JP5179007B2 - X-ray CT apparatus and X-ray CT image reconstruction method thereof - Google Patents

X-ray CT apparatus and X-ray CT image reconstruction method thereof Download PDF

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Description

本発明は、2次元エリアX線検出器を用いたX線CT(Computed Tomography)装置およびそのX線CT画像再構成方法に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus using a two-dimensional area X-ray detector and an X-ray CT image reconstruction method thereof.

従来は多列X線検出器X線CT装置またはフラットパネル平面型X線検出器に代表される2次元X線エリア検出器によるX線CT装置においては、図15(a),図15(b),図15(c)のように、チャネル方向、列方向ともに等間隔なサイズのX線検出器チャネルを並べてデータ収集を行っていた(例えば、特許文献1参照)。例えば、列幅dの場合は、8列×dのX線検出器構成で列方向にX線検出器幅は8dとなり、また列幅2dの場合は、中心8列の列幅dの部分は2列を1列に束ねて4列×2dのX線検出器構成にし、X線検出器全体としては8列×2dのX線検出器構成にする。このようにして、下記の2つのX線検出器構成を切換えて使用していた。   Conventional X-ray CT apparatuses using a multi-row X-ray detector X-ray CT apparatus or a two-dimensional X-ray area detector typified by a flat panel planar X-ray detector are shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). ), As shown in FIG. 15C, data is collected by arranging X-ray detector channels of equal size in both the channel direction and the column direction (see, for example, Patent Document 1). For example, in the case of the column width d, the X-ray detector width in the column direction is 8d in the X-ray detector configuration of 8 columns × d, and in the case of the column width 2d, the portion of the column width d of the center 8 columns is Two rows are bundled into one row to form a 4 column × 2d X-ray detector configuration, and the entire X-ray detector has an 8 column × 2d X-ray detector configuration. In this way, the following two X-ray detector configurations were switched and used.

1.X線検出器モード1 : 8列×d X線検出器列方向幅 8d
2.X線検出器モード2 : 8列×2d X線検出器列方向幅 16d
その1つの理由には、データ収集装置DASの扱えるチャネル数,列数が限られていた点が上げられる。
1. X-ray detector mode 1: 8 rows x d X-ray detector row width 8d
2. X-ray detector mode 2: 8 rows x 2d X-ray detector row width 16d
One reason is that the number of channels and columns that the data collection device DAS can handle are limited.

このようにして、図16のように列方向に幅dのX線検出器と、列方向に幅2dのX線検出器が両方依存する場合は、幅dのX線検出器を2つ束ねて列方向に幅2dにしてデータ収集を行っており、幅dのX線検出器の空間分解能の能力を充分生かせないという観点からは問題であった。   In this way, when both the X-ray detector with the width d in the column direction and the X-ray detector with the width 2d in the column direction depend on each other as shown in FIG. 16, two X-ray detectors with the width d are bundled together. This is a problem from the viewpoint that the spatial resolution capability of the X-ray detector having the width d cannot be fully utilized because the data is collected with the width 2d in the column direction.

また、例えば図16のX線検出器においては、下記のようなX線検出器モードが望まれていた。
3.X線検出器モード3 : 8列×d+4列×2d X線検出器列方向幅16d
しかし、データ収集装置DASの扱えるチャネル数,列数の制限の問題点、X線検出器開口が列方向にdと2dの幅のものが混在しており、画像再構成において画像再構成ができないという問題点があった。
特開2004-073360号公報
For example, in the X-ray detector shown in FIG. 16, the following X-ray detector mode is desired.
3. X-ray detector mode 3: 8 rows x d + 4 rows x 2d X-ray detector row width 16d
However, there are problems with restrictions on the number of channels and columns that can be handled by the data acquisition device DAS, and X-ray detector apertures with a width of d and 2d are mixed in the column direction, and image reconstruction cannot be performed in image reconstruction. There was a problem.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-073360

しかし、多列X線検出器X線CT装置またはフラットパネル平面型X線検出器に代表される2次元X線エリア検出器によるX線CT装置においては、X線検出器の列方向の幅は小さくなり、チャネル方向の幅とほぼ等しくなり、断層像またはz方向に連続した断層像としての分解能の等方性、つまりX線検出器の列方向幅とチャネル方向幅の等方性が求められて来ている。   However, in the X-ray CT apparatus using a multi-row X-ray detector X-ray CT apparatus or a two-dimensional X-ray area detector represented by a flat panel planar X-ray detector, the width in the column direction of the X-ray detector is It becomes smaller and almost equal to the width in the channel direction, and isotropic resolution is required as a tomographic image or a tomographic image continuous in the z direction, that is, isotropicity between the column direction width of the X-ray detector and the channel direction width. Is coming.

そこで、本発明の目的は、多列X線検出器または、フラットパネル平面型X線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器において、X線検出器チャネル開口の異なったX線検出器チャネルが存在していても、検出器チャネル開口の違いを補正して画像再構成を行い、充分な画質の断層像を得ることを実現するX線CT装置またはX線CT画像再構成方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to use a multi-row X-ray detector or a two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure represented by a flat panel planar X-ray detector. X-ray CT system or X-ray CT image reconstruction that realizes tomographic images with sufficient image quality by correcting the difference in detector channel aperture even if a line detector channel exists It is to provide a method.

データ収集装置(DAS)は充分なチャネル数,列数が扱えるとすれば、または、X線検出器の各チャネルをスイッチングすることのできるデータ収集装置(DAS)により、取り扱えるX線検出器のチャネル数,列数に制約がないようにすれば、あとはX線検出器の各チャネルの開口が異なる大きさであっても、得られるX線投影データを画像再構成できればよい。   If the data acquisition device (DAS) can handle a sufficient number of channels and columns, or the data acquisition device (DAS) that can switch each channel of the X-ray detector, the channels of the X-ray detector that can be handled As long as there are no restrictions on the number and the number of columns, it is only necessary that the X-ray projection data obtained can be reconstructed even if the aperture of each channel of the X-ray detector has a different size.

本発明は、投影データを3次元画像再構成する際に、断層像のある画素を通る複数のX線投影データがあり、各々の投影データのX線検出器開口の面積が異なる場合に各々のX線投影データにX線検出器開口の面積比に比例した加重係数をかけて加重加算して3次元画像再構成をすることにより、多列X線検出器または、フラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器において、開口面積の異なるX線検出器チャネルを持ったX線CT装置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンのX線投影データを画像再構成できることを特徴とするX線CT装置、またはX線CT画像再構成方法を提供する。   The present invention provides a plurality of X-ray projection data passing through a pixel having a tomographic image when reconstructing projection data in a three-dimensional image, and each projection data has different X-ray detector aperture areas. By applying a weighting factor proportional to the area ratio of the X-ray detector aperture to the X-ray projection data and performing weighted addition to reconstruct the 3D image, the multi-row X-ray detector or flat panel X-ray detector can be used. In a two-dimensional X-ray area detector with a representative matrix structure, conventional scan (axial scan), cine scan, helical scan, or variable pitch helical scan of an X-ray CT apparatus having X-ray detector channels with different aperture areas Provided is an X-ray CT apparatus or an X-ray CT image reconstruction method characterized in that X-ray projection data can be reconstructed.

第1の観点では、本発明は、X線発生装置と、相対してX線を検出するマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、とからなるX線CT装置において、X線データ収集された投影データを3次元画像再構成する際に、断層像のある画素を通る複数の投影データがあり、各々の投影データのX線検出器開口の面積が異なる場合に、各々の投影データにX線検出器開口の面積比に依存した加重係数をかけて加重加算して画像再構成をする画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a first aspect, the present invention relates to an X-ray generator and a two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure that detects X-rays relative to each other while rotating about a rotation center between them. , X-ray data collection means for collecting X-ray projection data transmitted through the subject in between, image reconstruction means for reconstructing the projection data collected from the X-ray data collection means, and image-reconstructed tomogram In an X-ray CT apparatus comprising an image display means for displaying an image, when reconstructing projection data acquired by X-ray data, there is a plurality of projection data passing through pixels with a tomographic image, Image reconstruction means for reconstructing an image by weighting and adding a weighting factor depending on the area ratio of the X-ray detector aperture to each projection data when the X-ray detector aperture area of the projection data is different X-ray CT system characterized by having Subjected to.

上記第1の観点におけるX線CT装置では、X線検出器開口の面積の異なる投影データをX線検出器開口の面積比に依存した加重係数で加重加算して補正して3次元画像再構成するため、矛盾なく画像再構成が行え、良い画質の断層像が得られる。   In the X-ray CT apparatus according to the first aspect described above, three-dimensional image reconstruction is performed by correcting the projection data having different X-ray detector aperture areas by weighted addition with a weighting factor that depends on the X-ray detector aperture area ratio. Therefore, image reconstruction can be performed without contradiction, and a tomographic image with good image quality can be obtained.

第2の観点では、本発明は、X線発生装置と、相対してX線を検出するマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、とからなるX線CT装置において、X線データ収集された投影データを3次元画像再構成する際に、断層像のある画素を通る複数の投影データがあり、各々の投影データのX線検出器開口の面積が異なる場合に、各々の投影データにz軸方向のフィルタを重畳し、X線検出器開口の実効的な開口面積を広げた後に、前記実効的なX線検出器開口面積の比に依存した加重係数をかけて加重加算して画像再構成をする画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a second aspect, the present invention relates to an X-ray generator and a two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure that detects X-rays relative to each other while rotating around the center of rotation. , X-ray data collection means for collecting X-ray projection data transmitted through the subject in between, image reconstruction means for reconstructing the projection data collected from the X-ray data collection means, and image-reconstructed tomogram In an X-ray CT apparatus comprising an image display means for displaying an image, when reconstructing projection data acquired by X-ray data, there is a plurality of projection data passing through pixels with a tomographic image, When the area of the X-ray detector aperture of the projection data is different, the effective aperture area of the X-ray detector aperture is expanded after superimposing a filter in the z-axis direction on each projection data. Weighting factor depending on the ratio of the X-ray detector aperture area And weighted addition over to provide an X-ray CT apparatus characterized by an image reconstruction means for the image reconstruction.

上記第2の観点におけるX線CT装置では、X線検出器開口の面積の異なる投影データにz軸方向のフィルタを重畳し、X線検出器開口の実効的なX線検出器開口面積に広げた後に、実効的なX線検出器開口面積の面積比に依存した加重係数で加重加算して補正して3次元画像再構成するため、良い画質で画像再構成が行える。   In the X-ray CT apparatus according to the second aspect, a filter in the z-axis direction is superimposed on projection data having different X-ray detector aperture areas to expand the effective X-ray detector aperture area of the X-ray detector aperture. After that, since the three-dimensional image is reconstructed by performing weighted addition with a weighting factor depending on the area ratio of the effective aperture area of the X-ray detector, the image reconstruction can be performed with good image quality.

第3の観点では、本発明は、X線発生装置と、相対してX線を検出するマトリクス構造の2次元X線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、とからなるX線CT装置において、X線データ収集された投影データを3次元画像再構成する際に、断層像のある画素を通る複数の投影データがあり、各々の投影データのX線検出器開口の面積が異なる場合に、各々の投影データにz軸方向のフィルタを重畳し、X線検出器開口の実効的な開口面積をほぼ等しくしておき画像再構成をする画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a third aspect, the present invention relates to an X-ray generator and a two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure that detects X-rays relative to each other while rotating around the center of rotation. , X-ray data collection means for collecting X-ray projection data transmitted through the subject in between, image reconstruction means for reconstructing the projection data collected from the X-ray data collection means, and image-reconstructed tomogram In an X-ray CT apparatus comprising an image display means for displaying an image, when reconstructing projection data acquired by X-ray data, there is a plurality of projection data passing through pixels with a tomographic image, When the X-ray detector aperture areas of the projection data are different, the z-axis direction filter is superimposed on each projection data, and the effective aperture area of the X-ray detector apertures is made approximately the same to reconstruct the image It has an image reconstruction means to perform An X-ray CT system is provided.

上記第3の観点におけるX線CT装置では、X線検出器開口の面積の異なる投影データにz軸方向のフィルタを重畳し、X線検出器開口の実効的な開口面積をほぼ等しくした後に3次元画像再構成を行うので、良い画質で画像再構成が行える。   In the X-ray CT apparatus according to the third aspect, the filter in the z-axis direction is superimposed on projection data with different areas of the X-ray detector aperture, and the effective aperture area of the X-ray detector aperture is substantially equalized. Since the three-dimensional image reconstruction is performed, the image reconstruction can be performed with good image quality.

第4の観点では、本発明は、第1から第3までのいずれかの観点のX線CT装置において、2次元X線エリア検出器は、円弧型に代表される多列X線検出器であるX線データ収集手段、3次元画像再構成を行う画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a fourth aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the two-dimensional X-ray area detector is a multi-row X-ray detector typified by an arc shape. There is provided an X-ray CT apparatus characterized by having an X-ray data collection means and an image reconstruction means for performing a three-dimensional image reconstruction.

上記第4の観点におけるX線CT装置では、2次元X線エリア検出器に円弧型多列X線検出器を用いても同様に、良い画質で画像再構成が行える。
第5の観点では、本発明は、第1から第3までのいずれかの観点のX線CT装置において、2次元X線エリア検出器は、フラットパネルX線検出器に代表される平面型の2次元X線エリア検出器、またはその平面型の2次元X線エリア検出器を組合わせた2次元X線エリア検出器であるX線データ収集手段、3次元画像再構成を行う画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
In the X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, image reconstruction can be performed with good image quality even when an arc-shaped multi-row X-ray detector is used as the two-dimensional X-ray area detector.
In a fifth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the two-dimensional X-ray area detector is a planar type represented by a flat panel X-ray detector. X-ray data collection means that is a two-dimensional X-ray area detector, or a two-dimensional X-ray area detector in combination with a planar two-dimensional X-ray area detector, and image reconstruction means for performing three-dimensional image reconstruction An X-ray CT apparatus is provided.

上記第5の観点におけるX線CT装置では、2次元X線エリア検出器に平面型の2次元X線エリア検出器、または平面型の2次元X線エリア検出器を組合わせた2次元X線エリア検出器でも同様に、良い画質で画像再構成が行える。   In the X-ray CT apparatus according to the fifth aspect, the two-dimensional X-ray area detector is combined with a flat-type two-dimensional X-ray area detector or a two-dimensional X-ray area detector. Similarly, an area detector can perform image reconstruction with good image quality.

第6の観点では、本発明は、第1から第5までのいずれかの観点のX線CT装置において、投影データを3次元画像再構成する際に、断層像のある画素を通る複数の投影データがあり、各々の投影データのX線検出器開口の面積が異なる場合に、各々の投影データにX線検出器開口の面積比に比例した加重係数をかけて加重加算して3次元画像再構成をする画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a sixth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein a plurality of projections passing through pixels having a tomographic image are obtained when reconstructing projection data into a three-dimensional image. If there is data and the area of the X-ray detector aperture of each projection data is different, each projection data is weighted and added with a weighting factor proportional to the area ratio of the X-ray detector aperture to reconstruct the 3D image. Provided is an X-ray CT apparatus characterized by having an image reconstruction means for configuring.

上記第6の観点におけるX線CT装置では、X線検出器開口の面積の異なる投影データをX線検出器開口の面積比に比例した加重係数で加重加算して補正して3次元画像再構成するため、良い画質で画像再構成が行える。   In the X-ray CT apparatus according to the sixth aspect described above, three-dimensional image reconstruction is performed by correcting the projection data having different X-ray detector aperture areas by weighted addition with a weighting factor proportional to the X-ray detector aperture area ratio. Therefore, image reconstruction can be performed with good image quality.

第7の観点では、本発明は、第1から第6までのいずれかの観点のX線CT装置において、z軸座標が1つの位置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンのデータ収集であるX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a seventh aspect, the present invention is a conventional scan (axial scan) or cine scan data collection in which the z-axis coordinate is one position in the X-ray CT apparatus according to any one of the first to sixth aspects Provided is an X-ray CT apparatus characterized by having X-ray data collection means.

上記第7の観点におけるX線CT装置では、1つのz軸座標位置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンでも同様に、良い画質で画像再構成が行える。   In the X-ray CT apparatus according to the seventh aspect, image reconstruction can be performed with good image quality in the same manner by conventional scanning (axial scanning) or cine scanning at one z-axis coordinate position.

第8の観点では、本発明は、第1から第6までのいずれかの観点のX線CT装置において、z軸座標が複数個所のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンのデータ収集であるX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In an eighth aspect, the present invention relates to an X-ray CT apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the X-axis coordinate is data acquisition of a conventional scan (axial scan) or cine scan having a plurality of z-axis coordinates. An X-ray CT apparatus characterized by having a line data collection means is provided.

上記第8の観点におけるX線CT装置では、複数の個所のz軸座標のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンでも同様に、隣り合うスキャンのX線投影データを、たとえ開口が異なっていても開口面積の加重加算を行い、混ぜ合わせて画像再構成を行い、良い画質の断層像が得られる。   In the X-ray CT apparatus according to the eighth aspect described above, the X-ray projection data of adjacent scans can be obtained even if the apertures are different as in the conventional scan (axial scan) or cine scan of the z-axis coordinates at a plurality of locations. A weighted addition of the aperture areas is performed, and the images are reconstructed by mixing them to obtain a tomographic image with good image quality.

第9の観点では、本発明は、第8の観点のX線CT装置において、z軸座標が複数個所のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンのデータ収集において、異なるz軸座標のスキャンのX線投影データについて2次元エリアX線検出器の開口面積が異なり、各々のX線投影データに2次元エリアX線検出器の開口面積比に依存した加重係数をかけて加重加算して、3次元画像再構成をする画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a ninth aspect, the present invention relates to an X-ray CT apparatus according to the eighth aspect, wherein X-axis scanning of different z-axis coordinates is performed in data acquisition of a conventional scan (axial scan) or cine scan with a plurality of z-axis coordinates. The aperture area of the 2D area X-ray detector is different for the line projection data, and each X-ray projection data is weighted and added with a weighting factor that depends on the aperture area ratio of the 2D area X-ray detector, and then 3D Provided is an X-ray CT apparatus characterized by having an image reconstruction means for performing image reconstruction.

上記第9の観点におけるX線CT装置では、複数の個所のz軸座標のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンでも同様に、X線検出器開口の面積の異なる投影データをX線検出器開口の面積比に比例した加重係数で加重加算して補正して3次元画像再構成するため、良い画質で画像再構成が行える。   In the X-ray CT apparatus according to the ninth aspect described above, similarly to conventional scans (axial scans) or cine scans of z-axis coordinates at a plurality of locations, projection data having different X-ray detector aperture areas can be obtained. Since the three-dimensional image is reconstructed by weighting and adding with a weighting factor proportional to the area ratio, the image can be reconstructed with good image quality.

第10の観点では、本発明は、第1から第6までのいずれかのX線CT装置において、ヘリカルスキャンのデータ収集であるX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a tenth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus characterized by having an X-ray data collection means for collecting helical scan data in any of the first to sixth X-ray CT apparatuses. provide.

上記第10の観点におけるX線CT装置では、ヘリカルスキャンでも同様に、良い画質で画像再構成が行える。
第11の観点では、本発明は、第1から第10までのいずれかの観点のX線CT装置において、X線検出器列方向にX線検出器開口の面積が異なるX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
In the X-ray CT apparatus according to the tenth aspect, image reconstruction can be performed with good image quality even in helical scanning.
In an eleventh aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein X-ray data collection means having different X-ray detector aperture areas in the X-ray detector row direction are provided. An X-ray CT apparatus characterized by having it is provided.

上記第11の観点におけるX線CT装置では、列方向にX線検出器開口の面積が異なっていても、列方向に各X線検出器開口の面積に応じた面積比をかけた後に画像再構成を行うことで矛盾なく画像再構成が行え、S/Nおよび分解能の良い断層像が得られる。   In the X-ray CT apparatus according to the eleventh aspect, even if the areas of the X-ray detector openings are different in the column direction, the image is reproduced after an area ratio corresponding to the area of each X-ray detector opening is applied in the column direction. By performing the configuration, image reconstruction can be performed without contradiction, and a tomographic image with good S / N and resolution can be obtained.

第12の観点では、本発明は、第1から第10までのいずれかの観点のX線CT装置において、X線検出器チャネル方向にX線検出器開口の面積が異なるX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。   In a twelfth aspect, the present invention provides an X-ray CT apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein X-ray data collection means having different X-ray detector aperture areas in the X-ray detector channel direction is provided. An X-ray CT apparatus characterized by having it is provided.

上記第12の観点におけるX線CT装置では、チャネル方向にX線検出器開口の面積が異なっていても、チャネル方向に各X線検出器開口の面積に応じた面積比をかけた後に画像再構成を行うことで矛盾なく画像再構成が行え、S/Nおよび分解能の良い断層像が得られる。   In the X-ray CT apparatus according to the twelfth aspect, even if the area of the X-ray detector opening is different in the channel direction, image reconstruction is performed after applying an area ratio corresponding to the area of each X-ray detector opening in the channel direction. By performing the configuration, image reconstruction can be performed without contradiction, and a tomographic image with good S / N and resolution can be obtained.

本発明のX線CT装置、またはX線CT画像再構成方法によれば、多列X線検出器または、フラットパネル平面型X線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器において、X線検出器チャネル開口の異なったX線検出器チャネルが存在していても、検出器チャネル開口の違いを補正して画像再構成を行い、充分な画質の断層像を得ることを実現するX線CT装置またはX線CT画像再構成方法を実現できる効果がある。   According to the X-ray CT apparatus or X-ray CT image reconstruction method of the present invention, a multi-row X-ray detector or a two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure typified by a flat panel planar X-ray detector , Even if there are X-ray detector channels with different X-ray detector channel apertures, the difference in detector channel aperture is corrected and image reconstruction is performed to obtain a tomographic image with sufficient image quality. An X-ray CT apparatus or an X-ray CT image reconstruction method can be realized.

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置の構成ブロック図である。このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
FIG. 1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry 20.

操作コンソール1は、操作者の入力を受け付ける入力装置2と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で収集したX線検出器データを収集するデータ収集バッファ5と、X線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ6と、プログラムやX線検出器データや投影データやX線断層像を記憶する記憶装置7とを具備している。   The operation console 1 collects X-ray detector data collected by the scanning device gantry 20 and an input device 2 that receives input from the operator, a central processing device 3 that performs preprocessing, image reconstruction processing, post-processing, and the like. Data acquisition buffer 5, monitor 6 that displays tomograms reconstructed from projection data obtained by preprocessing X-ray detector data, program, X-ray detector data, projection data, and X-ray tomogram And a storage device 7 for storing.

撮影条件の入力はこの入力装置2から入力され、記憶装置7に記憶される。図14に撮影条件入力画面の例を示す。
撮影テーブル10は、被検体を乗せて走査ガントリ20の開口部に出し入れするクレードル12を具備している。クレードル12は撮影テーブル10に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。
The photographing condition is input from the input device 2 and stored in the storage device 7. FIG. 14 shows an example of the shooting condition input screen.
The imaging table 10 includes a cradle 12 on which a subject is placed and taken in and out of the opening of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and linearly moved by the motor built in the imaging table 10.

走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、ビーム形成X線フィルタ28と、多列X線検出器24と、DAS(Data Acquisition System)25と、被検体の体軸の回りに回転しているX線管21などを制御する回転部コントローラ26と、制御信号などを前記操作コンソール1や撮影テーブル10とやり取りする制御コントローラ29とを具備している。ビーム形成X線フィルタ28は撮影中心である回転中心に向かうX線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、X線をより吸収できるようになっているX線フィルタである。このため、円形または楕円形に近い断面形状の被検体の体表面の被曝を少なくできるようになっている。また、走査ガントリ傾斜コントローラ27により、走査ガントリ20はz方向の前方および後方に±約30度ほど傾斜できる。   The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an X-ray controller 22, a collimator 23, a beam forming X-ray filter 28, a multi-row X-ray detector 24, a DAS (Data Acquisition System) 25, A rotation unit controller 26 that controls the X-ray tube 21 rotating around the body axis, and a control controller 29 that exchanges control signals and the like with the operation console 1 and the imaging table 10 are provided. The beam forming X-ray filter 28 has the thinnest filter thickness in the X-ray direction toward the center of rotation, which is the imaging center, and the filter thickness increases toward the periphery, making it possible to absorb more X-rays. It is an X-ray filter. For this reason, exposure of the body surface of the subject having a cross-sectional shape close to a circle or an ellipse can be reduced. The scanning gantry tilt controller 27 can tilt the scanning gantry 20 forward and backward in the z direction by about ± 30 degrees.

X線管21と多列X線検出器24は、回転中心ICの回りを回転する。鉛直方向をy方向とし、水平方向をx方向とし、これらに垂直なテーブルおよびクレードル進行方向をz方向とするとき、X線管21および多列X線検出器24の回転平面は、xy平面である。また、クレードル12の移動方向は、z方向である。   The X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 rotate around the rotation center IC. When the vertical direction is the y direction, the horizontal direction is the x direction, and the table and cradle traveling direction perpendicular to these are the z direction, the rotation plane of the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 is the xy plane. is there. The moving direction of the cradle 12 is the z direction.

図2および図3は、X線管21と多列X線検出器24の幾何学的配置をxy平面またはyz平面から見た説明図である。
X線管21は、コーンビームCBと呼ばれるX線ビームを発生する。コーンビームCBの中心軸方向がy方向に平行なときを、ビュー角度0度とする。
2 and 3 are explanatory views of the geometric arrangement of the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 as viewed from the xy plane or the yz plane.
The X-ray tube 21 generates an X-ray beam called a cone beam CB. When the direction of the central axis of the cone beam CB is parallel to the y direction, the view angle is 0 degree.

多列X線検出器24は、z方向に例えば256列のX線検出器列を有する。また、各X線検出器列はチャネル方向に例えば1024チャネルのX線検出器チャネルを有する。
図2では、X線管21のX線焦点を出たX線ビームがビーム形成X線フィルタ28により、再構成領域Pの中心ではより多くのX線が、再構成領域Pの周辺部ではより少ないX線が照射されるようにX線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Pの内部に存在する被検体にX線が吸収され、透過したX線が多列X線検出器24でX線検出器データとして収集される。
The multi-row X-ray detector 24 has, for example, 256 X-ray detector rows in the z direction. Each X-ray detector array has, for example, 1024 X-ray detector channels in the channel direction.
In FIG. 2, the X-ray beam emitted from the X-ray focal point of the X-ray tube 21 is irradiated by the beam forming X-ray filter 28 so that more X-rays are generated at the center of the reconstruction area P and more at the periphery of the reconstruction area P. After the X-ray dose is spatially controlled so that a small amount of X-rays are irradiated, the X-rays are absorbed by the subject existing inside the reconstruction area P, and the transmitted X-rays are detected in the multi-row X-ray detector 24. Collected as X-ray detector data.

図3では、X線管21のX線焦点を出たX線ビームはX線コリメータ23により断層像のスライス厚方向に制御されて、つまり、回転中心軸ICにおいてX線ビーム幅がDとなるように制御されて、回転中心軸IC近辺に存在する被検体にX線が吸収され、透過したX線は多列X線検出器24でX線検出器データとして収集される。   In FIG. 3, the X-ray beam emitted from the X-ray focal point of the X-ray tube 21 is controlled in the slice thickness direction of the tomogram by the X-ray collimator 23, that is, the X-ray beam width becomes D at the rotation center axis IC. Thus, X-rays are absorbed by the subject existing in the vicinity of the rotation center axis IC, and the transmitted X-rays are collected as X-ray detector data by the multi-row X-ray detector 24.

X線が照射されて、収集された投影データは、多列X線検出器24からDAS25でA/D変換され、スリップリング30を経由してデータ収集バッファ5に入力される。データ収集バッファ5に入力されたデータは、記憶装置7のプログラムにより中央処理装置3で処理され、断層像に画像再構成されてモニタ6に表示される。   Projection data collected by irradiation with X-rays is A / D converted from the multi-row X-ray detector 24 by the DAS 25 and input to the data collection buffer 5 via the slip ring 30. The data input to the data collection buffer 5 is processed by the central processing unit 3 according to the program in the storage device 7, reconstructed into a tomographic image, and displayed on the monitor 6.

図4は本実施例のX線CT装置の動作の概要を示すフロー図である。
ステップP1では、被検体をクレードル12に乗せ、位置合わせを行う。クレードル12の上に乗せられた被検体は各部位の基準点に走査ガントリ20のスライスライト中心位置を合わせる。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the operation of the X-ray CT apparatus of the present embodiment.
In step P1, the subject is placed on the cradle 12 and aligned. The subject placed on the cradle 12 aligns the center position of the slice light of the scanning gantry 20 with the reference point of each part.

ステップP2では、スカウト像収集を行う。スカウト像は通常0度,90度で撮影するが部位によっては例えば頭部のように、90度スカウト像のみの場合もある。スカウト像撮影の詳細については後述する。   In step P2, scout image collection is performed. Scout images are usually taken at 0 and 90 degrees, but depending on the part, for example, the head may be a 90-degree scout image only. Details of scout image shooting will be described later.

ステップP3では、撮影条件設定を行う。通常撮影条件はスカウト像上に撮影する断層像の位置、大きさを表示しながら撮影を行う。この場合に、ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンまたはコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャン1回分の全体としてのX線線量情報の表示を行う。また、シネスキャンにおいては、回転数または時間を入れるとその関心領域における入力された回転数分、または入力された時間分のX線線量情報が表示される。   In step P3, shooting conditions are set. The normal photographing condition is to perform photographing while displaying the position and size of the tomographic image to be photographed on the scout image. In this case, the entire X-ray dose information for one helical scan, variable pitch helical scan, helical shuttle scan, conventional scan (axial scan) or cine scan is displayed. In the cine scan, when the number of rotations or time is entered, X-ray dose information for the input number of rotations or the input time in the region of interest is displayed.

ステップP4では、断層像撮影を行う。断層像撮影の詳細については後述する。
図5は、本発明のX線CT装置100の断層像撮影およびスカウト像撮影の動作の概略を示すフロー図である。
In step P4, tomographic imaging is performed. Details of tomographic imaging will be described later.
FIG. 5 is a flowchart showing an outline of tomographic and scout image capturing operations of the X-ray CT apparatus 100 of the present invention.

ステップS1では、ヘリカルスキャンでは、X線管21と多列X線検出器24とを被検体の回りに回転させ、かつ撮影テーブル10上のクレードル12をテーブルを直線移動させながらX線検出器データのデータ収集動作を行ない、ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされるX線検出器データD0(view,j,i)にテーブル直線移動z方向位置Ztable(view)を付加させて、X線検出器データを収集する。ヘリカルスキャンにおいては一定範囲のデータ収集を行う。また、可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンにおいては、一定速度の範囲のデータ収集に加えて、加速時、減速時においてもデータ収集を行うものとする。   In step S1, in the helical scan, the X-ray detector data is obtained by rotating the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 around the subject and moving the cradle 12 on the imaging table 10 linearly on the table. The X-ray detector data D0 (view, j, i) represented by the view angle view, detector row number j, and channel number i is moved to the table linear movement z direction position Ztable (view) To collect X-ray detector data. In a helical scan, a certain range of data is collected. In the variable pitch helical scan or helical shuttle scan, in addition to collecting data in a constant speed range, data collection is also performed during acceleration and deceleration.

また、コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンでは撮影テーブル10上のクレードル12をあるz方向位置に固定させたまま、データ収集系を1回転または複数回転させてX線検出器データのデータ収集を行う。必要に応じて、次のz方向位置に移動した後に、再度データ収集系を1回転または複数回転させてX線検出器データのデータ収集を行う。   In conventional scan (axial scan) or cine scan, X-ray detector data is collected by rotating the data acquisition system one or more times while the cradle 12 on the imaging table 10 is fixed at a certain z-direction position. Do. If necessary, after moving to the next position in the z direction, the data acquisition system is rotated once or more times to collect data of X-ray detector data.

また、スカウト像撮影では、X線管21と多列X線検出器24とを固定させ、撮影テーブル10上のクレードル12を直線移動させながらX線検出器データのデータ収集動作を行うものとする。   In scout imaging, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are fixed, and the data collection operation of the X-ray detector data is performed while the cradle 12 on the imaging table 10 is moved linearly. .

ステップS2では、X線検出器データD0(view,j,i)に対して前処理を行い、投影データに変換する。前処理は図6のようにステップS21オフセット補正,ステップS22対数変換,ステップS23X線線量補正,ステップS24感度補正からなる。   In step S2, the X-ray detector data D0 (view, j, i) is preprocessed and converted into projection data. As shown in FIG. 6, the preprocessing includes step S21 offset correction, step S22 logarithmic conversion, step S23 X-ray dose correction, and step S24 sensitivity correction.

スカウト像撮影の場合は、前処理されたX線検出器データをチャネル方向の画素サイズおよびクレードル直線移動方向であるz方向の画素サイズをモニタ6の表示画素サイズに合わせて表示すればスカウト像として完成である。   In the case of scout image capture, the preprocessed X-ray detector data can be displayed as a scout image by displaying the pixel size in the channel direction and the pixel size in the z direction, which is the cradle linear movement direction, in accordance with the display pixel size of the monitor 6. Completion.

ステップS3では、前処理された投影データD1 (view,j,i)に対して、ビームハードニング補正を行なう。ステップS3ビームハードニング補正では前処理S2の感度補正S24が行なわれた投影データをD1(view,j,i)とし、ステップS3ビームハードニング補正の後のデータをD11(view,j,i)とすると、ステップS3ビームハードニング補正は以下の(数式1)のように、例えば多項式形式で表わされる。   In step S3, beam hardening correction is performed on the preprocessed projection data D1 (view, j, i). In step S3 beam hardening correction, the projection data subjected to the sensitivity correction S24 in the pre-processing S2 is D1 (view, j, i), and the data after step S3 beam hardening correction is D11 (view, j, i). Then, the step S3 beam hardening correction is expressed, for example, in a polynomial form as shown in the following (Formula 1).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

この時、検出器の各j列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件で各データ収集系の管電圧が異なっていれば、各列ごとの検出器のX線エネルギー特性の違いを補正できる。   At this time, since independent beam hardening correction can be performed for each j column of the detector, if the tube voltage of each data acquisition system differs depending on the imaging conditions, the X-ray energy characteristics of the detector for each column Differences can be corrected.

ステップS4では、ビームハードニング補正された投影データD11(view,j,i)に対して、z方向(列方向)のフィルタをかけるzフィルタ重畳処理を行う。
すなわち、各ビュー角度、各データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列X線検出器D11(view,j,i) (i=1〜CH, j=1〜ROW)の投影データに対し、列方向に例えば下記の(数式2),(数式3)に示すような、列方向フィルタサイズが5列のフィルタをかける。
In step S4, z filter convolution processing for applying a filter in the z direction (column direction) to the projection data D11 (view, j, i) subjected to beam hardening correction is performed.
That is, the projection of the multi-row X-ray detector D11 (view, j, i) (i = 1 to CH, j = 1 to ROW) subjected to beam hardening correction after preprocessing in each view angle and each data acquisition system For example, a filter with a column direction filter size of 5 columns as shown in (Formula 2) and (Formula 3) below is applied to the data in the column direction.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

補正された検出器データD12(view,j,i)は以下の(数式4)のようになる。   The corrected detector data D12 (view, j, i) is as shown in (Formula 4) below.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

となる。なお、チャネルの最大値はCH, 列の最大値はROWとすると、
以下の(数式5),(数式6)のようになる。
It becomes. If the maximum value of the channel is CH and the maximum value of the column is ROW,
The following (Formula 5) and (Formula 6) are obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

また、列方向フィルタ係数を各チャネルごとに変化させると画像再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御できる。一般的に断層像では再構成中心に比べ周辺部の方がスライス厚が厚くなるので、列方向フィルタ係数を中心部と周辺部で変化させて、列方向フィルタ係数を中心部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅を広く変化させると、周辺部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅をせまく変化させると、スライス厚は周辺部でも画像再構成中心部でも一様に近くすることもできる。   Further, when the column direction filter coefficient is changed for each channel, the slice thickness can be controlled in accordance with the distance from the image reconstruction center. In general, in slice images, the slice thickness is thicker in the periphery than in the reconstruction center, so the column direction filter coefficient is changed between the center and the periphery, and the column direction filter coefficient is changed in the column direction near the center channel. If the width of the filter coefficient is changed widely, the slice thickness can be made uniform in the peripheral part and the image reconstruction center part by changing the width of the column direction filter coefficient in the vicinity of the peripheral channel.

このように、多列X線検出器24の中心部チャネルと周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御してやることにより、スライス厚も中心部と周辺部で制御できる。列方向フィルタでスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト、ノイズともに大幅に改善される。これによりアーチファクト改善具合、ノイズ改善具合も制御できる。つまり、3次元画像再構成された断層像つまり、xy平面内の画質が制御できる。また、その他の実施例として列方向(z方向)フィルタ係数を逆重畳(デコンボリューション)フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することもできる。   In this way, by controlling the column direction filter coefficients of the central channel and the peripheral channel of the multi-row X-ray detector 24, the slice thickness can also be controlled at the central portion and the peripheral portion. When the slice thickness is slightly reduced with the row direction filter, both artifacts and noise are greatly improved. Thereby, artifact improvement and noise improvement can also be controlled. That is, it is possible to control the tomographic image reconstructed, that is, the image quality in the xy plane. As another embodiment, a thin slice thickness tomogram can be realized by using a deconvolution filter with column direction (z direction) filter coefficients.

ステップS5では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理S5では、zフィルタ重畳処理後のデータをD12とし、再構成関数重畳処理後のデータをD13、重畳する再構成関数をKernel(j)とすると、再構成関数重畳処理は以下の(数式7)のように表わされる。   In step S5, reconstruction function superimposition processing is performed. That is, the Fourier transform is performed, the reconstruction function is multiplied, and the inverse Fourier transform is performed. In reconstruction function superimposition processing S5, assuming that the data after z filter convolution processing is D12, the data after reconstruction function convolution processing is D13, and the reconstruction function to be superimposed is Kernel (j), the reconstruction function convolution processing is as follows: (Equation 7).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

つまり、再構成関数kernel(j)は検出器の各j列ごとに独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、 分解能特性の違いを補正できる。
ステップS6では、再構成関数重畳処理した投影データD13(view,j,i)に対して、3次元逆投影処理を行い、逆投影データD3(x,y,z)を求める。画像再構成される画像はz軸に垂直な面、xy平面に3次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。この3次元逆投影処理については、図7を参照して後述する。
In other words, since the reconstruction function kernel (j) can perform the reconstruction function superimposing process independently for each j column of the detector, the difference in noise characteristics and resolution characteristics for each column can be corrected.
In step S6, three-dimensional backprojection processing is performed on the projection data D13 (view, j, i) subjected to reconstruction function superimposition processing to obtain backprojection data D3 (x, y, z). The image to be reconstructed is a three-dimensional image reconstructed on the plane perpendicular to the z axis and the xy plane. The following reconstruction area P is assumed to be parallel to the xy plane. This three-dimensional backprojection process will be described later with reference to FIG.

ステップS7では、逆投影データD3(x,y,z)に対して画像フィルタ重畳、CT値変換などの後処理を行い、断層像D31(x,y)を得る。
後処理の画像フィルタ重畳処理では、3次元逆投影後の断層像をD31(x,y,z)とし、画像フィルタ重畳後のデータをD32(x,y,z)、断層像平面であるxy平面において重畳される2次元画像フィルタをFilter(z)とすると、以下の(数式8)のようになる。
In step S7, post-processing such as image filter superimposition and CT value conversion is performed on the backprojection data D3 (x, y, z) to obtain a tomographic image D31 (x, y).
In post-processing image filter superimposition processing, the tomographic image after three-dimensional backprojection is D31 (x, y, z), the data after image filter superimposition is D32 (x, y, z), and the tomographic image plane xy If the two-dimensional image filter superimposed on the plane is Filter (z), the following (Formula 8) is obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

つまり、検出器の各j列ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
またはこの画像フィルタFilter(z)は3次元の画像フィルタであってもよい。
That is, since independent image filter convolution processing can be performed for each j column of the detector, the difference in noise characteristics and resolution characteristics for each column can be corrected.
Alternatively, the image filter Filter (z) may be a three-dimensional image filter.

またはこの2次元画像フィルタ重畳後に画像空間z方向フィルタ重畳処理を行ってもよい。
得られた断層像はモニタ6に表示される。
Alternatively, the image space z-direction filter convolution process may be performed after the two-dimensional image filter convolution.
The obtained tomographic image is displayed on the monitor 6.

図7は、3次元逆投影処理(図5のステップS6)の詳細を示すフロー図である。
本実施例では、画像再構成される画像はz軸に垂直な面、xy平面に3次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。
FIG. 7 is a flowchart showing details of the three-dimensional backprojection process (step S6 in FIG. 5).
In this embodiment, the image to be reconstructed is reconstructed into a three-dimensional image on a plane perpendicular to the z axis and on the xy plane. The following reconstruction area P is assumed to be parallel to the xy plane.

ステップS61では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー(すなわち、360度分のビュー又は「180度分+ファン角度分」のビュー)中の一つのビューに着目し、再構成領域Pの各画素に対応する投影データDrを抽出する。   In step S61, attention is paid to one view in all views necessary for image reconstruction of the tomogram (that is, a view of 360 degrees or a view of “180 degrees + fan angle”). Projection data Dr corresponding to each pixel is extracted.

図8(a),図8(b)に示すように、xy平面に平行な512×512画素の正方形の領域を再構成領域Pとし、y=0のx軸に平行な画素列L0,y=63の画素列L63,y=127の画素列L127,y=191の画素列L191,y=255の画素列L255,y=319の画素列L319,y=383の画素列L383,y=447の画素列L447,y=511の画素列L511を列にとると、これらの画素列L0〜L511をX線透過方向に多列X線検出器24の面に投影した図9に示す如きラインT0〜T511上の投影データを抽出すれば、それらが画素列L0〜L511の投影データDr(view,x,y)となる。ただし、x,yは断層像の各画素(x,y)に対応する。   As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), a 512 × 512 pixel square region parallel to the xy plane is used as a reconstruction region P, and pixel rows L0, y parallel to the x axis where y = 0 = 63 pixel column L63, y = 127 pixel column L127, y = 191 pixel column L191, y = 255 pixel column L255, y = 319 pixel column L319, y = 383 pixel column L383, y = 447 9 is projected onto the surface of the multi-row X-ray detector 24 in the X-ray transmission direction as shown in FIG. If projection data on .about.T511 are extracted, they become projection data Dr (view, x, y) of the pixel columns L0 to L511. However, x and y correspond to each pixel (x, y) of the tomographic image.

X線透過方向は、X線管21のX線焦点と各画素と多列X線検出器24との幾何学的位置によって決まるが、X線検出器データD0(view,j,i)のz座標z(view)がテーブル直線移動z方向位置Ztable(view)としてX線検出器データに添付されて判っているため、加速・減速中のX線検出器データD0(view,j,i)でもX線焦点、多列X線検出器のデータ収集幾何学系の中において、X線透過方向を正確に求めることができる。   The X-ray transmission direction is determined by the X-ray focal point of the X-ray tube 21 and the geometric position of each pixel and the multi-row X-ray detector 24, but z of the X-ray detector data D0 (view, j, i). Since the coordinate z (view) is attached to the X-ray detector data as the table linear movement z-direction position Ztable (view), the X-ray detector data D0 (view, j, i) during acceleration / deceleration is also known. The X-ray transmission direction can be accurately determined in the data acquisition geometric system of the X-ray focus and multi-row X-ray detector.

なお、例えば画素列L0をX線透過方向に多列X線検出器24の面に投影したラインT0のように、ラインの一部が多列X線検出器24のチャネル方向の外に出た場合は、対応する投影データDr(view,x,y)を「0」にする。また、z方向の外に出た場合は投影データDr(view,x,y)を補外して求める。   For example, a part of the line goes out of the channel direction of the multi-row X-ray detector 24, such as a line T0 in which the pixel row L0 is projected on the surface of the multi-row X-ray detector 24 in the X-ray transmission direction. In this case, the corresponding projection data Dr (view, x, y) is set to “0”. Further, if the projection is out of the z direction, the projection data Dr (view, x, y) is extrapolated.

このように、図10に示すように、再構成領域Pの各画素に対応する投影データDr(view,x,y)を抽出できる。
図7に戻り、ステップS62では、投影データDr(view,x,y)にコーンビーム再構成加重係数を乗算し、図11に示す如き投影データD2(view,x,y)を作成する。
In this way, as shown in FIG. 10, projection data Dr (view, x, y) corresponding to each pixel of the reconstruction area P can be extracted.
Returning to FIG. 7, in step S62, the projection data Dr (view, x, y) is multiplied by the cone beam reconstruction weighting coefficient to create projection data D2 (view, x, y) as shown in FIG.

ここで、コーンビーム再構成加重係数w(i,j)は以下の通りである。ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、view=βaでX線管21の焦点と再構成領域P上(xy平面上)の画素g(x,y)とを結ぶ直線がX線ビームの中心軸Bcに対してなす角度をγとし、その対向ビューをview=βbとするとき、以下の(数式9)のようになる。   Here, the cone beam reconstruction weighting coefficient w (i, j) is as follows. In the case of fan beam image reconstruction, in general, when view = βa, a straight line connecting the focal point of the X-ray tube 21 and the pixel g (x, y) on the reconstruction area P (on the xy plane) is the center of the X-ray beam. When the angle formed with respect to the axis Bc is γ and the opposite view is view = βb, the following (Formula 9) is obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

再構成領域P上の画素g(x,y)を通るX線ビームとその対向X線ビームが再構成平面Pとなす角度を、αa,αbとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωa,ωbを掛けて加算し、逆投影画素データD2(0,x,y)を求める。この場合、(数式10)のようになる。   If the angles between the X-ray beam passing through the pixel g (x, y) on the reconstruction area P and the opposite X-ray beam and the reconstruction plane P are αa and αb, the cone beam reconstruction weighting coefficient depending on them Multiply and multiply by ωa and ωb to obtain backprojection pixel data D2 (0, x, y). In this case, (Formula 10) is obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

なお、コーンビーム再構成加重係数の対向ビーム同士の和は、(数式11)のようになる。   Note that the sum of the cone beam reconstruction weighting coefficients between the opposed beams is expressed by (Formula 11).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

コーンビーム再構成加重係数ωa,ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することができる。
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωa,ωbは、次式により求めたものを用いることができる。なお、gaはビューβaの加重係数、gbはビューβbの加重係数である。
Cone angle artifacts can be reduced by multiplying and adding cone beam reconstruction weighting coefficients ωa and ωb.
For example, the cone beam reconstruction weighting coefficients ωa and ωb can be obtained by the following equations. Note that ga is a weighting coefficient for the view βa, and gb is a weighting coefficient for the view βb.

ファンビーム角の1/2をγmaxとするとき、以下の(数式12)から(数式17)のようになる。   When 1/2 of the fan beam angle is γmax, the following (Expression 12) to (Expression 17) are obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

(例えば、q=1とする)
例えば、ga,gbの1例として、max[ ]を値の大きい方を採る関数とすると、以下の(数式18),(数式19)のようになる。
(For example, q = 1)
For example, as an example of ga and gb, when max [] is a function that takes the larger value, the following (Formula 18) and (Formula 19) are obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に距離係数を再構成領域P上の各画素に乗算する。距離係数はX線管21の焦点から投影データDrに対応する多列X線検出器24の検出器列j,チャネルiまでの距離をr0とし、X線管21の焦点から投影データDrに対応する再構成領域P上の画素までの距離をr1とするとき、(r1/r0)2である。 In the case of fan beam image reconstruction, each pixel on the reconstruction area P is further multiplied by a distance coefficient. For the distance coefficient, the distance from the focus of the X-ray tube 21 to the detector row j and channel i of the multi-row X-ray detector 24 corresponding to the projection data Dr is r0, and the distance from the focus of the X-ray tube 21 corresponds to the projection data Dr. When the distance to the pixel on the reconstruction area P to be set is r1, (r1 / r0) 2 .

また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成領域P上の各画素にコーンビーム再構成加重係数w(i,j)のみを乗算すればよい。
また、断層像のある画素を通る複数の投影データのX線検出器開口がS1,S2,…Snである場合、その画素に逆投影される投影データP1,P2…Pnは以下のように逆投影される。逆投影されたデータをD3(x,y)とすると以下のようになる。
In the case of parallel beam image reconstruction, each pixel on the reconstruction area P may be multiplied by only the cone beam reconstruction weight coefficient w (i, j).
Further, S 1 is the X-ray detector aperture of the plurality of projection data passing through a certain pixel of the tomographic image, S 2, ... If it is S n, the projection data P 1 to be backprojected to the pixel, P 2 ... P n Is backprojected as follows: If the backprojected data is D 3 (x, y), the result is as follows.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

また、上記の補正を行わなくても、特に後述する実施例1,2,3のように、z方向にX線検出器開口幅が異なる場合は、つまり、z方向のX線検出器列幅が異なる場合は、ステップS4におけるzフィルタ重畳処理によって、各列に重畳するzフィルタを変化させてz方向の各列の幅を揃えてしまうこともできる。例えば、図20のように元のz方向の各検出器列幅と列位置がある場合に、zフィルタ重畳処理により、8A〜1A列,1B〜8A列をz方向にスライス厚を厚くしてやることにより、図21のようにすることもできる。また、図22のように、12A〜9A列,12B〜9B列のzフィルタ係数を逆重畳(デコンボリューション)フィルタにしてスライス厚を薄くしてやることにより、スライス厚を揃えてやることもできる。   Even if the above correction is not performed, especially when the X-ray detector opening width is different in the z direction as in Examples 1, 2, and 3 to be described later, that is, the X-ray detector row width in the z direction. If they are different, the z-filter superimposing process in step S4 can change the z-filter superimposed on each column to make the widths of the respective columns in the z direction uniform. For example, if each detector row width and row position in the original z direction is as shown in FIG. 20, the slice thickness of the 8A-1A row and the 1B-8A row is increased in the z direction by z filter convolution processing. Thus, it can be as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 22, the slice thickness can be made uniform by reducing the slice thickness by using the z filter coefficients of the 12A to 9A rows and the 12B to 9B rows as deconvolution filters.

このようにして、zフィルタ重畳処理を用いてz方向のX線検出器開口幅を制御してやってもよい。
ステップS63では、図12に示すように、予めクリアしておいた逆投影データD3(x,y)に、投影データD2(view,x,y)を画素対応に加算する。
In this manner, the X-ray detector aperture width in the z direction may be controlled using the z filter convolution process.
In step S63, as shown in FIG. 12, the projection data D2 (view, x, y) is added in correspondence with the pixels to the backprojection data D3 (x, y) that has been cleared in advance.

ステップS64では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー(すなわち、360度分のビュー又は「180度分+ファン角度分」のビュー)について、ステップS61〜S63を繰り返し、図12に示すように、逆投影データD3(x,y)を得る。   In step S64, steps S61 to S63 are repeated for all views necessary for image reconstruction of tomographic images (ie, views for 360 degrees or views for “180 degrees + fan angle”), as shown in FIG. Then, back projection data D3 (x, y) is obtained.

なお、図13(a),図13(b)に示すように、再構成領域Pを512×512画素の正方形の領域とせずに、直径512画素の円形の領域としてもよい。
上記までの実施例の説明により、多列X線検出器またはフラットパネル平面型X線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器において、X線検出器チャネル開口が異なったX線検出器チャネルが存在していても、X線検出器チャネル開口を補正して画像再構成を行う例について説明した。
As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the reconstruction area P may not be a square area of 512 × 512 pixels, but a circular area having a diameter of 512 pixels.
As described above, in the two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure typified by a multi-row X-ray detector or a flat panel planar X-ray detector, the X-ray detector channel openings are different from each other. An example has been described in which image reconstruction is performed by correcting the X-ray detector channel aperture even if a line detector channel exists.

以下の実施例においては更に下記の撮影条件において、X線検出器チャネル開口が異なっていてもX線検出器チャネル開口を補正して画像再構成を行う例を示す。
(実施例1)z方向座標が1個所のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおけるz方向にX線検出器開口幅が異なる場合。
In the following embodiment, an example will be described in which image reconstruction is performed by correcting the X-ray detector channel aperture even under different imaging conditions under the following imaging conditions.
(Example 1) When the aperture width of the X-ray detector differs in the z direction in a conventional scan (axial scan) or cine scan with one z-direction coordinate.

(実施例2)z方向座標が2個所または複数個所のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおけるz方向にX線検出器開口幅が異なる場合。
(実施例3)z方向にX線検出器開口幅が異なる場合のヘリカルスキャン。
(Example 2) When the X-ray detector aperture width is different in the z direction in a conventional scan (axial scan) or cine scan with two or more z-direction coordinates.
(Example 3) Helical scan when the X-ray detector aperture width differs in the z direction.

(実施例4)チャネル方向にX線検出器チャネル開口の大きさが異なる場合のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンおよびヘリカルスキャン。   (Example 4) Conventional scan (axial scan) or cine scan and helical scan when the X-ray detector channel opening size differs in the channel direction.

実施例1においては、z方向座標がz=z0の1個所のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおけるz方向(列方向)のX線検出器開口幅が異なる場合の画像再構成について述べる。   In the first embodiment, image reconstruction will be described in the case where the X-ray detector aperture widths in the z direction (column direction) in one conventional scan (axial scan) or cine scan in which the z direction coordinate is z = z0 are different.

図17には、あるz方向座標z=z0におけるコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを示している。この時の多列X線検出器 24は中央部に幅dのX線検出器列が2n列(16列)あり、外側に幅2dのX線検出器列がn/2列(8列)ずつある。   FIG. 17 shows a conventional scan (axial scan) or a cine scan at a certain z-direction coordinate z = z0. At this time, the multi-row X-ray detector 24 has 2n rows (16 rows) of X-ray detector rows of width d in the center and n / 2 rows (8 rows) of X-ray detector rows of width 2d on the outside. There is one by one.

この時、断層像平面(xy平面)上の画素G(x1,y1)は、0度方向のX線ビームは列方向のX線検出器チャネル開口は2dであり、180度方向のX線ビームは列方向のX線検出器チャネル開口はdとなっている。   At this time, in the pixel G (x1, y1) on the tomographic image plane (xy plane), the X-ray beam in the 0-degree direction has an X-ray detector channel aperture in the column direction of 2d, and the X-ray beam in the 180-degree direction The X-ray detector channel aperture in the column direction is d.

この画像再構成を行うには3次元逆投影の前に、列方向にX線検出器開口が2dの列にz方向(列方向)逆重量(デコンボリューション)フィルタを重畳することにより、開口を狭めておいて3次元逆投影を行う。これにより得られる 断層像のスライス厚はdよりも少しスライス厚の厚い程度、例えば1.5d程度のスライス厚の断層像とすることができる。   To perform this image reconstruction, the X-ray detector aperture in the column direction is superimposed in the z direction (column direction) inverse weight (deconvolution) filter on the 2d column before the 3D back projection. Perform 3D backprojection with narrowing. The slice thickness of the tomographic image obtained in this way can be a tomographic image having a slice thickness slightly thicker than d, for example, a slice thickness of about 1.5d.

または、列方向のX線検出器チャネル開口が2dのX線検出器列、列方向のX線検出器チャネル開口がdのX線検出器列いずれにも、z方向(列方向)フィルタやz方向(列方向)逆重畳(デコンボリューション)フィルタを重畳せずに、そのまま開口の大きさの比r、つまりこの場合では、r=2d:d=2の比、もしくはこの開口の大きさの比rに依存した関数f(r)による比を2dのX線検 出器列に加算してやることにより、スライス厚がほぼ2dの断層像が得られる。   Alternatively, both the x-ray detector channel aperture in the column direction and the x-ray detector row with 2d in the column direction and the x-ray detector column in the column direction x-ray detector channel aperture with the z-direction (column direction) filter and z Direction (column direction) without superimposing (deconvolution) filters, the aperture size ratio r, that is, in this case, the ratio r = 2d: d = 2, or the size ratio of this aperture By adding the ratio of the function f (r) depending on r to the 2d X-ray detector array, a tomogram having a slice thickness of approximately 2d can be obtained.

実施例2においては、z方向座標がz=z0またはz1の2個所もしくは複数個所のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおけるz方向(列方向)のX線検出器開口幅が異なる場合の画像再構成について述べる。   In the second embodiment, images in the case where the X-ray detector aperture width in the z direction (column direction) in the conventional scan (axial scan) or the cine scan in the z-direction coordinate z = z0 or z1 is different. The reconstruction will be described.

図18には、2個所のz方向座標位置z=z0またはz1におけるコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンを示している。
この時の多列X線検出器24では、中央部に幅dのX線検出器列が2n列(16列)あり、外側に幅2dのX線検出器列がn/2列(8列)ずつある。
FIG. 18 shows a conventional scan (axial scan) or a cine scan at two z-direction coordinate positions z = z0 or z1.
At this time, in the multi-row X-ray detector 24, there are 2n rows (16 rows) of X-ray detector rows having a width d in the center, and n / 2 rows (8 rows) of X-ray detector rows having a width 2d on the outside. ) One by one.

この時、断層像平面(xy平面)上の画素G(x2,y2)は、z=z0の180度方向のX線ビームは列方向のX線検出器チャネル開口はdであり、z=z1の0度方向のX線ビームは列方向のX線検出器チャネル開口は2dとなっている。このようにz方向座標位置の異なるX線投影データの間でも、X線検出器チャネルの開口の違いを補正して画像再構成ができる。   At this time, in the pixel G (x2, y2) on the tomographic image plane (xy plane), the X-ray beam of z = z0 in the 180 degree direction is d in the column direction X-ray detector channel aperture, and z = z1 The X-ray beam in the 0 degree direction of the X-ray detector channel opening in the column direction is 2d. In this way, even between X-ray projection data with different z-direction coordinate positions, image reconstruction can be performed by correcting the difference in aperture of the X-ray detector channel.

この画像再構成を行うには3次元逆投影の前に、列方向にX線検出器開口が2dの列にz方向(列方向)逆重量(デコンボリューション)フィルタを重畳することにより、開口を狭めておいて3次元逆投影を行う。これにより得られる断層像のスライス厚はdよりも少しスライス厚の厚い程度、例えば1.5d程度のスライス厚の断層像とすることができる。   To perform this image reconstruction, the X-ray detector aperture in the column direction is superimposed in the z direction (column direction) inverse weight (deconvolution) filter on the 2d column before the 3D back projection. Perform 3D backprojection with narrowing. The slice thickness of the tomographic image obtained in this way can be a tomographic image having a slice thickness slightly thicker than d, for example, a slice thickness of about 1.5d.

または、列方向のX線検出器チャネル開口が2dのX線検出器列、列方向のX線検出器チャネル開口がdのX線検出器列いずれにも、z方向(列方向)フィルタやz方向(列方向)逆重畳(デコンボリューション)フィルタを重畳せずに、そのまま開口の大きさの比r、つまりこの場合では、r=2d:d=2の比、もしくはこの開口の大きさの比rに依存した関数f(r)による比を2dのX線検出器列に加算してやることにより、スライス厚がほぼ2dの断層像が得られる。   Alternatively, both the x-ray detector channel aperture in the column direction and the x-ray detector row with 2d in the column direction and the x-ray detector column in the column direction x-ray detector channel aperture with the z-direction (column direction) filter and z Direction (column direction) without superimposing (deconvolution) filters, the aperture size ratio r, that is, in this case, the ratio r = 2d: d = 2, or the size ratio of this aperture By adding the ratio of the function f (r) depending on r to the 2d X-ray detector array, a tomographic image having a slice thickness of approximately 2d can be obtained.

実施例3においては、ヘリカルスキャンの場合を示しているz方向座標がz=z0またはz1の2個所のあるビューとその対向ビューで、z方向(列方向)のX線検出器開口幅が異なる場合の画像再構成について述べる。   In the third embodiment, the X-ray detector aperture width in the z direction (column direction) is different between the two views where the z-direction coordinate is z = z0 or z1 and the opposite view showing the case of helical scanning. The image reconstruction in this case will be described.

図19には、z方向座標位置z=z0またはz1における、あるビューとその対向ビューで、z方向(列方向)のX線検出器開口幅が異なる。
z=z0の0度方向のX線ビームは、列方向のX線検出器チャネル開口はdであり、z=z1の180度方向のX線ビームは、列方向のX線検出器チャネル開口は2dである。このように、ヘリカルスキャンの1回転のX線投影データの中において、z方向座標位置の違うビューのX線投影データの間でもX線検出器チャネルの開口の違いを補正して画像再構成できる。
In FIG. 19, the X-ray detector aperture width in the z direction (column direction) differs between a certain view and its opposite view at the z-direction coordinate position z = z0 or z1.
The X-ray beam in the 0-degree direction with z = z0 is d in the X-ray detector channel aperture in the column direction, and the X-ray beam in the column direction with z = z1 is d in the X-ray detector channel aperture in the column direction. 2d. In this way, it is possible to reconstruct an image by correcting the difference in the aperture of the X-ray detector channel even between X-ray projection data of views with different z-direction coordinate positions in the X-ray projection data of one rotation of the helical scan. .

この画像再構成を行うには3次元逆投影の前に、列方向にX線検出器開口が2dの列にz方向(列方向)逆重量(デコンボリューション)フィルタを重畳することにより、開口を狭めておいて3次元逆投影を行う。これにより得られる断層像のスライス厚はdよりも少しスライス厚の厚い程度、例えば1.5d程度のスライス厚の断層像とすることができる。   To perform this image reconstruction, the X-ray detector aperture in the column direction is superimposed in the z direction (column direction) inverse weight (deconvolution) filter on the 2d column before the 3D back projection. Perform 3D backprojection with narrowing. The slice thickness of the tomographic image obtained in this way can be a tomographic image having a slice thickness slightly thicker than d, for example, a slice thickness of about 1.5d.

または、列方向のX線検出器チャネル開口が2dのX線検出器列、列方向のX線検出器チャネル開口がdのX線検出器列いずれにも、z方向(列方向)フィルタやz方向(列方向)逆重畳(デコンボリューション)フィルタを重畳せずに、そのまま開口の大きさの比r、つまりこの場合では、r=2d:d=2の比、もしくはこの開口の大きさの比rに依存した関数f(r)による比を2dのX線検出器列に加算してやることにより、スライス厚がほぼ2dの断層像が得られる。   Alternatively, both the x-ray detector channel aperture in the column direction and the x-ray detector row with 2d in the column direction and the x-ray detector column in the column direction x-ray detector channel aperture with the z-direction (column direction) filter and z Direction (column direction) without superimposing (deconvolution) filters, the aperture size ratio r, that is, in this case, the ratio r = 2d: d = 2, or the size ratio of this aperture By adding the ratio of the function f (r) depending on r to the 2d X-ray detector array, a tomographic image having a slice thickness of approximately 2d can be obtained.

実施例4においては、あるビューのX線投影データ内において、チャネル方向にX線検出器チャネル開口幅が異なる場合の画像再構成について述べる。
図23,図24にその例を示す。図23,図24のX線検出器開口幅がチャネル方向において異なる。
In the fourth embodiment, image reconstruction in the case where X-ray detector channel aperture widths differ in the channel direction in X-ray projection data of a certain view will be described.
An example is shown in FIGS. The opening width of the X-ray detector in FIGS. 23 and 24 differs in the channel direction.

しかしこの場合は、以下のような方法により画像再構成が行える。
実施例4−1 : チャネル方向に開口幅がn倍(na)のチャネルは同じ値のn個の幅aチャネルデータに分けてX線投影データを補正して画像再構成させる。(ただし、通常のチャネル方向のX線検出器チャネル開口幅をaとする)
実施例4−2 : チャネル方向に開口幅がn倍(na)のチャネルを補間してn個の幅aのデータに分けてX線投影データを補正して画像再構成させる。
However, in this case, image reconstruction can be performed by the following method.
Example 4-1: A channel whose aperture width is n times (na) in the channel direction is divided into n width a channel data having the same value, and X-ray projection data is corrected to reconstruct an image. (However, the normal channel X-ray detector channel aperture width is a)
Example 4-2: A channel whose aperture width is n times (na) in the channel direction is interpolated and divided into n pieces of data of width a, and X-ray projection data is corrected to reconstruct an image.

実施例4−3 : チャネル方向に開口幅が同じデータごとに投影データを分割し、各々開口幅が異なる投影データごとに別に再構成関数を重畳させ、逆投影する際に開口幅が異なる投影データの逆投影をすべて加算して画像再構成をさせる。   Example 4-3: Projection data having different opening widths when back projection is performed by dividing projection data for each data having the same opening width in the channel direction, superimposing a reconstruction function separately for each projection data having different opening widths. All the back projections of are added to cause image reconstruction.

図25に各チャネル位置ごとにX線検出器チャネル開口幅の異なるX線投影データを示している。横軸は多列X線検出器24のX線検出器データまたはX線投影データのチャネル方向を示し、縦軸はX線検出器データまたは投影データのビュー方向を示している。   FIG. 25 shows X-ray projection data having different X-ray detector channel opening widths for each channel position. The horizontal axis indicates the channel direction of the X-ray detector data or X-ray projection data of the multi-row X-ray detector 24, and the vertical axis indicates the view direction of the X-ray detector data or projection data.

1チャネルからC1−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa2、C1チャネルからC2−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa1、C2チャネルからC3−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa、C3チャネルからC4−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa1、C4チャネルからNチャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa2でX線投影データ収集を行う。ただし、チャネルの最大チャネルはNチャネルとする。また、チャネル開口幅の大小関係はa≦a1≦a2,チャネル番号 の大小関係は1≦C1≦C2≦C3≦C4≦Nとする。例えば、a1はaの2倍のチャネル開口幅、a2はaの3倍のチャネル開口幅とする。   Channel opening width of X-ray detector data from channel 1 to C1-1 channel is a2, channel opening width of X-ray detector data from channel C1 to C2-1 channel is a1, channel C2 to C3-1 X-ray detector data channel aperture width is a, C3 channel to C4-1 channel channel aperture width is a1, C4 channel to N channel X-ray detector data channel aperture width Collects X-ray projection data at a2. However, the maximum channel is N channels. The channel opening width is a ≦ a1 ≦ a2, and the channel number is 1 ≦ C1 ≦ C2 ≦ C3 ≦ C4 ≦ N. For example, a1 is a channel opening width twice as large as a, and a2 is a channel opening width three times as large as a.

図30に実施例4−1の画像再構成の処理の流れを示す。
ステップS11のデータ収集は図5のステップS1と同様の処理を行う。
ステップS12の前処理は図5のステップS2と同様の処理を行う。
FIG. 30 shows the flow of image reconstruction processing in Example 4-1.
Data collection in step S11 performs the same processing as in step S1 in FIG.
The pre-processing in step S12 is the same as that in step S2 in FIG.

ステップS13のビームハードニング補正は図5のステップS3と同様の処理を行う。
ステップS14のzフィルタ重畳処理は図5のステップS4と同様の処理を行う。
ステップS16の再構成関数重畳処理は図5のステップS5と同様の処理を行う。
The beam hardening correction in step S13 performs the same process as in step S3 in FIG.
The z filter convolution process in step S14 performs the same process as in step S4 in FIG.
The reconstruction function superimposing process in step S16 performs the same process as in step S5 in FIG.

ステップS17の3次元逆投影処理は図5のステップS6と同様の処理を行う。
ステップS18の後処理は図5のステップS7と同様の処理を行う。
ステップS15のチャネル方向データ補正においては、図26の元のX線投影データを図27のようにデータ補正を行う。図26,図27においては、横軸をチャネル方向、縦軸をX線投影データ値の方向としている。図26の元のX線投影データにおいては、C2チャネルからC3−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa、C2−1チャネルよりC1チャネルまで、C3チャネルよりC4−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa1(例えばaの2倍の開口幅)、C1−1チャネルより1チャネルまで、C4−1チャネルよりNチャネル までのX線検出器データのチャネル開口幅は、a2(例えば、aの3倍の開口幅)となっている。
The three-dimensional backprojection process in step S17 performs the same process as in step S6 in FIG.
The post-process at step S18 is the same as step S7 in FIG.
In the channel direction data correction in step S15, the original X-ray projection data in FIG. 26 is corrected as shown in FIG. 26 and 27, the horizontal axis is the channel direction, and the vertical axis is the direction of the X-ray projection data value. In the original X-ray projection data of FIG. 26, the channel aperture width of the X-ray detector data from the C2 channel to the C3-1 channel is a, from the C2-1 channel to the C1 channel, and from the C3 channel to the C4-1 channel. X-ray detector data channel aperture width is a1 (for example, twice the aperture width of a), C1-1 channel to 1 channel, C4-1 channel to N channel X-ray detector data channel aperture width Is a2 (for example, an opening width three times larger than a).

これに対して図27の実施例4−1により補正されたX線投影データにおいては、C2チャネルからC3−1チャネルまでのX線検出器データは元のままであるが、C2−1チャネルよりC1チャネルまで、C3チャネルよりC4−1チャネルまでのX線検出器データは以下のようにデータが補間される。補間されたj列iチャネルのX線検出器データをd1(i,j)とすると、C2チャネルからC3−1チャネルまで、またはC3チャネルからC4−1チャネルまでの元のX線検出器データは、2a間隔で2チャネルおきにしかX線投影データは存在しない。このX線投影データをd0(2k,j)とすると、以下の(数式21),(数式22)のように0次補間される。   On the other hand, in the X-ray projection data corrected according to Example 4-1 in FIG. 27, the X-ray detector data from the C2 channel to the C3-1 channel remains unchanged, but from the C2-1 channel. The X-ray detector data from the C3 channel to the C4-1 channel up to the C1 channel is interpolated as follows. If the interpolated j-row i-channel X-ray detector data is d1 (i, j), the original X-ray detector data from the C2 channel to the C3-1 channel or from the C3 channel to the C4-1 channel is X-ray projection data exists only every 2 channels at intervals of 2a. Assuming that this X-ray projection data is d0 (2k, j), zero-order interpolation is performed as in the following (Expression 21) and (Expression 22).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

また同様に、1チャネルからC1−1チャネルまで、C4チャネルからNチャネルまでのX線検出器データにおいては、元のX線検出器データは3a間隔で3チャネルおきにしかX線検出器データは存在しない。このX線投影データをd0(3k,j)とすると、以下の(数式23),(数式24),(数式25)のように0次補間される。   Similarly, in the X-ray detector data from channel 1 to C1-1 channel, C4 channel to N channel, the original X-ray detector data is X-ray detector data only every 3 channels at intervals of 3a. not exist. Assuming that this X-ray projection data is d0 (3k, j), zero-order interpolation is performed as in the following (Equation 23), (Equation 24), and (Equation 25).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

このようにして、ステップのチャネル方向データ補正により、チャネル方向のデータ間隔がすべてのチャネルにおいて一定にすることができる。
この後にステップS16の再構成関数重畳処理、ステップS17の3次元逆投影処理、ステップS18の後処理を行うことにより、チャネル方向にX線検出器開口の異なる場合でも画像再構成を行える。
In this manner, the channel direction data correction makes it possible to make the data interval in the channel direction constant in all channels.
Thereafter, by performing the reconstruction function convolution process in step S16, the three-dimensional backprojection process in step S17, and the post-process in step S18, image reconstruction can be performed even when the X-ray detector aperture is different in the channel direction.

図30に実施例4−2の画像再構成の処理の流れを示す。
ステップS11のデータ収集は図5のステップS1と同様の処理を行う。
ステップS12の前処理は図5のステップS2と同様の処理を行う。
FIG. 30 shows the flow of image reconstruction processing in the embodiment 4-2.
Data collection in step S11 performs the same processing as in step S1 in FIG.
The pre-processing in step S12 is the same as that in step S2 in FIG.

ステップS13のビームハードニング補正は図5のステップS3と同様の処理を行う。
ステップS14のzフィルタ重畳処理は図5のステップS4と同様の処理を行う。
ステップS16の再構成関数重畳処理は図5のステップS5と同様の処理を行う。
The beam hardening correction in step S13 performs the same process as in step S3 in FIG.
The z filter convolution process in step S14 performs the same process as in step S4 in FIG.
The reconstruction function superimposing process in step S16 performs the same process as in step S5 in FIG.

ステップS17の3次元逆投影処理は図5のステップS6と同様の処理を行う。
ステップS18の後処理は図5のステップS7と同様の処理を行う。
ステップS15のチャネル方向データ補正においては、図26の元のX線投影データを図28のようにデータ補正を行う。図26,図28においては、横軸をチャネル方向、縦軸をX線投影データ値の方向としている。図26の元のX線投影データにおいては、C2チャネルからC3−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa、C2−1チャネルよりC1チャネルまで、C3チャネルよりC4−1チャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅はa1(例えばaの2倍の開口幅)、C1−1チャネルより1チャネルまで、C4−1チャネルよりNチャネルまでのX線検出器データのチャネル開口幅は、a2(例えば、aの3倍の開口幅)となっている。
The three-dimensional backprojection process in step S17 performs the same process as in step S6 in FIG.
The post-process at step S18 is the same as step S7 in FIG.
In the channel direction data correction in step S15, the original X-ray projection data in FIG. 26 is corrected as shown in FIG. In FIG. 26 and FIG. 28, the horizontal axis is the channel direction, and the vertical axis is the direction of the X-ray projection data value. In the original X-ray projection data of FIG. 26, the channel aperture width of the X-ray detector data from the C2 channel to the C3-1 channel is a, from the C2-1 channel to the C1 channel, and from the C3 channel to the C4-1 channel. X-ray detector data channel aperture width is a1 (for example, twice the aperture width of a), C1-1 channel to 1 channel, C4-1 channel to N channel X-ray detector data channel aperture width Is a2 (for example, an opening width three times larger than a).

これに対して、図28の実施例4−2により補正されたX線投影データにおいては、C2チャネルからC3−1チャネルまでのX線検出器データは元のままであるが、C2−1チャネルよりC1チャネルまで、C3チャネルよりC4−1チャネルまでのX線検出器データは以下のようにデータが補間される。補間されたj列iチャネルのX線検出器データをd1(i,j)とすると、C2チャネルからC3−1チャネルまで、またはC3チャネルからC4−1チャネルまでの元のX線検出器データは、2a間隔で2チャネルおきにしかX線投影データは存在しない。このX 線投影データをd0(2k,j)とすると、以下の(数式26),(数式27)のように1次補間される。   On the other hand, in the X-ray projection data corrected by the embodiment 4-2 in FIG. 28, the X-ray detector data from the C2 channel to the C3-1 channel remains unchanged, but the C2-1 channel. The X-ray detector data from the C1 channel to the C1 channel and from the C3 channel to the C4-1 channel are interpolated as follows. If the interpolated j-row i-channel X-ray detector data is d1 (i, j), the original X-ray detector data from the C2 channel to the C3-1 channel or from the C3 channel to the C4-1 channel is X-ray projection data exists only every 2 channels at intervals of 2a. If this X-ray projection data is d0 (2k, j), linear interpolation is performed as in the following (Equation 26) and (Equation 27).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

また同様に、1チャネルからC1−1チャネルまで、C4チャネルからNチャネルまでのX線検出器データにおいては、元のX線検出器データは3a間隔で3チャネルおきにしかX線検出器データは存在しない。このX線投影データをd0(3k,j)とすると、以下の(数式28),(数式29),(数式30)のように1次補間される。   Similarly, in the X-ray detector data from channel 1 to C1-1 channel, C4 channel to N channel, the original X-ray detector data is X-ray detector data only every 3 channels at intervals of 3a. not exist. If this X-ray projection data is d0 (3k, j), linear interpolation is performed as in the following (Equation 28), (Equation 29), and (Equation 30).

Figure 0005179007
Figure 0005179007

図31に実施例4−3の画像再構成の処理の流れを示す。
ステップS21のデータ収集は図5のステップS1と同様の処理を行う。
ステップS22の前処理は図5のステップS2と同様の処理を行う。
FIG. 31 shows the flow of image reconstruction processing in the embodiment 4-3.
Data collection in step S21 performs the same processing as in step S1 in FIG.
The pre-processing in step S22 performs the same processing as step S2 in FIG.

ステップS23のビームハードニング補正は図5のステップS3と同様の処理を行う。
ステップS24のzフィルタ重畳処理は図5のステップS4と同様の処理を行う。
ステップS25のチャネル方向データ分割処理においては、図26の元のX線投影データを図29のように、C2チャネルからC3−1チャネルまでのX線検出器のチャネル開口幅がaのみを元のX線投影データのままとし、他の部分は0とするX線投影データ1、C1チャネルからC2−1チャネル、またはC3チャネルから C4−1チャネルまでのX線検出器のチャネル開口幅が2aのみを元のX線投影データのままとし、他の部分は0とするX線投影データ2、また同様に、1チャネルからC1−1チャネル、またはC4チャネルからNチャネルまでのX線検出器のチャネル開口幅が3aのみを元のX線投影データのままとし、他の部分は0とするX線投影データ3の3つのX線投影データに分ける。
The beam hardening correction in step S23 performs the same process as in step S3 in FIG.
The z filter convolution process in step S24 performs the same process as in step S4 in FIG.
In the channel direction data division processing in step S25, the original X-ray projection data in FIG. 26 is converted to the original channel opening width of the X-ray detector from the C2 channel to the C3-1 channel as shown in FIG. X-ray projection data 1 with X-ray projection data remaining and 0 for the other part, channel aperture width of X-ray detector from C1 channel to C2-1 channel, or C3 channel to C4-1 channel is only 2a X-ray projection data 2 with the original X-ray projection data remaining and the other parts set to 0, and similarly, X-ray detector channels from 1 channel to C1-1 channel or C4 channel to N channel Only the aperture width 3a is left as the original X-ray projection data, and the other portions are divided into three X-ray projection data of X-ray projection data 3 where 0 is set.

このように分けたX線投影データ1,X線投影データ2,X線投影データ3の各々の投影データに対して、ステップS26の再構成関数重畳処理を図5のステップS5の再構成関数重畳処理と同様に3回行う。ただし、重畳される再構成関数はX線投影データ1,2,3の各々のX線検出器開口、a,2a,3aをナイキスト周波数として考慮した再構成関数を重畳する。ステップS27の3次元逆 投影処理では、この3つの再構成関数を重畳された投影データに対して、図32に示すように、再構成関数重畳処理、3次元逆投影処理を行われて画像再構成された各々の断層像を加算処理を行う。   The reconstruction function superimposing process of step S26 is performed on the projection data of X-ray projection data 1, X-ray projection data 2, and X-ray projection data 3 divided in this way, and the reconstruction function superimposition of step S5 in FIG. 5 is performed. Repeat 3 times as in the process. However, the superposed reconstruction function superimposes the X-ray detector apertures of the X-ray projection data 1, 2, and 3, and the reconstruction functions considering a, 2a, and 3a as Nyquist frequencies. In the three-dimensional backprojection process of step S27, as shown in FIG. 32, a reconstruction function convolution process and a three-dimensional backprojection process are performed on the projection data on which these three reconstruction functions are superimposed, and image reconstruction is performed. Addition processing is performed on each configured tomographic image.

チャネル範囲[C2,C3−1]のチャネル開口幅aの投影データ1から画像再構成された断層像をG1(x,y),チャネル[C1,C2−1],[C3,C4−1]のチャネル開口幅2aの投影データ2から画像再構成された断層像をG2(x,y),チャネル範囲[1,C1−1],[C4,N]のチャネル開口幅3aの投影データ3から画像再構成された断層像をG3(x,y),最終断層像をG(x,y)とすると、以下の式のようになる。 A tomogram reconstructed from projection data 1 of channel aperture width a in the channel range [C2, C3-1] is represented by G 1 (x, y), channels [C1, C2-1], [C3, C4-1 ] A tomogram reconstructed from projection data 2 with channel opening width 2a of G 2 (x, y), projection data with channel opening width 3a of channel range [1, C1-1], [C4, N] If the tomographic image reconstructed from 3 is G 3 (x, y) and the final tomographic image is G (x, y), the following equation is obtained.

Figure 0005179007
Figure 0005179007

この後に、ステップS28の後処理を行うことにより、チャネル方向にX線検出器開口の異なる場合でも画像再構成が行える。
以上により、実施例4−1,実施例4−2,実施例4−3いずれの方法においても、チャネル方向にX線検出器チャネル開口幅が異なっていても画像再構成を行える。
After this, by performing post-processing at step S28, image reconstruction can be performed even when the X-ray detector aperture is different in the channel direction.
As described above, in any of the methods of Example 4-1, Example 4-2, and Example 4-3, image reconstruction can be performed even if the X-ray detector channel opening width is different in the channel direction.

以上のX線CT装置100において、本発明のX線CT装置、またはX線CT撮影方法によれば、多列X線検出器または、フラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の2次元X線エリア検出器を持ったX線CT装置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンの開始時と終了時に存在していたz方向に広がるX線コーンビームにおいて、z方向に隣り合うX線投影データを効率的に使い、被曝低減またはアーチファクト低減を実現する効果がある。   In the above X-ray CT apparatus 100, according to the X-ray CT apparatus or the X-ray CT imaging method of the present invention, a two-dimensional matrix structure represented by a multi-row X-ray detector or a flat panel X-ray detector In the X-ray cone beam that spreads in the z direction that existed at the beginning and end of conventional scan (axial scan) or cine scan or helical scan or variable pitch helical scan of X-ray CT apparatus with X-ray area detector, Efficiently uses X-ray projection data adjacent in the z direction to reduce exposure or reduce artifacts.

なお、画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による3次元画像再構成法でもよい。さらに、他の3次元画像再構成方法でもよい。
本実施例3においてはヘリカルスキャンについて説明しているが、同様に可変ピッチヘリカルスキャンまたはシャトルモードヘリカルスキャンにも同様に適用することができ、同様な効果を得ることができる。
Note that the image reconstruction method may be a three-dimensional image reconstruction method by a conventionally known Feldkamp method. Furthermore, other three-dimensional image reconstruction methods may be used.
In the third embodiment, the helical scan is described, but it can be similarly applied to a variable pitch helical scan or a shuttle mode helical scan, and the same effect can be obtained.

また、本実施例では、各列ごとに係数の異なった列方向(z方向)フィルタを重畳することにより、特にコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)では、X線コーン角の違いなどによる画質の違いを調整し、各列において均一なスライス厚、アーチファクト、ノイズの画質を実現しているが、これには様々なフィルタ係数が考えられるが、いずれも同様の効果を出すことができる。   In addition, in this embodiment, column direction (z direction) filters with different coefficients are superimposed on each column to adjust differences in image quality due to differences in X-ray cone angle, especially in conventional scans (axial scans). In addition, a uniform slice thickness, artifact, and noise image quality are realized in each column, and various filter coefficients can be considered for this, but the same effects can be obtained in any case.

また、本実施例では、各列ごとに係数の異なった列方向(z方向)フィルタを重畳することにより、画質のばらつきを調整し、各列において均一なスライス厚、アーチファクト、ノイズの画質を実現しているが、これには様々なz方向フィルタ係数が考えられるが、いずれも同様の効果を出すことができる。   Also, in this embodiment, column direction (z direction) filters with different coefficients are superimposed on each column to adjust the image quality variation and achieve uniform slice thickness, artifact, and noise image quality in each column. However, various z-direction filter coefficients are conceivable for this, and any of them can produce the same effect.

本実施例は、医用X線CT装置の他、産業用X線CT装置または他の装置と組合わせたX線CT−PET装置,X線CT−SPECT装置などで利用できる。
本実施例においては、X線検出器のチャネル開口がz方向やチャネル方向に2倍または数倍に異なる例について説明しているが、それよりも小さい開口面積の違いにも対応することができる。例えば、X線検出器の製造上工程で起こりうる数%またはそれ以下の開口面積の違いにも対応して補正を行うことは可能である。
This embodiment can be used not only for medical X-ray CT apparatuses but also for industrial X-ray CT apparatuses or X-ray CT-PET apparatuses, X-ray CT-SPECT apparatuses combined with other apparatuses.
In the present embodiment, an example in which the channel opening of the X-ray detector is different twice or several times in the z direction or the channel direction has been described, but it is also possible to deal with a difference in opening area smaller than that. . For example, it is possible to perform correction corresponding to a difference in opening area of several percent or less that may occur in the manufacturing process of the X-ray detector.

本実施例においては多列X線検出器について説明されているが、フラットパネルX線検出器のような平面型2次元X線エリア検出器、または、複数の平面型2次元X線検出器においても同様の効果を出すことができる。   In the present embodiment, a multi-row X-ray detector is described. However, in a planar two-dimensional X-ray area detector such as a flat panel X-ray detector or a plurality of planar two-dimensional X-ray detectors. Can produce the same effect.

本実施例においてはコンベンショナルスキャン(アキシャスキャン)またはシネスキャンまたはヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンについて説明しているが、心拍同期の心臓スキャン(カーディアック・スキャン)でも同様に効果を出すことができる。   In this embodiment, a conventional scan (Axia scan), a cine scan, a helical scan, a variable-pitch helical scan or a helical shuttle scan is described. Can be put out.

本発明の一実施形態にかかるX線CT装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the X-ray CT apparatus concerning one Embodiment of this invention. X線発生装置(X線管)および多列X線検出器をxy平面で見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the X-ray generator (X-ray tube) and the multi-row X-ray detector in the xy plane. X線発生装置(X線管)および多列X線検出器をyz平面で見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the X-ray generator (X-ray tube) and the multi-row X-ray detector on the yz plane. 被検体撮影の流れを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the flow of subject imaging | photography. 本発明の一実施形態に係るX線CT装置の概略動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows schematic operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 前処理の詳細を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the detail of pre-processing. 3次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the detail of a three-dimensional image reconstruction process. 再構成領域上のラインをX線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which projects the line on a reconstruction area | region to a X-ray transmissive direction. 検出器面に投影したラインを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the line projected on the detector surface. 投影データDr(view,x,y)を再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which projected the projection data Dr (view, x, y) on the reconstruction area. 再構成領域上の各画素の逆投影画素データD2を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the backprojection pixel data D2 of each pixel on a reconstruction area. 逆投影画素データD2を画素対応に全ビュー加算して逆投影データD3を得る状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which obtains backprojection data D3 by adding all the views to backprojection pixel data D2 corresponding to a pixel. 円形の再構成領域上のラインをX線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which projects the line on a circular reconstruction area | region to a X-ray transmissive direction. X線CT装置の撮影条件入力画面を示す図である。It is a figure which shows the imaging condition input screen of an X-ray CT apparatus. (a)円弧型多列X線検出器を示す図である。(A) It is a figure which shows a circular arc type | mold multi row X-ray detector.

(b)平面型2次元X線エリア検出器を示す図である。
(c)複数の平面型X線検出器を用いた2次元X線エリア検出器を示す図である。
列方向にX線検出器幅が異なるX線検出器を示す図である。 コンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおける異なるX線検出器開口の投影データを用いて画像再構成する場合を示す図である。 2つのz軸座標位置におけるコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおける異なるX線検出器開口の投影データを用いて画像再構成する場合を示す図である。 ヘリカルスキャンにおける異なるX線検出器開口の投影データを用いて画像再構成する場合を示す図である。 元のz方向の各検出器列幅と列位置を示す図である。 z方向フィルタ重畳処理によりスライス厚を揃えた例1を示す図である。 z方向フィルタ重畳処理によりスライス厚を揃えた例2を示す図である。 チャネル方向にX線検出器チャネル開口の異なる例1を示す図である。 チャネル方向にX線検出器チャネル開口の異なる例2を示す図である。 各チャネル位置ごとにチャネル開口幅の異なるX線投影データを示す図である。 あるビューのある列の元データのX線投影を示す図である。 実施例4−1によるデータ補正を示す図である。 実施例4−2によるデータ補正を示す図である。 実施例4−3によるデータ分割を示す図である。 実施例4−1または実施例4−2の画像再構成の処理の流れを示すフロー図である。 実施例4−3の画像再構成の処理の流れを示すフロー図である。 分割された投影データからの画像再構成を示す図である。
(B) It is a figure which shows a planar 2D X-ray area detector.
(C) is a diagram showing a two-dimensional X-ray area detector using a plurality of planar X-ray detectors.
It is a figure which shows the X-ray detector from which X-ray detector width differs in a column direction. It is a figure which shows the case where an image is reconstructed using the projection data of the different X-ray detector opening in a conventional scan (axial scan) or a cine scan. It is a figure which shows the case where an image is reconstructed using projection data of different X-ray detector apertures in conventional scan (axial scan) or cine scan at two z-axis coordinate positions. It is a figure which shows the case where an image is reconstructed using the projection data of different X-ray detector apertures in a helical scan. It is a figure which shows each detector row width and row position of the original z direction. FIG. 10 is a diagram illustrating Example 1 in which slice thicknesses are aligned by z-direction filter superimposition processing. FIG. 10 is a diagram illustrating Example 2 in which slice thicknesses are aligned by z-direction filter superimposition processing. FIG. 6 is a diagram showing an example 1 in which X-ray detector channel openings are different in the channel direction. FIG. 10 is a diagram showing an example 2 in which X-ray detector channel openings are different in the channel direction. It is a figure which shows the X-ray projection data from which a channel opening width differs for every channel position. It is a figure which shows the X-ray projection of the original data of a certain column of a certain view. It is a figure which shows the data correction by Example 4-1. It is a figure which shows the data correction by Example 4-2. It is a figure which shows the data division | segmentation by Example 4-3. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of image reconstruction processing in Example 4-1 or Example 4-2. FIG. 10 is a flowchart showing a flow of image reconstruction processing in Example 4-3. It is a figure which shows the image reconstruction from the division | segmentation projection data.

符号の説明Explanation of symbols

1 操作コンソール
2 入力装置
3 中央処理装置
5 データ収集バッファ
6 モニタ
7 記憶装置
10 撮影テーブル
12 クレードル
15 回転部
20 走査ガントリ
21 X線管
22 X線コントローラ
23 コリメータ
24 多列X線検出器または2次元X線エリア検出器
25 DAS(データ収集装置)
26 回転部コントローラ
27 走査ガントリ傾斜コントローラ
28 ビーム形成X線フィルタ
29 制御コントローラ
30 スリップリング
dP X線検出器面
P 再構成領域
PP 投影面
IC 回転中心(ISO)
CB X線ビーム
BC ビーム中心軸
D 回転中心軸上での多列X線検出器幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation console 2 Input device 3 Central processing unit 5 Data collection buffer 6 Monitor 7 Storage device 10 Imaging table 12 Cradle 15 Rotating part 20 Scanning gantry 21 X-ray tube 22 X-ray controller 23 Collimator 24 Multi-row X-ray detector or two-dimensional X-ray area detector 25 DAS (data collection device)
26 Rotating section controller 27 Scanning gantry tilt controller 28 Beam forming X-ray filter 29 Control controller 30 Slip ring dP X-ray detector plane P Reconstruction area PP Projection plane
IC rotation center (ISO)
CB X-ray beam
BC beam center axis
D Multi-row X-ray detector width on the rotation axis

Claims (5)

X線発生装置と、相対してX線を検出するマトリクス構造の2次元 X線エリア検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過した X線に基づく投影データを収集するX線データ収集手段と、
前記X線データ収集手段から収集された投影データに基づき画像再構成して断層像を得る画像再構成手段と、
得られた断層像を表示する画像表示手段と
を備えたX線CT装置において、
前記画像再構成手段は、前記X線データ収集手段により収集された投影データを 3次元画像再構成する際に、前記X線発生装置が異なる位置から照射した、再構成する断層像の同じ画素位置を通る X線に基づく複数の投影データであって、X線検出器開口の面積が異なる複数の投影データの各々に、 X線検出器開口の面積比に依存した加重係数をかけて、それらを加重加算、又は、前記 X線検出器開口の面積が異なる複数の投影データの各々のX線検出器開口が揃うように、少なくとも一方の投影データに前記被検体の体軸方向である z軸方向のフィルタ処理を行った後にそれらを加重加算し、当該加重加算後の投影データに基づき画像再構成して当該断層像を得るものである
ことを特徴とするX線CT装置。
An X-ray generator and a two-dimensional X-ray area detector with a matrix structure that detects X-rays relative to each other are rotated around the center of rotation between them and transmitted through the subject between them. X-ray data collection means for collecting projection data based on a line;
Image reconstruction means for reconstructing an image based on projection data collected from the X-ray data collection means to obtain a tomographic image;
In an X-ray CT apparatus provided with an image display means for displaying the obtained tomographic image,
The image reconstruction means, when reconstructing the projection data collected by the X-ray data collection means, in the three-dimensional image reconstruction, the same pixel position of the tomographic image to be reconstructed irradiated by the X-ray generator from different positions a plurality of projection data based on X-rays passing through to each of the plurality of projection data area of the X-ray detector aperture different, by applying a load coefficient depending on the area ratio of the X-ray detector aperture, they Weighted addition or z-axis direction which is the body axis direction of the subject in at least one of the projection data so that the X-ray detector openings of the plurality of projection data having different areas of the X-ray detector openings are aligned. X-ray CT apparatus characterized by filtering by weighted addition of them after the one in which obtaining the tomographic image by the image reconstruction based on the projection data after the weighted addition.
前記X線検出器開口の面積比に依存した加重係数は、X線検出器開口の面積比に比例した加重係数であることを特徴とする請求項1に記載の X線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the weighting factor depending on the area ratio of the X-ray detector opening is a weighting coefficient proportional to the area ratio of the X-ray detector opening. 前記X線発生装置が異なる位置から照射した、再構成する断層像の同じ画素位置を通る X線は、前記被検体の体軸方向であるz軸方向の 1つの位置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおいて照射された X線であることを特徴とする請求項1または2に記載のX線 CT装置。 The X-ray passing through the same pixel position of the tomographic image to be reconstructed irradiated from a different position by the X-ray generator is a conventional scan (axial scan) at one position in the z-axis direction that is the body axis direction of the subject. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray CT apparatus is an X-ray irradiated in a cine scan. 前記X線発生装置が異なる位置から照射した、再構成する断層像の同じ画素位置を通る X線は、前記被検体の体軸方向であるz軸方向の複数の位置のコンベンショナルスキャン(アキシャルスキャン)またはシネスキャンにおいて照射された X線であることを特徴とする請求項1または2に記載のX線 CT装置。 The X-ray passing through the same pixel position of the tomographic image to be reconstructed irradiated from different positions by the X-ray generator is a conventional scan (axial scan) at a plurality of positions in the z-axis direction that is the body axis direction of the subject. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray CT apparatus is an X-ray irradiated in a cine scan. 前記X線発生装置が異なる位置から照射した、再構成する断層像の同じ画素位置を通る X線は、ヘリカルスキャンにおいて照射されたX線であることを特徴とする請求項1または2に記載の X線CT装置。 The X-ray that passes through the same pixel position of the tomographic image to be reconstructed irradiated by the X-ray generator from different positions is an X-ray irradiated in a helical scan. X-ray CT system.
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