうして、本来の測定対象物
を含んでいる重要な内側範囲に対して対称な全扇状部分
が利用される。投射を補足するため第1回目の回転中に
位置をずらされている検出器4において1つの側で外側
範囲A1が追加的に測定される。相補性の内挿(焦点お
よび検出器位置の交換)により中央ビームに対して鏡像
化された投射A2の部分が得られる。中央への検出器4
の移動の後に対象物5の本来の連続的な測定が開始す
る。すべての経過はタイムダイアグラム(図6b)にも
う一度示されている。
In the example shown, one starts from the fact that the measurement area 6 can be divided into two sub-ranges. In order to measure the inner area 17, the detector 4 is moved
Placed symmetrically with respect to In this way, an entire fan-shaped part is used which is symmetrical with respect to the important inner region containing the actual measuring object. The outer area A1 is additionally measured on one side at the detector 4, which has been displaced during the first rotation, to supplement the projection. Interpolation of the complementarity (exchange of focus and detector position) results in a portion of the projection A2 that is mirrored with respect to the central beam. Detector 4 in the center
After the movement, the actual continuous measurement of the object 5 starts. All the progress is again shown in the time diagram (FIG. 6b).

【0036】その際に対象物5は先ず第一に作成された
陰影像を用いて、対象物5および検査すべき部分、心臓
が可能なかぎりシステムの中央に位置し、完全に検出器
4により覆われるように置かれている。連続的に収集さ
れた測定データはデータメモリ9(図2)のなかに一時
記憶される。外側範囲に対する推定値として、測定され
た部分投射が先ず第一に決定された外側範囲により内挿
器10のなかで補足される。その際に移行は再び適当な
内挿により補正する必要がある。外側範囲のなかの測定
値が対象物5の運動(心臓位相)に基づいて変化する
と、場合によっては相い異なる位相に対する補足データ
レコードを準備する必要がある。補足データレコードの
数は同時に実行されるEKG導出15により行われる。
The object 5 is first located using the shadow image created first, the object 5 and the part to be examined, the heart, are located as centrally as possible in the system, and are completely detected by the detector 4. It is placed to be covered. The continuously collected measurement data is temporarily stored in the data memory 9 (FIG. 2). As an estimate for the outer range, the measured partial projection is firstly supplemented in the interpolator 10 by the determined outer range. At that time, the transition must be corrected again by appropriate interpolation. If the measurements in the outer range change based on the movement of the object 5 (heart phase), it may be necessary to prepare supplementary data records for different phases. The number of supplementary data records is determined by the EKG derivation 15 executed at the same time.

【0037】こうして完全化された投射により本来の内
側の測定範囲の再構成が非常に高い質で実行され得る。
体積データに加速されたクイックスキャン法を応用する
ことにより個々の断層像を再構成するならば(180°
の平行データレコードの再構成)、原理的に(図6b)
各々の半回転の後に新しいVoxelデータレコードが
モニター13の上に表示され得る。十分な計算キャパシ
ティがあれば、より高い像レートも可能である。重要な
ことは、個々のVoxelデータレコードがそれぞれ半
回転からの情報のみを含み、こうして対象物範囲または
器官のなかの経過の真の4次元データ表示(空間および
時間)を可能にすることである。
With the projection thus completed, reconstruction of the original inner measuring range can be performed with very high quality.
If the individual tomographic images are reconstructed by applying the accelerated quick scan method to the volume data (180 °
Of parallel data records), in principle (FIG. 6b)
After each half turn a new Voxel data record may be displayed on the monitor 13. With sufficient computing capacity, higher image rates are possible. What is important is that each Voxel data record contains only information from each half-turn, thus allowing a true four-dimensional data representation (space and time) of the course within the object area or organ. .

【0038】しかし出力速度は像構成計算機の利用可能
な計算能力に関係する。システムの計算能力がオンライ
ン計算のために十分でないならば、Voxelデータレ
コードは後計算され、続いて実時間でモニター13の上
に出力され得る。
However, the output speed is related to the available computing power of the image construction computer. If the computing power of the system is not sufficient for online calculations, the Voxel data records can be post-calculated and subsequently output on the monitor 13 in real time.

【0039】器官のなかのダイナミックな経過を観察す
るため、それぞれすべてのVoxelデータレコードを
視野に入れることはしばしば可能でない。従ってオリジ
ナル断層とならんでオンラインMPR断層(マルチプレ
ーナー再構成)および(または)オンラインシェーディ
ッド表面(直ちに計算された陰影化された表面像)も診
断のためにモニター13の上に表示され得る。
It is often not possible to look at every Voxel data record in order to observe the dynamic course in an organ. Thus, besides the original slice, the online MPR slice (multiplanar reconstruction) and / or the online shaded surface (immediately calculated shaded surface image) can also be displayed on the monitor 13 for diagnosis.

【0040】スパイラル体積撮影 たとい本発明によるコンピュータトモグラフの特別な利
用が器官のダイナミックな検査にあるとしても、このよ
うなコンピュータトモグラフシステムにより全身モード
での効率的なスパイラル検査も可能である。そのために
は図7、8に相応して検出器4が測定システムの回転の
間に交互の位置で作動させられる。体積を可能なかぎり
均等に走査するためには、回転をより小さい範囲に分割
する必要がある。回転軌道の均等な分割から出発する
と、たとえば3つのセグメントへの分割の際に、回転か
ら回転へと内側および外側の検出器位置を等しい角度位
置aにおいて交互に走査することを達成し得る。図7中
の鎖線は検出器アレイ4の中心の経過を示す。
Spiral Volume Imaging Even though the special use of the computed tomography according to the invention lies in the dynamic examination of organs, such a computed tomography system also allows efficient spiral examination in whole body mode. For this purpose, according to FIGS. 7 and 8, the detector 4 is activated in alternating positions during the rotation of the measuring system. In order to scan the volume as evenly as possible, it is necessary to divide the rotation into smaller areas. Starting from an even division of the rotational trajectory, it may be achieved, for example, in a division into three segments, to alternately scan the inner and outer detector positions at equal angular positions a from rotation to rotation. The chain line in FIG. 7 indicates the course of the center of the detector array 4.

【0041】測定領域を、本発明のように、2つの帯域
に分割する際には、平均的に必要とされるデータの半分
のみが得られる。このことから検出器4は回転中に最大
半幅だけz方向に移動され得ることになる。図8中に示
されている例で最大可能な移動を利用すると、シヌグラ
ム(α/βーダイアグラム)およびα/βーダイアグラ
ムのなかの付属のz移動から、測定によりカバーされて
いないシヌグラム中のすべての領域が先行(x)および
後続(+)の回転からの相応の位置により置換され得る
ことがわかる。
When the measurement area is divided into two bands as in the present invention, only half of the required data is obtained on average. This allows the detector 4 to be moved in the z-direction by a maximum half width during rotation. Utilizing the maximum possible movement in the example shown in FIG. 8, from the sinogram (α / β-diagram) and the accompanying z-movement in the α / β-diagram, the It can be seen that all regions can be replaced by corresponding positions from the leading (x) and trailing (+) rotations.

【0042】しかしその際に、不利なこととして、ただ
1つの同心の焦点を有する測定システムにおいてz方向
の測定ビームの相い異なる傾斜が生ずる。回転ごとにz
方向に半分の検出器ずれを有する示されている例では、
たとえば検出器の縁における直接的に測定される要素は
最大の傾斜角度を有し、他方において検出器の中央から
補足される値はほとんど傾斜角度を有していない。投射
の内側での傾斜角度の切換わりは像のなかのアーティフ
ァクトに通じ得る。検出器幅の直線状の一部分の上に移
動を減ずれば、コーン効果は同一の個所において相い異
なる傾斜角度により測定されたデータの平均化により緩
和される。部分的に、逆の角度を有する測定値も補償さ
れる。z方向に比較的小さいずれの際、従って体積の多
重の走査の際には、補足すべき測定値は近く並び合って
位置している。相応して検出器アレイはより長いa角度
範囲にわたって1つの位置(帯域)にとどまり得る。そ
れぞれ1回転半の後の帯域の切換がその場合に有意義で
あると思われる。
However, the disadvantage is that different tilting of the measuring beam in the z-direction occurs in a measuring system with only one concentric focus. Z per rotation
In the example shown with half the detector shift in the direction,
For example, the element measured directly at the edge of the detector has the largest tilt angle, while the values captured from the center of the detector have little tilt angle. Switching the tilt angle inside the projection can lead to artifacts in the image. By reducing the displacement over a linear portion of the detector width, the cone effect is mitigated by averaging data measured at the same location with different tilt angles. In part, measurements with opposite angles are also compensated. When relatively small in the z-direction, and thus during multiple scans of the volume, the measured values to be captured are located side by side. Correspondingly, the detector array can remain in one position (band) over a longer a-angle range. The switching of the bands after one and a half turns in each case seems to be meaningful in that case.

【0043】ビームの相い異なる傾斜は平面検出器にお
けるスパイラル再構成の一般的な問題である。公知のコ
ーンビーム再構成法は帯域検出器4を有するシステムに
適合しなければならない。簡単化された見方ではそのた
めに再構成を帯域測定に応じて、後で像結果を加え合わ
される部分再構成に分解して考えることができる。
Different tilts of the beam are a common problem of spiral reconstruction in flat detectors. Known cone-beam reconstruction methods have to be adapted for systems with a band detector 4. In a simplified view, the reconstruction can therefore be considered as a function of the band measurement, later decomposing the image result into a partial reconstruction to be added.

【0044】スパイラルCTへの応用の際に、分配され
た焦点(図4c参照)およびコリメートするビーム絞り
を有する実施例は特に有利である。なぜならば、この場
合にはコーン問題が生じないからである。
For spiral CT applications, embodiments having a distributed focus (see FIG. 4c) and a collimating beam stop are particularly advantageous. This is because no cone problem occurs in this case.

【0045】測定回転の上記の簡単な分割の際の別の問
題は、外側の測定範囲から内側の測定範囲への移行が、
図7で直ちに認識されるように、常に等しい角度位置に
おいて生ずることである。図9には、それぞれ2つの回
転を5つの区間に分割するシステムが説明される。それ
によって、移行個所が回転から回転へと切換わり、内挿
により補正され得ることが達成される。
Another problem with the above simple division of the measuring rotation is that the transition from the outer measuring range to the inner measuring range is
As will be immediately recognized in FIG. 7, this always occurs at the same angular position. FIG. 9 illustrates a system that divides each two rotations into five sections. Thereby, it is achieved that the transition point switches from rotation to rotation and can be corrected by interpolation.

【0046】図7、8、9に示されているスパイラル測
定の例は、本発明によるコンピュータトモグラが一般に
スパイラル測定のために適していることを示す。相い異
なる角度位置における移行と種々の重なり度合いとを有
する多数の経過が測定範囲(帯域)に関しても多重走査
に関してもスパイラルのピッチの減少により可能であ
り、本発明に含まれているものとする。
The examples of spiral measurements shown in FIGS. 7, 8 and 9 show that the computed tomography according to the invention is generally suitable for spiral measurements. Numerous courses with transitions at different angular positions and with different degrees of overlap are possible by reducing the pitch of the spiral, both for the measuring range (band) and for the multiple scans, and are included in the present invention. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による体積コンピュータトモグラフの基
本原理を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing the basic principle of a volume computed tomography according to the present invention.

【図2】帯域検出器を有するガントリおよび像構成計算
機の主な要素を有する体積CTシステムの概要図。
FIG. 2 is a schematic diagram of a gantry having a band detector and a volume CT system having the main components of an image construction computer.

【図3】帯域像および部分走査によるそれらの縁範囲の
発生を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the generation of band images and their edge regions by partial scanning.

【図4】相い異なる構成の焦点(単焦点形X線源、多焦
点形X線源、および分配された焦点を有するX線源)を
有するX線源を示す図。
FIG. 4 shows an X-ray source with differently configured focal points (single-focus X-ray source, multifocal X-ray source, and X-ray source with distributed focus).

【図5】寝台移動なしの体積測定の際の測定経過を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a measurement process at the time of volume measurement without moving the couch.

【図6】ダイナミックな測定(4次元心臓撮影)の際の
測定経過を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a measurement process during dynamic measurement (four-dimensional heart imaging).

【図7】回転ごとに3つの部分範囲への測定の簡単な分
割を例としてスパイラルCT撮影を示す図。
FIG. 7 shows a spiral CT scan as an example of a simple division of the measurement into three sub-ranges per rotation.

【図8】図7におけるスパイラルCT撮影の際の測定経
過を示す図。
8 is a diagram showing a measurement progress at the time of spiral CT imaging in FIG. 7;

【図9】スパイラルCTにおける最適化された測定経過
を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an optimized measurement process in spiral CT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 X線源 2、2a〜2c 絞り 3 X線ビーム束 4 検出器 5 対象物 6 測定領域 7 中央ビーム 8 制御計算機 9 データメモリ 10 内挿器 11 像構成計算機 12 像出力ユニット 13 モニター 14、14a〜14d 焦点 15 EKG導出のためのシステム 16 検出器近くの断層コリメータ 17 内側の測定範囲 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray source 2, 2a-2c Aperture 3 X-ray beam bundle 4 Detector 5 Object 6 Measurement area 7 Central beam 8 Control computer 9 Data memory 10 Interpolator 11 Image construction computer 12 Image output unit 13 Monitor 14, 14a 1414d Focus 15 System for EKG derivation 16 Tomographic collimator near detector 17 Inner measurement range

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 広い対象物範囲のトモグラフィックX線
写真を同時に作成するため、及びこの範囲内の体積デー
タを収集するための一緒に回転されるX線源(1)およ
び検出器、像構成計算機(9〜11)、制御計算機
(8)および像出力ユニット(12)を有するコンピュ
ータトモグラフにおいて、データ収集のために検出器と
して、対象物角度の一部分のみを覆い、X線源(1)に
対して相対的に、必要な対象物角度のなかのデータの収
集が対象物範囲に対して相対的なX線源(1)の交互の
回転およびX線源(1)に対して相対的な平面検出器
(4)の変位のもとに次々と帯域走査により行われ、そ
の際に平面検出器(4)がX線源(1)の回転に追随す
るように変位可能である長方形または正方形の平面検出
器(4)が設けられていることを特徴とするコンピュー
タトモグラフ。
An X-ray source (1) and a detector, image arrangement, co-rotated for simultaneously producing a tomographic radiograph of a large object area and collecting volumetric data within this area. In a computed tomograph having a computer (9-11), a control computer (8) and an image output unit (12), as a detector for data acquisition, only a part of the object angle is covered and the X-ray source (1) In comparison, the acquisition of data within the required object angle is achieved by alternating rotation of the X-ray source (1) relative to the object area and relative to the X-ray source (1). A band scan is performed one after another under the displacement of the plane detector (4), wherein the plane detector (4) is displaceable so as to follow the rotation of the X-ray source (1). Plane detector (4) is provided. Computer tomograph characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 平らな平面検出器(4)または焦点の周
りの1つの円に相応して湾曲した平面検出器(4)を含
んでいることを特徴とする請求項1記載のコンピュータ
トモグラフ。
2. A computer tomograph according to claim 1, comprising a flat detector (4) or a flat detector (4) curved corresponding to one circle around the focal point.
【請求項3】 平面検出器(4)がX線源に対して相対
的にX線源(1)の焦点(14)の周りの1つの円弧の
上をずらされ、X線源絞り(2)が検出器(4)のその
つどの位置に向きを合わされていることを特徴とする請
求項1または2記載のコンピュータトモグラフ。
3. The X-ray source diaphragm (2), wherein the plane detector (4) is displaced relative to the X-ray source over one circular arc around the focal point (14) of the X-ray source (1). 3. The computed tomography device according to claim 1, wherein the at least one of the detectors is oriented at a respective position of the detector.
【請求項4】 検出器(4)および絞り(2)を位置決
めし得る制御および調節装置(8)が存在していること
を特徴とする請求項3記載のコンピュータトモグラフ。
4. A tomograph according to claim 3, wherein a control and adjustment device (8) is provided for positioning the detector (4) and the diaphragm (2).
【請求項5】 制御および調節装置(8)がファジー論
理を含んでいることを特徴とする請求項4記載のコンピ
ュータトモグラフ。
5. The tomograph according to claim 4, wherein the control and regulating device comprises fuzzy logic.
【請求項6】 部分投射が、回転から生ずる測定値によ
り、移された検出器(4)によって補足されることを特
徴とする請求項1ないし5の1つに記載のコンピュータ
トモグラフ。
6. The tomograph according to claim 1, wherein the partial projection is supplemented by a detector (4) shifted by a measurement resulting from the rotation.
【請求項7】 投射の補足が予め決定された部分投射か
らの推定値によって行われることを特徴とする請求項6
記載のコンピュータトモグラフ。
7. The supplementation of projections is performed by means of estimates from predetermined partial projections.
The described computer tomograph.
【請求項8】 重なる測定範囲からのデータが、CT像
のなかのノイズパターンの変化が生じないように、重み
付けされた内挿によりまとめられることを特徴とする請
求項6記載のコンピュータトモグラフ。
8. The computer tomograph according to claim 6, wherein data from overlapping measurement ranges are combined by weighted interpolation so that a change in a noise pattern in the CT image does not occur.
【請求項9】 断面像およびVoxel計算のために、
コーンビーム投射を再構成するためのアルゴリズムが使
用されることを特徴とする請求項1ないし8の1つに記
載のコンピュータトモグラフ。
9. For cross-sectional images and Voxel calculations,
9. A tomograph according to claim 1, wherein an algorithm for reconstructing the cone beam projection is used.
【請求項10】 体積範囲を一層均等に走査するため多
重焦点(図4b中の14a〜14c)を有するX線管が
使用され、重ねられたコーンビーム投射に対する相応の
再構成方法が、相い異なる焦点から出発して、応用され
ることを特徴とする請求項1ないし9の1つに記載のコ
ンピュータトモグラフ。
10. An X-ray tube with multiple focal points (14a to 14c in FIG. 4b) is used to scan the volume range more evenly, and a corresponding reconstruction method for superimposed cone beam projection is suitable. 10. The computed tomograph according to claim 1, wherein the computed tomography is applied starting from a different focus.
【請求項11】 z方向(断層面に対して垂直)に分配
された焦点(図4c中の14d)を有するX線管が使用
されることを特徴とする請求項1ないし9の1つに記載
のコンピュータトモグラフ。
11. The method according to claim 1, wherein an X-ray tube having a focal point (14d in FIG. 4c) distributed in the z-direction (perpendicular to the slice plane) is used. The described computer tomograph.
【請求項12】 多くの平面内に平行な扇状X線放射を
発生するためのコリメータ(2e)がX線源(1)の前
に置かれ、またはX線源のなかに一体化されていること
を特徴とする請求項11記載のコンピュータトモグラ
フ。
12. A collimator (2e) for generating parallel fan radiation in a number of planes is placed in front of the X-ray source (1) or integrated in the X-ray source. The computer tomograph according to claim 11, wherein:
【請求項13】 断層像およびVoxelデータが互い
に無関係な断層内で再構成されることを特徴とする請求
項12記載のコンピュータトモグラフ。
13. The computed tomography according to claim 12, wherein the tomographic image and the Voxel data are reconstructed in mutually independent tomograms.
【請求項14】 検出器(4)の前に追加的な断層コリ
メータ(16)が置かれていることを特徴とする請求項
12記載のコンピュータトモグラフ。
14. Computer tomograph according to claim 12, characterized in that an additional tomographic collimator (16) is arranged in front of the detector (4).
【請求項15】 個々の測定帯域に対する線量が帯域の
なかで最大に生ずる減弱に応じて変更され得ることを特
徴とする請求項1ないし14の1つに記載のコンピュー
タトモグラフ。
15. The computed tomograph according to claim 1, wherein the dose for the individual measurement zones can be varied according to the maximum attenuation occurring in the zones.
【請求項16】 線量が追加的に投射角度(α)に関係
して変更され得ることを特徴とする請求項15記載のコ
ンピュータトモグラフ。
16. The computed tomograph according to claim 15, wherein the dose can be additionally changed in relation to the projection angle (α).
【請求項17】 測定経過は、次々と相い異なる検出器
位置(a〜e)で帯域が測定され、測定データがすべて
の同時に測定される断層に対する完全シヌグラム(36
0°の角度範囲からの投射、およびすべての対象物角度
に広がっている投射)にまとめられ、続いてコーンビー
ム再構成が実行される(図5)ように制御されることを
特徴とする請求項1ないし16の1つに記載のコンピュ
ータトモグラフ。
17. The measurement sequence is such that the bands are measured at successively different detector positions (a to e), and the measurement data is the complete sinogram (36) for all simultaneously measured faults.
Projections from an angle range of 0 ° and projections spread over all object angles), and are controlled so that a cone beam reconstruction is performed (FIG. 5). Item 17. A computer tomograph according to one of Items 1 to 16.
【請求項18】 測定経過は、次々と相い異なる検出器
位置(a〜c)で帯域が測定され、測定データがすべて
の同時に測定される断層に対する部分シヌグラム(36
0°の角度範囲からの投射、および対称な部分を加えた
半分の対象物角度に広がっている投射)にまとめられ、
続いてコーンビーム再構成が実行される(図5)ように
制御されることを特徴とする請求項1ないし16の1つ
に記載のコンピュータトモグラフ。
18. The measurement sequence is characterized in that the bands are measured at successively different detector positions (ac) and the measured data is a partial sinogram (36) for all simultaneously measured slices.
Projections from an angle range of 0 °, and projections extending to half the object angle plus symmetrical parts)
17. Computer tomograph according to one of claims 1 to 16, characterized in that the cone beam reconstruction is controlled subsequently (Fig. 5).
【請求項19】 測定経過は、次々と相い異なる検出器
位置(a〜c)で帯域が測定され、測定データがすべて
の同時に測定される断層に対する部分‐シヌグラム(3
60°よりも小さい角度範囲からの投射、およびすべて
の対象物角度に広がっている投射)にまとめられ、続い
てコーンビーム再構成が実行される(図5)ように制御
されることを特徴とする請求項1ないし16の1つに記
載のコンピュータトモグラフ。
19. The measurement sequence is characterized in that the bands are measured at successively different detector positions (ac) and the measured data are part-sinogram (3) for all simultaneously measured slices.
Projections from an angle range smaller than 60 ° and projections spread over all object angles), and then controlled to perform a cone beam reconstruction (FIG. 5). A computer tomograph according to one of the preceding claims.
【請求項20】 分配された焦点および体積のなかの平
行な断層に対する簡単な断層再構成を有すること特徴と
する請求項17ないし19の1つに記載のコンピュータ
トモグラフ。
20. The computed tomograph according to claim 17, which has a simple tomographic reconstruction for parallel slices in the distributed focus and volume.
【請求項21】 対象物(5)の部分範囲をダイナミッ
クに表示するために、測定経過は、準備的に対象物
(5)の外側範囲が走査され、続いて連続的な測定のな
かで本来の部分範囲のみが測定され、部分投射が外側範
囲からの推定値により補足される(図6)ように制御さ
れることを特徴とする請求項1ないし20の1つに記載
のコンピュータトモグラフ。
21. In order to dynamically display a sub-region of the object (5), the measurement sequence is preliminarily scanned over the outer region of the object (5) and subsequently in a continuous measurement. Computer tomograph according to one of claims 1 to 20, characterized in that only the sub-range is measured and that the partial projection is supplemented by an estimate from the outer range (Fig. 6).
【請求項22】 表示すべき対象物の運動位相に相応し
て外側範囲が多数回測定かつ記憶され、続いて内側範囲
のなかでの測定の際に運動データの導出(たとえばEK
G導出)に相応してそのつどの外側範囲が測定データの
補足のために使用されることを特徴とする請求項21記
載のコンピュータトモグラフ。
22. The outer region is measured and stored a number of times corresponding to the movement phase of the object to be displayed, and then the movement data is derived (eg EK) when measuring in the inner region.
22. The computed tomograph according to claim 21, wherein the respective outer region is used for supplementing the measured data in accordance with (G derivation).
【請求項23】 外側範囲(A1)が測定され、それに
対して鏡像的な範囲(A2)が相補性の内挿により発生
される(図6b)ことを特徴とする請求項21または2
2記載のコンピュータトモグラフ。
23. The method according to claim 21, wherein the outer region is measured and the mirror region is generated by complementary interpolation (FIG. 6b).
2. The computer tomograph according to 2.
【請求項24】 再構成のために、約180°の投射角
度範囲からのデータレコードのみが使用され、各々の半
回転に対して検査すべき体積を記述する完全なVoxe
lデータレコードが発生される(図6b)ことを特徴と
する請求項21または22記載のコンピュータトモグラ
フ。
24. For reconstruction, only data records from a projection angle range of about 180 ° are used, a complete Voxe describing the volume to be examined for each half-turn.
23. A computer tomograph according to claim 21 or claim 22, wherein one data record is generated (Fig. 6b).
【請求項25】 像構成計算機(10、11)が、完全
なVoxelデータレコードが走査と同期して発生かつ
表示されるように構成されていることを特徴とする請求
項21または22記載のコンピュータトモグラフ。
25. Computer according to claim 21, wherein the image construction computer (10, 11) is arranged such that a complete Voxel data record is generated and displayed in synchronization with the scanning. Tomograph.
【請求項26】 Voxelデータレコードの計算に対
して追加的に、同時に対象物(5)の検査すべき部分範
囲を通る二次断面と対象物(5)の部分または検査すべ
き器官の陰影をつけられた表面とが像構成計算機(1
0、11)のなかで計算され、モニター(13)の上に
表示されることを特徴とする請求項21または22記載
のコンピュータトモグラフ。
26. In addition to the calculation of the Voxel data record, simultaneously a cross section through the sub-area of the object (5) to be examined and the shading of the part of the object (5) or the organ to be examined. The attached surface is the image configuration computer (1
Computer tomograph according to claim 21 or 22, characterized in that it is calculated in (0, 11) and displayed on a monitor (13).
【請求項27】 追加的に計算された二次断面および表
面像が既に走査された範囲からペースを保って表示さ
れ、断層の測定および再構成の継続によりそれぞれ拡大
される(成長するMPR)ことを特徴とする請求項26
記載のコンピュータトモグラフ。
27. The additionally calculated cross-section and surface image are displayed at a pace from the already scanned area and are respectively enlarged (growing MPR) by measuring slices and continuing reconstruction. 27. The method according to claim 26, wherein
The described computer tomograph.
【請求項28】 対象物(5)が測定システム面に対し
て相対的に動かされ、そして検出器(4)を固定的に予
め与えられた位置の間で系統的にずらすことにより、す
べてのらせん範囲内で断層像またはVoxelデータの
再構成のための測定データを十分に供給するスパイラル
走査が達成されることを特徴とする請求項1ないし26
の1つに記載のコンピュータトモグラフ。
28. The object (5) is moved relative to the measuring system surface and all detectors (4) are fixedly shifted systematically between predetermined positions, so that all 27. A spiral scan, which provides sufficient measurement data for the reconstruction of tomographic images or Voxel data within the helix region, is achieved.
A computer tomograph according to one of the claims.
【請求項29】 測定回転が、対象物(5)の最大可能
な運動(z方向)の際に測定システム(1、4)により
それぞれ先行または後続の回転からの測定値により占め
られない範囲が正しい位置からの測定値により置換され
得るように設定されていることを特徴とする請求項28
記載のコンピュータトモグラフ。
29. The range in which the measurement rotation is not occupied by the measurement system (1, 4) during the maximum possible movement (z-direction) of the object (5), respectively, from the measurement from the preceding or subsequent rotation. 29. The system according to claim 28, characterized in that it is set so that it can be replaced by measured values from the correct position.
The described computer tomograph.
【請求項30】 対象物(5)が最大可能な速度よりも
低い速度で測定システム(1、4)により動かされ、重
なる測定データが、重み付けされた内挿により合算さ
れ、コーンビーム再構成法に従って処理されることを特
徴とする請求項28記載のコンピュータトモグラフ。
30. The object (5) is moved by the measuring system (1, 4) at a speed lower than the maximum possible speed, and the overlapping measured data are summed by weighted interpolation, and the cone beam reconstruction method is performed. 29. The computer tomograph according to claim 28, which is processed according to the following.
【請求項31】 すべての補足された測定データがコー
ンビーム再構成アルゴリズムに応じて処理されることを
特徴とする請求項29または30記載のコンピュータト
モグラフ。
31. A computer tomograph according to claim 29, wherein all the acquired measurement data are processed according to a cone beam reconstruction algorithm.
【請求項32】 個々の検出器位置(帯域)からの測定
値が別々に断層像またはVoxelデータとしてコーン
ビーム再構成法に従って計算され、続いて部分情報を有
する像が合算されることを特徴とする請求項29または
30記載のコンピュータトモグラフ。
32. Measurements from individual detector positions (bands) are calculated separately as tomographic images or Voxel data according to the cone-beam reconstruction method, and subsequently the images with partial information are combined. 31. The computer tomograph of claim 29 or claim 30.
【請求項33】 測定システム面に対して平行に延びて
いる扇状のX線放射が生じ、2次元再構成が断層像およ
びVoxelデータを計算するために使用され得るよう
に、分配された焦点(14d)およびコリメータ(2
e)を有するX線源(1)が設けられていることを特徴
とする請求項29または30記載のコンピュータトモグ
ラフ。
33. A distributed focal point (X-ray emission), which results in a fan-shaped X-ray emission extending parallel to the measurement system plane, so that two-dimensional reconstructions can be used to calculate tomographic and Voxel data. 14d) and the collimator (2
31. A computed tomograph according to claim 29 or 30, wherein an X-ray source (1) having e) is provided.
【請求項34】 個々の計算機構および特別なメモリの
代わりに、プログラミング可能な計算機又は並列形計算
機が種々の処理ステップを実行するために使用されるこ
とを特徴とする請求項1ないし33の1つに記載のコン
ピュータトモグラフ。
34. One of the claims 1 to 33, wherein instead of individual computing mechanisms and special memories, programmable or parallel computers are used to carry out the various processing steps. Computer tomograph described in one of the above.
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