JP2003159244A - Image reconstruction method and x-ray ct apparatus - Google Patents
Image reconstruction method and x-ray ct apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像再構成方法お
よびＸ線ＣＴ（Ｃomputed Ｔomography）装置に関し、
さらに詳しくは、マルチ検出器を用いた場合にスキャン
面が回転面に対して傾くことに起因するコーン角アーチ
ファクト（cone artifact）を抑制した画像を得ること
が出来る画像再構成方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image reconstruction method and an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus,
More specifically, when using a multi-detector, an image reconstruction method and an X-ray CT apparatus capable of obtaining an image in which a cone angle artifact caused by a scan plane tilting with respect to a rotation plane is suppressed. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】特開平８−１８７２４１号公報に記載さ
れている画像再構成方法では、画像の生成を次のように
行っている。
（１）Ｘ線管およびＸ線検出器を回転中心の周りに回転
し、種々のビュー角度でデータを収集する。
（２）画像再構成面をｘｙ面（ｘ軸およびｙ軸に平行な
面）とするとき、画像再構成面の全ての画素点ｇ(x,y)
の画素値を“０”に初期化する。
（３）ビュー角度βで画像再構成面上の画素点ｇ(x,y)
を透過したＸ線を検出した検出器のチャネルｉを求め
る。
（４）チャネルｉのデータを画素点ｇ(x,y)の画素値に
加算する。
（５）必要な角度範囲（例えば３６０゜）の各ビュー角
度βについて(３)(４)を繰り返し、画素点ｇ(x,y)の画
素値とする。
（６）画像再構成面上の全ての画素点ｇ(x,y)について
(３)〜(５)を繰り返す。2. Description of the Related Art In the image reconstruction method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-187241, an image is generated as follows. (1) Rotate the X-ray tube and X-ray detector around the center of rotation and collect data at various view angles. (2) When the image reconstruction plane is an xy plane (a plane parallel to the x axis and the y axis), all pixel points g (x, y) on the image reconstruction plane
The pixel value of is initialized to "0". (3) Pixel point g (x, y) on the image reconstruction plane at the view angle β
The channel i of the detector that has detected the X-rays transmitted through is obtained. (4) Add the data of channel i to the pixel value of pixel point g (x, y). (5) Repeat (3) and (4) for each view angle β in the required angle range (for example, 360 °) to obtain the pixel value of the pixel point g (x, y). (6) For all pixel points g (x, y) on the image reconstruction surface
Repeat (3) to (5).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】２以上の検出器列（ｚ
軸方向を列方向とする）を有するマルチ検出器を用いた
場合、マルチ検出器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面と画
像再構成面のｚ軸方向の距離Δｚが「０」でないと、ｘ
ｙ面に対する画像再構成面を通るＸ線の傾きαが「０」
ではなくなる。SUMMARY OF THE INVENTION Two or more detector rows (z
(Where the axial direction is the column direction), if the distance Δz in the z-axis direction between the xy plane passing through the center of the multi-detector in the z-axis direction and the image reconstruction surface is not “0”, x
The inclination α of the X-ray passing through the image reconstruction plane with respect to the y plane is “0”
Not be.
【０００４】ところが、従来は、この傾きαを無視し
（つまり、傾きαを「０」とし）、画像再構成面を通る
ｘｙ面のｚ軸位置に対応する検出器列を選択し、その検
出器列のデータから画像再構成面の画像を生成してい
た。However, conventionally, this inclination α is ignored (that is, the inclination α is set to “0”), and a detector row corresponding to the z-axis position of the xy plane passing through the image reconstruction plane is selected and detected. The image of the image reconstruction surface was generated from the data of the device array.
【０００５】しかし、傾きαによっては画素点ｇ(x,y,
z)を透過したＸ線は、選択した検出器列ではなく、別の
検出器列に入ることになる。そして、これがアーチファ
クトの原因となる問題点があった。すなわち、マルチ検
出器を用いて距離Δｚが「０」でなくなった場合に、傾
きαが「０」ではなくなることに起因するコーン角アー
チファクトが現れる問題点があった。However, depending on the inclination α, the pixel point g (x, y,
X-rays transmitted through z) will enter another detector row rather than the selected detector row. Then, there is a problem that this causes an artifact. That is, when the distance Δz is not “0” using the multi-detector, there is a problem that a cone angle artifact appears due to the inclination α being not “0”.
【０００６】そこで、本発明の目的は、コーン角アーチ
ファクトを抑制した画像を得ることが出来る画像再構成
方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an image reconstruction method and an X-ray CT apparatus that can obtain an image in which cone angle artifacts are suppressed.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、Ｘ線管および第１から第Ｊ（≧２）の検出器列を有
するマルチ検出器の少なくとも一方または検査対象物を
回転中心の周りに回転させ、種々のビュー角度で収集し
たデータを基に指定された画像再構成面での画像を再構
成する画像再構成方法であって、画像再構成面をｘｙ面
（ｘ軸およびｙ軸に平行な面）とし、検出器の列の方向
をｚ軸方向とするとき、検出器のｚ軸方向の中心を通る
ｘｙ面と画像再構成面のｚ軸方向の距離Δｚと画像再構
成面上の画素点ｇの位置（x,y）とに基づいて、画素点
ｇ(x,y)を透過したＸ線が入る検出器列を選択し、該検
出器列のデータを前記画素点ｇの画素値を求めるのに使
用することを特徴とする画像再構成方法を提供する。上
記第１の観点による画像再構成方法では、画素点ｇ(x,
y)を透過したＸ線が実際に入る検出器列を、検出器のｚ
軸方向の中心を通るｘｙ面と画像再構成面のｚ軸方向の
距離Δｚと画像再構成面上の画素点ｇの位置（x,y）と
に基づいて求め、該検出器列のデータを前記画素点ｇの
画素値を求めるのに使用する。よって、マルチ検出器を
用い距離Δｚが０でない場合に傾きαが「０」ではなく
なることに起因するコーン角アーチファクトを抑制でき
る。According to a first aspect, the present invention rotates at least one of an X-ray tube and a multi-detector having first to Jth (≧ 2) detector rows or an inspection object. An image reconstruction method for rotating an image around a center and reconstructing an image on a designated image reconstruction surface based on data collected at various view angles, wherein the image reconstruction surface is defined by an xy plane (x axis). And a plane parallel to the y-axis), and when the detector row direction is the z-axis direction, a distance Δz in the z-axis direction between the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction and the image reconstruction plane and the image Based on the position (x, y) of the pixel point g on the reconstruction plane, the detector row into which the X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) enters is selected, and the data of the detector row is set to the above-mentioned. An image reconstruction method is provided, which is used for obtaining a pixel value of a pixel point g. In the image reconstruction method according to the first aspect, the pixel point g (x,
The detector array where the X-rays transmitted through y) actually enter is the detector z
Data of the detector row is obtained based on the distance (z) in the z-axis direction between the xy plane passing through the center in the axial direction and the image reconstruction surface and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstruction surface. It is used to obtain the pixel value of the pixel point g. Therefore, it is possible to suppress the cone angle artifact due to the inclination α not being “0” when the distance Δz is not 0 using the multi-detector.
【０００８】第２の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、検出器のｚ軸方向の中心を通る
ｘｙ面にＸ線焦点が位置するとみなせる場合、Ｘ線ビー
ムの中心軸におけるＸ線管と回転中心の距離をＤとし、
Ｘ線ビームの中心軸におけるＸ線管とマルチ検出器の距
離をfddとし、Ｘ線ビームの中心軸に画素点ｇから下ろ
した垂線の足とＸ線ビームの中心軸における回転中心の
距離をｓとし、一つの検出器列のｚ軸方向の長さをΔｄ
とし、rup{}を切り上げ整数化関数とし、rdwn{}を切り
捨て整数化関数とするとき、
Ｈ＝Δｚ・fdd／(Ｄ＋ｓ)
ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}
または
ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}
で求められる第ｊ検出器列を選択することを特徴とする
画像再構成方法を提供する。上記第２の観点による画像
再構成方法では、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線が実際
に入る第ｊ検出器列を好適に求めることが出来る。な
お、ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}は、Ｊが奇数の場合お
よびＪが偶数かつＨが正の場合に用い、ｊ＝rdwn{Ｈ／
Δｄ＋Ｊ／２}は、Ｊが偶数かつＨが負の場合に用い
る。According to a second aspect of the present invention, in the image reconstructing method having the above construction, when it can be considered that the X-ray focal point is located in the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction, the central axis of the X-ray beam is Let D be the distance between the X-ray tube and the center of rotation at
Let fdd be the distance between the X-ray tube and the multi-detector at the center axis of the X-ray beam, and let s be the distance between the foot of the perpendicular line drawn from the pixel point g on the center axis of the X-ray beam and the rotation center at the center axis of the X-ray beam. And the length of one detector row in the z-axis direction is Δd
When rup {} is a rounded up integer function and rdwn {} is a rounded down integer function, H = Δz · fdd / (D + s) j = rup {H / Δd + J / 2} or j = rdwn {H / An image reconstruction method is provided, which is characterized by selecting the j-th detector array obtained by Δd + J / 2}. In the image reconstructing method according to the second aspect, the j-th detector row in which the X-rays transmitted through the pixel point g (x, y) actually enter can be suitably obtained. Note that j = rup {H / Δd + J / 2} is used when J is an odd number and when J is an even number and H is positive, and j = rdwn {H /
Δd + J / 2} is used when J is even and H is negative.
【０００９】第３の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、検出器のｚ軸方向の中心を通る
ｘｙ面とＸ線焦点のｚ方向の距離をΔｆとするとき、
ΔＨ＝Δｆ{fdd−(Ｄ＋ｓ)}／(Ｄ＋ｓ)
を上記構成のＨに加えることを特徴とする画像再構成方
法を提供する。Ｘ線焦点のｚ方向の位置は、管球温度に
より、例えば±０.２ｍｍ〜０.５ｍｍ程度変動する。こ
の変動は、スライスが厚い場合には無視できるが、スラ
イス厚が例えば０.５ｍｍとかになると無視できなくな
る。そこで、上記第３の観点による画像再構成方法で
は、検出器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面とＸ線焦点の
ｚ方向の距離Δｆにより補正値ΔＨを求めて補正する。
これにより、Ｘ線焦点のｚ方向の位置が管球温度により
変動しても、適正な検出器列を求めることが出来る。ま
た、ガントリの傾斜や振動によるＸ線焦点位置の変動に
も対応できる。According to a third aspect of the present invention, in the image reconstructing method of the above construction, when the distance in the z direction between the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction and the X-ray focus is Δf, ΔH There is provided an image reconstruction method characterized by adding = Δf {fdd− (D + s)} / (D + s) to H in the above configuration. The position of the X-ray focal point in the z direction fluctuates, for example, about ± 0.2 mm to 0.5 mm depending on the tube temperature. This variation can be ignored when the slice is thick, but cannot be ignored when the slice thickness is 0.5 mm, for example. Therefore, in the image reconstruction method according to the third aspect, the correction value ΔH is obtained and corrected by the distance Δf in the z direction between the xy plane passing through the center of the detector in the z axis direction and the X-ray focus.
As a result, even if the position of the X-ray focal point in the z direction varies depending on the tube temperature, it is possible to obtain an appropriate detector array. In addition, it is possible to deal with the fluctuation of the X-ray focal position due to the inclination and vibration of the gantry.
【００１０】第４の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、第ｊ検出器列と、その近傍の検
出器列とを選択し、選択した検出器列のデータに対して
補間演算を施して得たデータを使用することを特徴とす
る画像再構成方法を提供する。画素点ｇ(x,y)を透過し
たＸ線は、ある程度の広がりを持っており、第ｊ検出器
列だけでなく、その近傍の検出器列にも入っている。そ
こで、上記第４の観点による画像再構成方法では、それ
ら複数の検出器列のデータを補間演算により合成したデ
ータを画素点ｇの画素値を求めるのに使用する。これに
より、コーン角アーチファクトをさらに抑制できる。According to a fourth aspect of the present invention, in the image reconstructing method having the above-mentioned structure, the j-th detector row and a detector row in the vicinity thereof are selected, and data of the selected detector row is selected. An image reconstruction method characterized by using data obtained by performing an interpolation operation. The X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) has a certain spread and enters not only the j-th detector row but also the detector rows in the vicinity thereof. Therefore, in the image reconstructing method according to the fourth aspect, the data obtained by synthesizing the data of the plurality of detector rows by the interpolation calculation is used to obtain the pixel value of the pixel point g. Thereby, the cone angle artifact can be further suppressed.
【００１１】第５の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、第ｊ検出器列と、第（ｊ−１）
検出器列または第（ｊ＋１）検出器列とを選択し、選択
した検出器列のデータに線形補間演算を施したデータを
使用することを特徴とする画像再構成方法を提供する。
上記第５の観点による画像再構成方法では、線形補間演
算を用いるので、補間演算処理が最も簡単になる。According to a fifth aspect of the present invention, in the image reconstructing method having the above-mentioned structure, the j-th detector array and the (j-1) -th array.
There is provided an image reconstruction method characterized by selecting a detector row or a (j + 1) th detector row and using data obtained by subjecting the data of the selected detector row to linear interpolation calculation.
In the image reconstruction method according to the fifth aspect, since the linear interpolation calculation is used, the interpolation calculation process becomes the simplest.
【００１２】第６の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、ｊ＞Ｊの場合はｊ＝Ｊとし、ｊ
＜１の場合はｊ＝１とすることを特徴とする画像再構成
方法を提供する。上記第６の観点による画像再構成方法
では、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線がマルチ検出器の
列の方向の第１端または第２端より外側を通る場合は、
第１端または第２端の検出器列を選択する。これによ
り、再構成可能な最も誤差の少ないデータを使用でき
る。According to a sixth aspect of the present invention, in the image reconstructing method having the above construction, when j> J, j = J, and j
An image reconstruction method is provided in which j = 1 when <1. In the image reconstructing method according to the sixth aspect, when the X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) passes outside the first end or the second end in the column direction of the multi-detector,
Select the detector row at the first end or the second end. This allows the reconfigurable data with the smallest error to be used.
【００１３】第７の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、ヘリカルスキャンの場合、ビュ
ー角度に応じて距離Δｚを変えることを特徴とする画像
再構成方法を提供する。ヘリカルスキャンでは、テーブ
ルがガントリに対して相対的に動くため、ビュー角度に
よって検出器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面がｚ軸方向
に移動する。そこで、上記第７の観点による画像再構成
方法では、ビュー角度毎に少しずつテーブル移動距離分
だけ距離Δｚを変える。これにより、ヘリカルスキャン
の場合でも、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線が入る検出
器列を正確に求めることが出来る。In a seventh aspect, the present invention provides the image reconstructing method having the above-mentioned structure, characterized in that in the case of helical scanning, the distance Δz is changed according to the view angle. In helical scanning, the table moves relative to the gantry, so the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction moves in the z-axis direction depending on the view angle. Therefore, in the image reconstructing method according to the seventh aspect, the distance Δz is slightly changed for each view angle by the table moving distance. As a result, even in the case of helical scanning, it is possible to accurately find the detector array into which the X-rays that have passed through the pixel points g (x, y) enter.
【００１４】第８の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、Ｘ線ビームの中心軸に画素点ｇ
から下ろした垂線の足の長さをｔとするとき、各ビュー
角度で選択した検出器列のデータに、｛（Ｄ＋ｓ）２＋
ｔ２｝に反比例した重みを付けて加算し、画素点ｇの画
素値を求めることを特徴とする画像再構成方法を提供す
る。Ｘ線管とある画素点の距離は、ビューによって変化
する。一方、Ｘ線検出器で得られるデータに対する画素
点の影響の強さは、Ｘ線管と画素点の距離が近い方が遠
い方よりも大きい。そこで、上記第８の観点による画像
再構成方法では、Ｘ線管と画素点の距離の自乗に反比例
した重みを付けて加算する。これにより、より自然な画
像を生成できる。According to an eighth aspect of the present invention, in the image reconstructing method having the above-mentioned structure, the pixel point g on the central axis of the X-ray beam
Let t be the length of the foot of the perpendicular line drawn from above, and add {(D + s) 2 + to the data of the detector row selected at each view angle.
There is provided an image reconstruction method characterized in that a pixel value of a pixel point g is obtained by adding weights that are inversely proportional to t 2 } and adding them. The distance between the X-ray tube and a pixel point changes depending on the view. On the other hand, the strength of the influence of the pixel points on the data obtained by the X-ray detector is greater when the distance between the X-ray tube and the pixel points is shorter than when the distance is longer. Therefore, in the image reconstructing method according to the eighth aspect, the weight is added in inverse proportion to the square of the distance between the X-ray tube and the pixel point and added. Thereby, a more natural image can be generated.
【００１５】第９の観点では、本発明は、上記構成の画
像再構成方法において、ビュー角度および画像再構成面
上の画素点ｇの位置（x,y）に基づいて、前記画素点ｇ
の画素値を求めるのに使用するデータを得るチャネルを
選択することを特徴とする画像再構成方法を提供する。
上記第９の観点による画像再構成方法では、画素点ｇ
(x,y)を透過したＸ線が実際に入るチャネルを選択する
ことが出来る。According to a ninth aspect, in the image reconstructing method of the present invention, the pixel point g based on the view angle and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstructing surface is used.
An image reconstruction method is provided, which comprises selecting a channel from which data to be used for obtaining the pixel value of
In the image reconstruction method according to the ninth aspect, the pixel point g
It is possible to select the channel in which the X-ray transmitted through (x, y) actually enters.
【００１６】第１０の観点では、本発明は、Ｘ線管と、
第１から第Ｊ（≧２）の検出器列を有するマルチ検出器
と、前記Ｘ線管および前記マルチ検出器の少なくとも一
方または検査対象物を回転中心の周りに回転させながら
種々のビュー角度でデータを収集するデータ収集手段
と、画像再構成面をｘｙ面（ｘ軸およびｙ軸に平行な
面）とし、検出器の列の方向をｚ軸方向とするとき、検
出器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面と画像再構成面のｚ
軸方向の距離Δｚと画像再構成面上の画素点ｇの位置
（x,y）とに基づいて、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線が
入る検出器列を選択する検出器列選択手段と、各ビュー
角度で選択した検出器列のデータを用いて前記画素点ｇ
の画素値を求め、画像再構成面での画像を再構成する画
像生成手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置
を提供する。上記第１０の観点によるＸ線ＣＴ装置で
は、上記第１の観点による画像再構成方法を好適に実施
できる。In a tenth aspect, the present invention provides an X-ray tube,
A multi-detector having first to Jth (≧ 2) detector rows, and at various view angles while rotating at least one of the X-ray tube and the multi-detector or the inspection object around a rotation center. When the data collection means for collecting data and the image reconstruction plane are xy planes (planes parallel to the x-axis and the y-axis) and the detector column direction is the z-axis direction, Xy plane passing through the center and z of the image reconstruction plane
A detector for selecting a detector row into which an X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) enters based on the axial distance Δz and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstruction surface. Using the column selecting means and the data of the detector column selected at each view angle, the pixel point g
And an image generating unit for reconstructing an image on an image reconstructing surface, to provide an X-ray CT apparatus. The X-ray CT apparatus according to the tenth aspect can preferably implement the image reconstruction method according to the first aspect.
【００１７】第１１の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、検出
器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面にＸ線焦点が位置する
とみなせる場合、Ｘ線ビームの中心軸におけるＸ線管と
回転中心の距離をＤとし、Ｘ線ビームの中心軸における
Ｘ線管とマルチ検出器の距離をfddとし、Ｘ線ビームの
中心軸に画素点ｇから下ろした垂線の足とＸ線ビームの
中心軸における回転中心の距離をｓとし、一つの検出器
列のｚ軸方向の長さをΔｄとし、rup{}を切り上げ整数
化関数とし、rdwn{}を切り捨て整数化関数とするとき、
Ｈ＝Δｚ・fdd／(Ｄ＋ｓ)
ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}
または
ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}
で求められる第ｊ検出器列を選択することを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置を提供する。上記第１１の観点によるＸ線
ＣＴ装置では、上記第２の観点による画像再構成方法を
好適に実施できる。According to an eleventh aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus having the above structure, it can be considered that the detector row selecting means has an X-ray focal point located on an xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction. In this case, the distance between the X-ray tube and the center of rotation on the center axis of the X-ray beam is D, the distance between the X-ray tube and the multi-detector on the center axis of the X-ray beam is fdd, and the pixel point is on the center axis of the X-ray beam. Let s be the distance between the foot of the perpendicular line drawn from g and the center of rotation of the X-ray beam center axis, the length of one detector row in the z-axis direction be Δd, and rup {} be a rounded up integer function, and rdwn When {} is a truncated integer function, the j-th detector array obtained by H = Δz · fdd / (D + s) j = rup {H / Δd + J / 2} or j = rdwn {H / Δd + J / 2} Provided is an X-ray CT apparatus characterized by selection. The X-ray CT apparatus according to the eleventh aspect can suitably implement the image reconstruction method according to the second aspect.
【００１８】第１２の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、検出
器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面とＸ線焦点のｚ方向の
距離をΔｆとするとき、
ΔＨ＝Δｆ{fdd−(Ｄ＋ｓ)}／(Ｄ＋ｓ)
を上記構成のＨに加えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置
を提供する。上記第１２の観点によるＸ線ＣＴ装置で
は、上記第３の観点による画像再構成方法を好適に実施
できる。According to a twelfth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus having the above-mentioned structure, the detector array selecting means is arranged in an xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction and in the z-direction of the X-ray focus. There is provided an X-ray CT apparatus characterized by adding ΔH = Δf {fdd− (D + s)} / (D + s) to H of the above configuration, where Δf is the distance. The X-ray CT apparatus according to the twelfth aspect can preferably implement the image reconstruction method according to the third aspect.
【００１９】第１３の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、第ｊ
検出器列と、その近傍の検出器列とを選択し、前記画像
生成手段は、選択した検出器列のデータに対して補間演
算を施して得たデータを使用することを特徴とするＸ線
ＣＴ装置を提供する。上記第１３の観点によるＸ線ＣＴ
装置では、上記第４の観点による画像再構成方法を好適
に実施できる。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus having the above construction, the detector row selecting means is the j-th
An X-ray characterized in that a detector row and a detector row in the vicinity thereof are selected, and the image generating means uses data obtained by performing an interpolation operation on the data of the selected detector row. Provide a CT device. X-ray CT according to the thirteenth aspect
The apparatus can preferably implement the image reconstruction method according to the fourth aspect.
【００２０】第１４の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、第ｊ
検出器列と、第（ｊ−１）検出器列または第（ｊ＋１）
検出器列とを選択し、前記画像生成手段は、選択した検
出器列のデータに線形補間演算を施したデータを使用す
ることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第１
４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第５の観点によ
る画像再構成方法を好適に実施できる。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus having the above structure, the detector array selecting means is the j-th one.
Detector row and (j-1) th detector row or (j + 1) th detector row
A detector row is selected, and the image generation means uses data obtained by subjecting the data of the selected detector row to linear interpolation calculation, to provide an X-ray CT apparatus. First above
The X-ray CT apparatus according to the fourth aspect can preferably implement the image reconstruction method according to the fifth aspect.
【００２１】第１５の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、ｊ＞
Ｊの場合はｊ＝Ｊとし、ｊ＜１の場合はｊ＝１とするこ
とを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第１５の
観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第６の観点による画
像再構成方法を好適に実施できる。In a fifteenth aspect, the present invention is the X-ray CT apparatus having the above-mentioned configuration, wherein the detector row selecting means has j>
There is provided an X-ray CT apparatus characterized in that j = J in the case of J and j = 1 in the case of j <1. The X-ray CT apparatus according to the fifteenth aspect can suitably implement the image reconstruction method according to the sixth aspect.
【００２２】第１６の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、ヘリ
カルスキャンの場合、ビュー角度に応じて距離Δｚを変
えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。上記第
１６の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第７の観点に
よる画像再構成方法を好適に実施できる。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus having the above construction, the detector row selecting means changes the distance Δz according to the view angle in the case of helical scanning. A line CT apparatus is provided. The X-ray CT apparatus according to the sixteenth aspect can preferably implement the image reconstruction method according to the seventh aspect.
【００２３】第１７の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、前記画像生成手段は、Ｘ線ビー
ムの中心軸に画素点ｇから下ろした垂線の足の長さをｔ
とするとき、各ビュー角度で選択した検出器列のデータ
に、｛（Ｄ＋ｓ）２＋ｔ２｝に反比例した重みを付けて
加算し、画素点ｇの画素値を求めることを特徴とするＸ
線ＣＴ装置を提供する。上記第１７の観点によるＸ線Ｃ
Ｔ装置では、上記第８の観点による画像再構成方法を好
適に実施できる。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus having the above structure, the image generating means has a foot length of a perpendicular line drawn from the pixel point g on the central axis of the X-ray beam to t.
Then, the data of the detector array selected at each view angle is weighted in inverse proportion to {(D + s) 2 + t 2 } and added to obtain the pixel value of the pixel point g.
A line CT apparatus is provided. X-ray C according to the seventeenth aspect
The T apparatus can preferably implement the image reconstruction method according to the eighth aspect.
【００２４】第１８の観点では、本発明は、上記構成の
Ｘ線ＣＴ装置において、ビュー角度および画像再構成面
上の画素点ｇの位置（x,y）に基づいて、前記画素点ｇ
の画素値を求めるのに使用するデータを得るチャネルを
選択するチャネル選択手段を具備することを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置を提供する。上記第１８の観点によるＸ線
ＣＴ装置では、上記第９の観点による画像再構成方法を
好適に実施できる。[0024] In an eighteenth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus having the above-mentioned configuration, based on the view angle and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstruction plane.
There is provided an X-ray CT apparatus characterized by comprising channel selecting means for selecting a channel for obtaining data used for obtaining the pixel value of. The X-ray CT apparatus according to the eighteenth aspect can preferably implement the image reconstruction method according to the ninth aspect.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定され
るものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to this.
【００２６】−第１の実施形態−
第１の実施形態は、マルチ検出器のｚ軸方向の中心を通
るｘｙ面にＸ線焦点が位置するとみなせる場合の実施形
態である。First Embodiment The first embodiment is an embodiment in which it can be considered that the X-ray focal point is located on the xy plane passing through the center of the multi-detector in the z-axis direction.
【００２７】図１は、第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ
装置１００のブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１０
０は、操作コンソール１と、テーブル装置８と、走査ガ
ントリ９とを具備している。FIG. 1 shows an X-ray CT according to the first embodiment.
2 is a block diagram of the device 100. FIG. This X-ray CT device 10
Reference numeral 0 includes an operation console 1, a table device 8, and a scanning gantry 9.
【００２８】操作コンソール１は、操作者の指示入力や
情報入力などの受け付ける入力装置２と、スキャン処理
や画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、制
御信号などを撮影テーブル８や走査ガントリ９とやり取
りする制御インタフェース４と、走査ガントリ９で取得
したデータを収集するデータ収集バッファ５と、データ
から再構成した画像を表示するＣＲＴ６と、プログラム
やデータや画像を記憶する記憶装置７とを具備してい
る。The operation console 1 includes an input device 2 for accepting operator's instruction input and information input, a central processing unit 3 for executing scan processing and image reconstruction processing, a photographing table 8 for scanning control signals and scanning. A control interface 4 that communicates with the gantry 9, a data collection buffer 5 that collects data acquired by the scanning gantry 9, a CRT 6 that displays an image reconstructed from the data, and a storage device 7 that stores programs, data, and images. It is equipped with.
【００２９】テーブル装置８は、被検体を乗せるクレー
ドル８ｃと、そのクレードル８ｃをｚ軸方向およびｙ軸
方向に移動させるための移動コントローラ８ａとを具備
している。なお、ｙ軸を上下方向とし、ｚ軸をクレード
ル８ｃの長手方向とする。また、ｙ軸とｚ軸に直交する
軸をｘ軸とする。被検体の体軸は、ｚ軸方向を向くこと
になる。The table device 8 comprises a cradle 8c on which a subject is placed and a movement controller 8a for moving the cradle 8c in the z-axis direction and the y-axis direction. The y-axis is the vertical direction and the z-axis is the longitudinal direction of the cradle 8c. Further, an axis orthogonal to the y axis and the z axis is the x axis. The body axis of the subject will be oriented in the z-axis direction.
【００３０】走査ガントリ９は、Ｘ線コントローラ１０
と、Ｘ線管１１と、コリメータ１２と、２列以上の検出
器列を有するマルチ検出器１３と、データ収集部１４
と、回転中心ＩＣの回りにＸ線管１１やマルチ検出器１
３などを回転させるための回転コントローラ１５とを具
備している。The scanning gantry 9 includes an X-ray controller 10
An X-ray tube 11, a collimator 12, a multi-detector 13 having two or more detector rows, and a data acquisition unit 14.
And the X-ray tube 11 and the multi-detector 1 around the rotation center IC.
And a rotation controller 15 for rotating the device 3 and the like.
【００３１】図２および図３は、本発明の第１の実施形
態にかかる画像再構成方法を示す説明図である。図２は
ｚ軸方向から見た図であり、Ｘ線管１１およびマルチ検
出器１３は、回転中心ＩＣの周りに回転し、種々のビュ
ー角度でデータを収集する。図３はｚ軸及びＸ線ビーム
の中心軸Ｂｃに直交する方向から見た図であり、マルチ
検出器１３はｚ軸方向に第１検出器列〜第Ｊ（≧２）検
出器列を有している。画像再構成面Ｐを通るＸ線は、マ
ルチ検出器１３のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面に対して
角度αだけ傾いている。Ｘ線ビームの中心軸Ｂｃは、マ
ルチ検出器１３のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面にある。2 and 3 are explanatory views showing an image reconstruction method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view as seen from the z-axis direction, in which the X-ray tube 11 and the multi-detector 13 rotate around the center of rotation IC and collect data at various view angles. FIG. 3 is a view seen from a direction orthogonal to the z axis and the central axis Bc of the X-ray beam, and the multi-detector 13 has a first detector row to a Jth (≧ 2) detector row in the z axis direction. is doing. The X-ray passing through the image reconstruction plane P is inclined by an angle α with respect to the xy plane passing through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction. The central axis Bc of the X-ray beam lies in the xy plane that passes through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction.
【００３２】画像の生成は、基本的には、次のように行
う。
（０）画像再構成面Ｐの全ての画素点ｇ(x,y)の画素値
を“０”に初期化する。
（１）図２に示すように、ビュー角度βで画像再構成面
Ｐ上の画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線を検出したチャネ
ルｉを求める。
（２）図３に示すように、画像再構成面Ｐ上の画素点ｇ
(x,y)を透過したＸ線を検出した第ｊ検出器列を求め
る。
（３）第ｊ検出器列のチャネルｉのデータの重みＷを算
出する。
（４）第ｊ検出器列のチャネルｉのデータに重みＷを掛
けてから画素点ｇ(x,y)の画素値に加算する。
（５）必要な角度範囲（例えば３６０゜）の各ビュー角
度βについて(１)〜(４)を繰り返し、画素点ｇ(x,y)の
画素値とする。
（６）画像再構成面Ｐ上の全ての画素点ｇ(x,y)につい
て(０)〜(５)を繰り返す。The image generation is basically performed as follows. (0) Initialize the pixel values of all pixel points g (x, y) on the image reconstruction plane P to "0". (1) As shown in FIG. 2, the channel i in which the X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) on the image reconstruction plane P is detected at the view angle β is obtained. (2) As shown in FIG. 3, pixel points g on the image reconstruction plane P
The j-th detector row in which the X-rays transmitted through (x, y) are detected is obtained. (3) The weight W of the data of the channel i of the j-th detector array is calculated. (4) The weight of the data of the channel i of the j-th detector row is multiplied by W and then added to the pixel value of the pixel point g (x, y). (5) (1) to (4) are repeated for each view angle β in the required angle range (for example, 360 °) to obtain the pixel value of the pixel point g (x, y). (6) (0) to (5) are repeated for all pixel points g (x, y) on the image reconstruction plane P.
【００３３】上記（１）で、チャネルｉは、図２から判
るように、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線がＸ線ビーム
の中心軸Ｂｃとなす角度γが判れば、一意的に決まる。
角度γは、次式で求められる。
γ＝arctan{ｔ’／（Ｄ＋ｓ）}
ｓ＝ｘ・cosβ−ｙ・sinβ
ｔ’＝ｘ・sinβ＋ｙ・cosβ
なお、回転中心ＩＣの座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）とす
る。ｓは、Ｘ線ビームの中心軸Ｂｃに画素点ｇから下ろ
した垂線の足とＸ線ビームの中心軸Ｂｃにおける回転中
心ＩＣの距離である。また、ｔ’は、Ｘ線ビームの中心
軸Ｂｃに画素点ｇから下ろした垂線の足の長さのｘｙ面
への射影の長さである。また、Ｄは、Ｘ線ビームの中心
軸ＢｃにおけるＸ線管１１と回転中心ＩＣの距離であ
る。ｘ，ｙ，β，ｓ，ｔ’は、図２で示す矢印方向を正
方向とする。In (1) above, the channel i is unique if the angle γ formed by the X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) and the central axis Bc of the X-ray beam is known, as can be seen from FIG. Decided.
The angle γ is calculated by the following equation. γ = arctan {t ′ / (D + s)} s = x · cos β−y · sin β t ′ = x · sin β + y · cos β Note that the coordinates (x, y) = (0, 0) of the rotation center IC. s is the distance between the foot of the perpendicular line drawn from the pixel point g to the central axis Bc of the X-ray beam and the rotation center IC on the central axis Bc of the X-ray beam. Further, t ′ is the length of the projection of the foot length of the perpendicular line drawn from the pixel point g on the central axis Bc of the X-ray beam onto the xy plane. Further, D is the distance between the X-ray tube 11 and the rotation center IC on the central axis Bc of the X-ray beam. For x, y, β, s, and t ′, the arrow direction shown in FIG. 2 is the positive direction.
【００３４】上記（２）で、第ｊ検出器列は、図３から
判るように、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線がマルチ検
出器１３のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面となす角度αが
判れば、一意的に決まる。角度αは、次式で求められ
る。
α＝arctan{Δｚ／（Ｄ＋ｓ）}
なお、Δｚは、マルチ検出器１３のｚ軸方向の中心を通
るｘｙ面と画像再構成面Ｐのｚ軸方向の距離である。Δ
ｚは、図３で示す矢印方向を正方向とする。In (2) above, in the j-th detector row, as can be seen from FIG. 3, X-rays transmitted through the pixel point g (x, y) pass through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction, xy. It is uniquely determined if the angle α with the surface is known. The angle α is calculated by the following equation. α = arctan {Δz / (D + s)} Note that Δz is the distance in the z-axis direction between the xy plane passing through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction and the image reconstruction plane P. Δ
For z, the arrow direction shown in FIG. 3 is a positive direction.
【００３５】ここで、Ｘ線ビームの中心軸Ｂｃにおける
Ｘ線管１１とマルチ検出器１３の距離をfddとし、一つ
の検出器列のｚ軸方向の長さをΔｄとし、rup{}を切り
上げ整数化関数とし、rdwn{}を切り捨て整数化関数とす
るとき、
Ｈ＝fdd・tanα＝fdd・Δｚ／（Ｄ＋ｓ）
ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}
または
ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}
でｊを求めることが出来る。なお、ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋
Ｊ／２}は、Ｊが奇数の場合およびＪが偶数かつＨが正
の場合に用い、ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}は、Ｊが偶
数かつＨが負の場合に用いる。ヘリカルスキャン（heli
cal scan）の場合は、画像再構成面Ｐの位置は変わらな
いが、ビュー角度によってマルチ検出器１３のｚ軸方向
の中心を通るｘｙ面の位置が移動するので、ビュー角度
に応じてΔｚを変えればよい。Here, the distance between the X-ray tube 11 and the multi-detector 13 at the central axis Bc of the X-ray beam is fdd, the length of one detector row in the z-axis direction is Δd, and rup {} is rounded up. When H is an integer function and rdwn {} is a truncated integer function, H = fdd · tan α = fdd · Δz / (D + s) j = rup {H / Δd + J / 2} or j = rdwn {H / Δd + J / 2 } Can be used to find j. Note that j = rup {H / Δd +
J / 2} is used when J is odd and when J is even and H is positive, and j = rdwn {H / Δd + J / 2} is used when J is even and H is negative. Helical scan (heli
In the case of (cal scan), the position of the image reconstruction plane P does not change, but the position of the xy plane that passes through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction moves depending on the view angle, so Δz is set according to the view angle. You can change it.
【００３６】重みＷは、Ｘ線ビームの中心軸Ｂｃに画素
点ｇから下ろした垂線の足の長さをｔとするとき、
Ｗ＝１／｛（Ｄ＋ｓ）２＋ｔ２｝
とする。The weight W is W = 1 / {(D + s) 2 + t 2 }, where t is the length of the leg of the perpendicular line drawn from the pixel point g to the central axis Bc of the X-ray beam.
【００３７】上記第１の実施形態のＸ線ＣＴ装置１００
によれば、画素点ｇを透過したＸ線が実際に入る第ｊ検
出器列・チャネルｉを求め、その第ｊ検出器列・チャネ
ルｉのデータを画素点ｇの画素値を求めるのに使用す
る。よって、マルチ検出器１３を用いた場合に角度αが
「０」でないことに起因するコーン角アーチファクトを
抑制できる。The X-ray CT apparatus 100 of the first embodiment described above.
According to the above, the j-th detector row / channel i for which the X-ray transmitted through the pixel point g actually enters is used, and the data of the j-th detector row / channel i is used for obtaining the pixel value of the pixel point g. To do. Therefore, when the multi-detector 13 is used, the cone angle artifact due to the angle α not being “0” can be suppressed.
【００３８】−第２の実施形態−
第２の実施形態では、第ｊ検出器列のデータのみでな
く、その近傍の検出器列のデータをも使用し、それらの
データを線形補間演算して得たデータから画像を再構成
する。Second Embodiment In the second embodiment, not only the data of the j-th detector row but also the data of the detector rows in the vicinity thereof are used, and the data are subjected to linear interpolation calculation. An image is reconstructed from the obtained data.
【００３９】まず、図４に示すように、第１の実施形態
と同様にして第ｊ検出器を選択する。First, as shown in FIG. 4, the j-th detector is selected in the same manner as in the first embodiment.
【００４０】“ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}”から第ｊ
検出器を選択し、“Ｈ／Δｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ}≦０.
５”の場合、第（ｊ−１）検出器列を選択する。そし
て、第ｊ検出器・チャネルｉのデータをｄ(j,i)とし、
第（ｊ−１）検出器・チャネルｉのデータをｄ(j-1,i)
とするとき、
ａ＝０.５−Ｈ／Δｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ｝
ｂ＝１−ａ
ｄ＝ａ・ｄ(j-1,i)＋ｂ・ｄ(j,i)
なる線形補間演算により求めたデータｄに重みＷを掛け
て画素点ｇの画素値に加算する。また、“ｊ＝rup{Ｈ／
Δｄ＋Ｊ／２}”から第ｊ検出器を選択し、“Ｈ／Δｄ
−rdwn{Ｈ／Δｄ}＞０.５”の場合、第（ｊ＋１）検出
器列を選択する。そして、第ｊ検出器・チャネルｉのデ
ータをｄ(j,i)とし、第（ｊ＋１）検出器・チャネルｉ
のデータをｄ(j+1,i)とするとき、
ａ＝Ｈ／Δｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ｝−０.５
ｂ＝１−ａ
ｄ＝ａ・ｄ(j+1,i)＋ｂ・ｄ(j,i)
なる線形補間演算により求めたデータｄに重みＷを掛け
て画素点ｇの画素値に加算する。From "j = rup {H / Δd + J / 2}" to the jth
Select the detector and "H / Δd-rdwn {H / Δd} ≤0.
In the case of 5 ″, the (j−1) th detector row is selected, and the data of the jth detector / channel i is d (j, i),
The data of the (j-1) th detector channel i is d (j-1, i)
Then, a linear interpolation calculation of a = 0.5−H / Δd−rdwn {H / Δd} b = 1−a d = a · d (j-1, i) + b · d (j, i) The obtained data d is multiplied by the weight W and added to the pixel value of the pixel point g. In addition, “j = rup {H /
Select the j-th detector from “Δd + J / 2}” and select “H / Δd
In the case of −rdwn {H / Δd}> 0.5 ″, the (j + 1) th detector row is selected, and the data of the jth detector / channel i is set to d (j, i), and the (j + 1) th detector is used. Detector / Channel i
When the data of is d (j + 1, i), a = H / Δd−rdwn {H / Δd} −0.5 b = 1−a d = a · d (j + 1, i) + b · The data d obtained by the linear interpolation calculation d (j, i) is multiplied by the weight W and added to the pixel value of the pixel point g.
【００４１】一方、“ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２}”か
ら第ｊ検出器を選択し、“Ｈ／Δｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ}≦
０.５”の場合、第（ｊ−１）検出器列を選択する。そ
して、第ｊ検出器・チャネルｉのデータをｄ(j,i)と
し、第（ｊ−１）検出器・チャネルｉのデータをｄ(j-
1,i)とするとき、
ａ＝０.５−Ｈ／Δｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ｝
ｂ＝１−ａ
ｄ＝ａ・ｄ(j-1,i)＋ｂ・ｄ(j,i)
なる線形補間演算により求めたデータｄに重みＷを掛け
て画素点ｇの画素値に加算する。また、“ｊ＝rdwn{Ｈ
／Δｄ＋Ｊ／２}”から第ｊ検出器を選択し、“Ｈ／Δ
ｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ}＞０.５”の場合、第（ｊ＋１）検
出器列を選択する。そして、第ｊ検出器・チャネルｉの
データをｄ(j,i)とし、第（ｊ＋１）検出器・チャネル
ｉのデータをｄ(j+1,i)とするとき、
ａ＝Ｈ／Δｄ−rdwn{Ｈ／Δｄ｝−０.５
ｂ＝１−ａ
ｄ＝ａ・ｄ(j+1,i)＋ｂ・ｄ(j,i)
なる線形補間演算により求めたデータｄに重みＷを掛け
て画素点ｇの画素値に加算する。On the other hand, the j-th detector is selected from "j = rdwn {H / Δd + J / 2}", and "H / Δd-rdwn {H / Δd} ≤
In the case of 0.5 ″, the (j−1) th detector array is selected. Then, the data of the jth detector / channel i is set to d (j, i), and the (j−1) th detector / channel is selected. The data of i is d (j-
1, i), a = 0.5−H / Δd−rdwn {H / Δd} b = 1−a d = a · d (j-1, i) + b · d (j, i) The data d obtained by the linear interpolation calculation is multiplied by the weight W and added to the pixel value of the pixel point g. In addition, “j = rdwn {H
/ Δd + J / 2} ”, the j-th detector is selected, and“ H / Δ
If d−rdwn {H / Δd}> 0.5 ″, the (j + 1) th detector row is selected, and the data of the jth detector / channel i is set to d (j, i), and the (j + 1) th detector is used. ) When the data of the detector / channel i is d (j + 1, i), a = H / Δd−rdwn {H / Δd} −0.5 b = 1−a d = a · d (j + 1, i) + b · d (j, i) The data d obtained by the linear interpolation calculation is multiplied by the weight W and added to the pixel value of the pixel point g.
【００４２】上記第２の実施形態のＸ線ＣＴ装置によれ
ば、第１の実施形態よりもアーチファクトをさらに抑制
できる。According to the X-ray CT apparatus of the second embodiment, it is possible to further suppress the artifacts as compared with the first embodiment.
【００４３】なお、チャネル方向についても、チャネル
ｉのデータとチャネル（ｉ−１）またはチャネル（ｉ＋
１）のデータとで線形補間を行うのが好ましい。In the channel direction, the data of channel i and channel (i-1) or channel (i +
It is preferable to perform linear interpolation with the data of 1).
【００４４】−第３の実施形態−
線形補間演算の代わりに、検出器の列の方向およびチャ
ネル方向の２次元でハニング（hanning）補間を行って
もよい。また、キュービック（cubic）補間やラグラン
ジェ補間などを行ってもよい。これらの補間は、線形補
間演算に較べて、演算処理は複雑になるが、良い画質の
画像が得られる。-Third Embodiment-In place of the linear interpolation calculation, two-dimensional hanning interpolation may be performed in the detector column direction and the channel direction. Also, cubic interpolation or Lagrange interpolation may be performed. These interpolations are more complicated than the linear interpolation calculation, but an image of good quality can be obtained.
【００４５】−第４の実施形態−
図５に示すように、ｊ＞Ｊとなった場合は、ｊ＝Ｊと
し、第Ｊ検出器列を選択する。一方、ｊ＜１となった場
合は、ｊ＝１とし、第１検出器列を選択する。Fourth Embodiment As shown in FIG. 5, when j> J, j = J is set and the Jth detector row is selected. On the other hand, if j <1, then j = 1 and the first detector row is selected.
【００４６】上記第４の観点による画像再構成方法で
は、画素点ｇを透過したＸ線がマルチ検出器１３の第１
端または第２端より外側を通る場合でも、可能な最適の
データを使用できる。In the image reconstructing method according to the fourth aspect, the X-ray transmitted through the pixel point g is the first one of the multi-detector 13.
The best possible data can be used even when passing outside the edge or the second edge.
【００４７】−第５の実施形態−
第５の実施形態は、マルチ検出器１３のｚ軸方向の中心
を通るｘｙ面からＸ線焦点が離れている場合の実施形態
である。-Fifth Embodiment- The fifth embodiment is an embodiment in which the X-ray focal point is away from the xy plane passing through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction.
【００４８】図６は、ｚ軸及びＸ線ビームの中心軸Ｂｃ
に直交する方向から見た図である。マルチ検出器１３の
ｚ軸方向の中心を通るｘｙ面にあったＸ線焦点ｆが、管
球温度の変動によりｚ方向にΔｆだけ移動し、Ｘ線焦点
ｆ’になったものとする。画素点ｇ(x,y)を通るＸ線
は、検出器の列の方向にΔＨだけ移動し、このΔＨは、
幾何学的関係から、
ΔＨ＝Δｆ{fdd−(Ｄ＋ｓ)}／(Ｄ＋ｓ)
となる。FIG. 6 shows the z-axis and the central axis Bc of the X-ray beam.
It is the figure seen from the direction orthogonal to. It is assumed that the X-ray focal point f, which was on the xy plane passing through the center of the multi-detector 13 in the z-axis direction, is moved by Δf in the z direction due to the fluctuation of the tube temperature to become the X-ray focal point f ′. The X-ray passing through the pixel point g (x, y) moves by ΔH in the direction of the detector row, and this ΔH is
From the geometrical relationship, ΔH = Δf {fdd− (D + s)} / (D + s).
【００４９】すなわち、 ｊ＝rup{(Ｈ＋ΔＨ)／Δｄ＋Ｊ／２} または ｊ＝rdwn{(Ｈ＋ΔＨ)／Δｄ＋Ｊ／２} でｊを求めればよい。That is, j = rup {(H + ΔH) / Δd + J / 2} Or j = rdwn {(H + ΔH) / Δd + J / 2} Then, j can be obtained.
【００５０】第５の実施形態は、管球温度によるＸ線焦
点位置の変動に対応できるだけでなく、ガントリの傾斜
や振動によるＸ線焦点位置の変動にも対応できる。ま
た、第５の実施形態は、第２の実施形態〜第４の実施形
態とも組み合わせ可能である。The fifth embodiment can cope not only with the fluctuation of the X-ray focal position due to the tube temperature but also with the fluctuation of the X-ray focal position due to the inclination and vibration of the gantry. The fifth embodiment can also be combined with the second to fourth embodiments.
【００５１】[0051]
【発明の効果】本発明の画像再構成方法およびＸ線ＣＴ
装置によれば、マルチ検出器を用いた場合にスキャン面
が回転面に対して傾くことに起因するアーチファクトを
抑制できる。The image reconstruction method and X-ray CT of the present invention
According to the apparatus, it is possible to suppress the artifact caused by the tilt of the scan plane with respect to the rotation plane when the multi-detector is used.
【図１】第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram of an X-ray CT apparatus according to a first embodiment.
【図２】第１の実施形態に係る画像再構成処理の説明図
（ｚ軸方向から見た図）である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an image reconstruction process according to the first embodiment (a diagram viewed from a z-axis direction).
【図３】第１の実施形態に係る画像再構成処理の説明図
（ｚ軸とＸ線ビーム中心軸とに直交する方向から見た
図）である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an image reconstruction process according to the first embodiment (a diagram viewed from a direction orthogonal to the z axis and the X-ray beam central axis).
【図４】第２の実施形態に係る画像再構成処理の説明図
（ｚ軸とＸ線ビーム中心軸とに直交する方向から見た
図）である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an image reconstruction process according to the second embodiment (a diagram viewed from a direction orthogonal to the z axis and the X-ray beam central axis).
【図５】第４の実施形態に係る画像再構成処理の説明図
（ｚ軸とＸ線ビーム中心軸とに直交する方向から見た
図）である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an image reconstruction process according to the fourth embodiment (a diagram viewed from a direction orthogonal to the z axis and the X-ray beam central axis).
【図６】第５の実施形態に係る画像再構成処理の説明図
（ｚ軸とＸ線ビーム中心軸とに直交する方向から見た
図）である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an image reconstruction process according to a fifth embodiment (a diagram viewed from a direction orthogonal to the z axis and the X-ray beam central axis).
１ 操作コンソール ３ 中央処理装置 ４ 制御インターフェース ９ 走査ガントリ １１ Ｘ線管 １３ マルチ検出器 １００ Ｘ線ＣＴ装置 1 Operation console 3 Central processing unit 4 control interface 9 scanning gantry 11 X-ray tube 13 Multi-detector 100 X-ray CT system
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西出 明彦 東京都日野市旭ケ丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 熊崎 昌也 東京都日野市旭ケ丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA07 BA10 CA13 FC16 FC28 FD12 FE14 5B047 AA17 AB02 BA04 BB02 BC16 CA12 CB09 CB18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Akihiko Nishide 127, 4-7 Asahigaoka, Hino City, Tokyo GE Yokogawa Medical System Co., Ltd. Within (72) Inventor Masaya Kumazaki 127, 4-7 Asahigaoka, Hino City, Tokyo GE Yokogawa Medical System Co., Ltd. Within F-term (reference) 4C093 AA22 BA07 BA10 CA13 FC16 FC28 FD12 FE14 5B047 AA17 AB02 BA04 BB02 BC16 CA12 CB09 CB18
Claims (18)
出器列を有するマルチ検出器の少なくとも一方または検
査対象物を回転中心の周りに回転させ、種々のビュー角
度で収集したデータを基に指定された画像再構成面での
画像を再構成する画像再構成方法であって、 画像再構成面をｘｙ面（ｘ軸およびｙ軸に平行な面）と
し、検出器の列の方向をｚ軸方向とするとき、検出器の
ｚ軸方向の中心を通るｘｙ面と画像再構成面のｚ軸方向
の距離Δｚと画像再構成面上の画素点ｇの位置（x,y）
とに基づいて、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線が入る検
出器列を選択し、該検出器列のデータを前記画素点ｇの
画素値を求めるのに使用することを特徴とする画像再構
成方法。1. An X-ray tube and / or at least one of a multi-detector having first to Jth (≧ 2) detector rows or an object to be inspected is rotated about a rotation center and collected at various view angles. An image reconstruction method for reconstructing an image on an image reconstruction plane designated based on data, wherein the image reconstruction plane is an xy plane (a plane parallel to the x axis and the y axis), and a row of detectors is used. Is the z-axis direction, the distance Δz in the z-axis direction between the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction and the image reconstruction surface, and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstruction surface. )
On the basis of and, the detector row into which the X-ray transmitted through the pixel point g (x, y) enters is selected, and the data of the detector row is used to obtain the pixel value of the pixel point g. Image reconstruction method.
て、検出器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面にＸ線焦点が
位置するとみなせる場合、Ｘ線ビームの中心軸における
Ｘ線管と回転中心の距離をＤとし、Ｘ線ビームの中心軸
におけるＸ線管とマルチ検出器の距離をfddとし、Ｘ線
ビームの中心軸に画素点ｇから下ろした垂線の足とＸ線
ビームの中心軸における回転中心の距離をｓとし、一つ
の検出器列のｚ軸方向の長さをΔｄとし、rup{}を切り
上げ整数化関数とし、rdwn{}を切り捨て整数化関数とす
るとき、 Ｈ＝Δｚ・fdd／(Ｄ＋ｓ) ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２} または ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２} で求められる第ｊ検出器列を選択することを特徴とする
画像再構成方法。2. The image reconstructing method according to claim 1, wherein when the X-ray focal point can be regarded as being located in an xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction, the X-ray tube is the X-ray tube at the central axis of the X-ray beam. The distance of the rotation center is D, the distance between the X-ray tube and the multi-detector at the center axis of the X-ray beam is fdd, and the foot of the perpendicular line drawn from the pixel point g to the center axis of the X-ray beam and the center of the X-ray beam When the distance of the rotation center on the axis is s, the length of one detector row in the z-axis direction is Δd, and rup {} is a rounded up integer function and rdwn {} is a rounded down integer function, H = An image reconstruction method characterized by selecting the j-th detector row obtained by Δz · fdd / (D + s) j = rup {H / Δd + J / 2} or j = rdwn {H / Δd + J / 2}.
て、検出器のｚ軸方向の中心を通るｘｙ面とＸ線焦点の
ｚ方向の距離をΔｆとするとき、 ΔＨ＝Δｆ{fdd−(Ｄ＋ｓ)}／(Ｄ＋ｓ) を請求項２に記載のＨに加えることを特徴とする画像再
構成方法。3. The image reconstruction method according to claim 2, wherein ΔH = Δf {fdd−, where Δf is the distance between the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction and the X-ray focal point in the z-direction. An image reconstruction method characterized by adding (D + s)} / (D + s) to H according to claim 2.
構成方法において、第ｊ検出器列と、その近傍の検出器
列とを選択し、選択した検出器列のデータに対して補間
演算を施して得たデータを使用することを特徴とする画
像再構成方法。4. The image reconstruction method according to claim 2 or 3, wherein the j-th detector row and a detector row in the vicinity thereof are selected and interpolated with respect to the data of the selected detector row. An image reconstruction method characterized by using data obtained by performing an operation.
て、第ｊ検出器列と、第（ｊ−１）検出器列または第
（ｊ＋１）検出器列とを選択し、選択した検出器列のデ
ータに線形補間演算を施したデータを使用することを特
徴とする画像再構成方法。5. The image reconstruction method according to claim 4, wherein the jth detector row and the (j−1) th detector row or the (j + 1) th detector row are selected, and the selected detector is selected. An image reconstruction method characterized by using data obtained by performing linear interpolation calculation on column data.
の画像再構成方法において、ｊ＞Ｊの場合はｊ＝Ｊと
し、ｊ＜１の場合はｊ＝１とすることを特徴とする画像
再構成方法。6. The image reconstruction method according to claim 2, wherein when j> J, j = J, and when j <1, j = 1. Image reconstruction method.
の画像再構成方法において、ヘリカルスキャンの場合、
ビュー角度に応じて距離Δｚを変えることを特徴とする
画像再構成方法。7. The image reconstruction method according to claim 1, wherein in the case of helical scanning,
An image reconstruction method characterized in that the distance Δz is changed according to a view angle.
の画像再構成方法において、Ｘ線ビームの中心軸に画素
点ｇから下ろした垂線の足の長さをｔとするとき、各ビ
ュー角度で選択した検出器列のデータに、｛（Ｄ＋ｓ）
２＋ｔ２｝に反比例した重みを付けて加算し、画素点ｇ
の画素値を求めることを特徴とする画像再構成方法。8. The image reconstruction method according to any one of claims 1 to 7, wherein when a foot length of a perpendicular line drawn from the pixel point g to the central axis of the X-ray beam is t, Add {(D + s) to the data of the detector row selected by the view angle.
2 + t 2 } is weighted in inverse proportion and added, and the pixel point g
An image reconstruction method characterized by obtaining the pixel value of.
の画像再構成方法において、ビュー角度および画像再構
成面上の画素点ｇの位置（x,y）に基づいて、前記画素
点ｇの画素値を求めるのに使用するデータを得るチャネ
ルを選択することを特徴とする画像再構成方法。9. The image reconstruction method according to claim 1, wherein the pixel point is based on a view angle and a position (x, y) of a pixel point g on the image reconstruction surface. An image reconstruction method comprising selecting a channel for obtaining data used for obtaining a pixel value of g.
出器列を有するマルチ検出器と、前記Ｘ線管および前記
マルチ検出器の少なくとも一方または検査対象物を回転
中心の周りに回転させながら種々のビュー角度でデータ
を収集するデータ収集手段と、 画像再構成面をｘｙ面（ｘ軸およびｙ軸に平行な面）と
し、検出器の列の方向をｚ軸方向とするとき、検出器の
ｚ軸方向の中心を通るｘｙ面と画像再構成面のｚ軸方向
の距離Δｚと画像再構成面上の画素点ｇの位置（x,y）
とに基づいて、画素点ｇ(x,y)を透過したＸ線が入る検
出器列を選択する検出器列選択手段と、 各ビュー角度で選択した検出器列のデータを用いて前記
画素点ｇの画素値を求め、画像再構成面での画像を再構
成する画像生成手段とを具備したことを特徴とするＸ線
ＣＴ装置。10. An X-ray tube, a multi-detector having first to J-th (≧ 2) detector rows, at least one of the X-ray tube and the multi-detector, or an inspection object with a center of rotation as a center of rotation. Data collection means for collecting data at various view angles while rotating around, the image reconstruction plane is the xy plane (plane parallel to the x axis and the y axis), and the direction of the detector row is the z axis direction. , The distance Δz in the z-axis direction between the xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction and the image reconstruction plane, and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstruction plane.
And a detector row selecting means for selecting a detector row in which the X-rays transmitted through the pixel point g (x, y) enter, and the data of the detector row selected at each view angle. An X-ray CT apparatus comprising: an image generating unit that obtains a pixel value of g and reconstructs an image on an image reconstruction surface.
いて、前記検出器列選択手段は、検出器のｚ軸方向の中
心を通るｘｙ面にＸ線焦点が位置するとみなせる場合、
Ｘ線ビームの中心軸におけるＸ線管と回転中心の距離を
Ｄとし、Ｘ線ビームの中心軸におけるＸ線管とマルチ検
出器の距離をfddとし、Ｘ線ビームの中心軸に画素点ｇ
から下ろした垂線の足とＸ線ビームの中心軸における回
転中心の距離をｓとし、一つの検出器列のｚ軸方向の長
さをΔｄとし、rup{}を切り上げ整数化関数とし、rdw
n{}を切り捨て整数化関数とするとき、 Ｈ＝Δｚ・fdd／(Ｄ＋ｓ) ｊ＝rup{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２} または ｊ＝rdwn{Ｈ／Δｄ＋Ｊ／２} で求められる第ｊ検出器列を選択することを特徴とする
Ｘ線ＣＴ装置。11. The X-ray CT apparatus according to claim 10, wherein the detector array selecting means determines that the X-ray focal point is located on an xy plane passing through the center of the detector in the z-axis direction.
The distance between the X-ray tube and the center of rotation on the center axis of the X-ray beam is D, the distance between the X-ray tube and the multi-detector on the center axis of the X-ray beam is fdd, and the pixel point g is on the center axis of the X-ray beam.
Let s be the distance between the foot of the perpendicular line drawn from the center of rotation and the center of rotation of the center axis of the X-ray beam, and let Δd be the length of one detector row in the z-axis direction.
When n {} is a truncated integer function, H = Δz · fdd / (D + s) j = rup {H / Δd + J / 2} or j = rdwn {H / Δd + J / 2} An X-ray CT apparatus characterized by selecting.
いて、前記検出器列選択手段は、検出器のｚ軸方向の中
心を通るｘｙ面とＸ線焦点のｚ方向の距離をΔｆとする
とき、 ΔＨ＝Δｆ{fdd−(Ｄ＋ｓ)}／(Ｄ＋ｓ) を請求項１１のＨに加えることを特徴とするＸ線ＣＴ装
置。12. The X-ray CT apparatus according to claim 11, wherein the detector array selecting means sets the distance in the z direction between the xy plane passing through the center of the detector in the z axis direction and the X direction focus to Δf. At this time, ΔH = Δf {fdd− (D + s)} / (D + s) is added to H of claim 11, X-ray CT apparatus.
Ｘ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段は、第ｊ
検出器列と、その近傍の検出器列とを選択し、前記画像
生成手段は、選択した検出器列のデータに対して補間演
算を施して得たデータを使用することを特徴とするＸ線
ＣＴ装置。13. The X-ray CT apparatus according to claim 11 or 12, wherein the detector row selecting means is a j-th row.
An X-ray characterized in that a detector row and a detector row in the vicinity thereof are selected, and the image generating means uses data obtained by performing an interpolation operation on the data of the selected detector row. CT device.
いて、前記検出器列選択手段は、第ｊ検出器列と、第
（ｊ−１）検出器列または第（ｊ＋１）検出器列とを選
択し、前記画像生成手段は、選択した検出器列のデータ
に線形補間演算を施したデータを使用することを特徴と
するＸ線ＣＴ装置。14. The X-ray CT apparatus according to claim 13, wherein the detector row selecting means includes a jth detector row and a (j−1) th detector row or a (j + 1) th detector row. The X-ray CT apparatus is characterized in that the image generation means uses data obtained by performing linear interpolation calculation on the data of the selected detector array.
に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段
は、ｊ＞Ｊの場合はｊ＝Ｊとし、ｊ＜１の場合はｊ＝１
とすることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。15. The X-ray CT apparatus according to claim 11, wherein the detector array selecting means sets j = J when j> J and j when j <1. = 1
An X-ray CT apparatus characterized by the following.
に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記検出器列選択手段
は、ヘリカルスキャンの場合、ビュー角度に応じて距離
Δｚを変えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。16. The X-ray CT apparatus according to claim 10, wherein the detector row selecting unit changes the distance Δz according to a view angle in the case of helical scanning. X-ray CT system.
に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記画像生成手段は、
Ｘ線ビームの中心軸に画素点ｇから下ろした垂線の足の
長さをｔとするとき、各ビュー角度で選択した検出器列
のデータに、｛（Ｄ＋ｓ）２＋ｔ２｝に反比例した重み
を付けて加算し、画素点ｇの画素値を求めることを特徴
とするＸ線ＣＴ装置。17. The X-ray CT apparatus according to claim 10, wherein the image generation means is
Assuming that the foot length of the perpendicular line drawn from the pixel point g on the central axis of the X-ray beam is t, the data of the detector array selected at each view angle has a weight inversely proportional to {(D + s) 2 + t 2 }. An X-ray CT apparatus characterized in that the pixel value of the pixel point g is obtained by adding and adding.
に記載のＸ線ＣＴ装置において、ビュー角度および画像
再構成面上の画素点ｇの位置（x,y）に基づいて、前記
画素点ｇの画素値を求めるのに使用するデータを得るチ
ャネルを選択するチャネル選択手段を具備することを特
徴とするＸ線ＣＴ装置。18. The X-ray CT apparatus according to claim 10, wherein the pixel point is based on the view angle and the position (x, y) of the pixel point g on the image reconstruction plane. An X-ray CT apparatus comprising channel selecting means for selecting a channel for obtaining data used for obtaining a pixel value of g.
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|---|---|---|---|
| JP2002267833A JP2003159244A (en) | 2001-09-17 | 2002-09-13 | Image reconstruction method and x-ray ct apparatus |
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