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コーンビームCT装置

国内特許コード P06A009305
整理番号 KUTLO-2005-010
掲載日 2006年9月8日
出願番号 特願2005-014690
公開番号 特開2006-198258
登録番号 特許第4639331号
出願日 平成17年1月21日(2005.1.21)
公開日 平成18年8月3日(2006.8.3)
登録日 平成22年12月10日(2010.12.10)
発明者
  • 五味 勉
  • 越田 吉郎
  • 宮地 利明
出願人
  • 学校法人金沢大学
発明の名称 コーンビームCT装置
発明の概要

【課題】 コーンビームCT装置を用いて、三次元画像再構築をする際にコーンビーム・アーチファクトを軽減する。
【解決手段】コーンビームCT装置の二次元検出器130から投影データを得て、再構成画像を生成するときに、以下のようにコンピュータ処理を行う。
1)回転角によって異なる重み付けを作成し、その重み付けを乗算することによって各投影データを補正する。
2)補正に使用する重み付けは、体軸方向に離れた位置での再構成に関しては小さく、逆に回転中心面に近い位置での再構成では大きくするようにする。
3)算出した重み付けは、二次元検出器の各々の検出器チャンネルに対して、検出器中心では大きく、検出器の辺縁では小さくするように分配する。
4)補正された投影データを三次元逆投影して再構成画像を得る。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


初期のCT装置は、人体の二次元断面画像を形成するだけであったが、三次元の画像を作成することが望まれている。このため、様々な画像撮影のための方式が提案されてきた。その一つが、図1に示すようなコーンビームCT装置である。図1において、コーンビームCT装置100は、コーンビーム120を発生するX線源110と大面積の平面(二次元)検出器130を対向して設置し、人体140の周りをX線源と二次元検出器とのペアを回転することで、コンピュータ(図示せず)による三次元画像再構築に必要な投影データの収集を行う。
さて、コーンビームCT装置において、コーンビーム・アーチファクトが三次元画像再構築をする際に問題となっている。
CT画像の再構成を行うFeldKamp法(非特許文献1参照)は、厳密解型アルゴリズムを採用しているため、再構成画像の精度は一般的に高く、近年多列化が進むマルチスライスCTやコーンビームCTの画像再構成法に採用されている。しかし、X線源が回転する回転中心の再構成面以外で、体軸方向に離れた位置における再構成画像は、一般的にコーンビーム・アーチファクトの発生が大きくなることが知られている。(非特許文献2~4参照)。今までに、このFeldKamp法をベースにして画質改善を図った方法が報告されている(非特許文献2,5~7参照)。



現在実用化されているCTの多くは、ヘリカル軌道方式を採用したマルチスライスCTであり、そのディテクタは16列が主流になっている。近い将来、もっと多くのチャンネル数を採用したコーンビームCTの出現によって、胸部や腹部のように広範なスキャン範囲を必要とする部位に対して、シングルスキャンによる短時間でスキャンを行うことが主流になると思われる。
シングルスキャンによる、コーン角の大きなコーンビームCTを使用して、コーンビーム・アーチファクトを低減し、かつ広い撮影範囲で質の高い再構成画像を生成することができれば、臨床使用において非常に有用である。




【非特許文献1】Feldkamp, L. A., Davis, L. C., Kress, J. W., "Practical cone-beam algorithm" J. Opt. Soc. Am. A1 612-619 (1984)

【非特許文献2】Turbell, H, "Cone-beam reconstruction using filtered backprojection" Linkoping Studies in Science and Technology, Thesis (2001)

【非特許文献3】Wang, G., Lin, T-H., Cheng, P-C., Shinozaki D. M., "A general cone-beam reconstruction algorithm" IEEE Trans. Med. Imaging 12 486-496 (1993)

【非特許文献4】Zeng, G. L., Gullberg, G. T., "A cone-beam tomography algorithm for orthogonal circle-and-line orbit" Phys. Med. Biol. 37 563-577 (1992)

【非特許文献5】Grass, M., Kohler, T., Proksa, R., "3D cone-beam CT reconstruction for circular trajectories" Phys. Med. Biol. 45 329-347 (2000)

【非特許文献6】Grass, M., Kohler, T., Proksa, R., "Angular weighted hybrid cone-beam CT reconstruction for circular trajectories" Phys. Med. Biol. 46 1595-1610 (2001)

【非特許文献7】Tang, X., Ning, R., Conover, D., "Cone beam volume CT image artifacts caused by defective cells in x-ray flat panel imagers and the artifact removal using a wavelet-analysis-based algorithm" Med. Phys. 28 812-825 (2001)

産業上の利用分野


コーンビームCT装置を用いて、三次元画像再構築をすることに関し、特にコーンビーム・アーチファクトを軽減することに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シングルスキャン・コーンビームの投影データから画像を再構成するコーンビームCT装置において、
コーンビームを発生するX線源及び二次元検出器と、
前記X線源と前記二次元検出器の対を対象物に対して相対的に回転させる回転装置と、
前記二次元検出器からの各回転角ごとの投影データに対して、補正係数により補正する補正手段と、
該補正係数により補正された投影データを三次元逆投影する画像手段とを備えることを特徴とするコーンビームCT装置。

【請求項2】
請求項1に記載のコーンビームCT装置において、
前記補正手段で用いる補正係数は、回転角によって異なる重み付けを作成し、その重み付けを乗算することによって各投影データを補正するものであり、補正に使用する重み付けは、体軸方向に離れた位置での再構成に関しては小さく、逆に回転中心面に近い位置での再構成では大きくするようにしたことを特徴とするコーンビームCT装置。

【請求項3】
請求項2に記載のコーンビームCT装置において、
前記補正係数は、前記二次元検出器の各々の検出器チャンネルに対して、前記二次元検出器中心では大きく、辺縁では小さくするように分配することを特徴とするコーンビームCT装置。

【請求項4】
請求項2に記載のコーンビームCT装置において、
前記補正係数ωは、
【数式1】


(ここで、β:回転角,p:係数,n=2)
であることを特徴とするコーンビームCT装置。

【請求項5】
請求項4に記載のコーンビームCT装置において、
前記補正係数ωに対して、前記二次元検出器中心では大きく、辺縁では小さくするように分配した補正係数ωi2は、
【数式2】


(ここで、γ:ファン角,j:コ-ン角)
であることを特徴とするコーンビームCT装置。
産業区分
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005014690thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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