JP5606667B2 - X-ray CT system - Google Patents

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Description

本発明は、X線CT(Computed Tomography)装置に関し、撮影条件を制御するX線制御部と画像再構成部とを有するX線CT装置に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and more particularly to an X-ray CT apparatus having an X-ray control unit that controls imaging conditions and an image reconstruction unit.

X線CT装置は、被検体をX線でスキャンし、得られた投影データに基づいて画像を再構成する。特許文献1のX線CT装置はスキャンに先立って被検体のスカウト撮影が行われ、スカウト像を参照することでスキャンすべき位置及び範囲を設定している。   The X-ray CT apparatus scans a subject with X-rays and reconstructs an image based on the obtained projection data. The X-ray CT apparatus of Patent Document 1 performs scout imaging of a subject prior to scanning, and sets the position and range to be scanned by referring to the scout image.

スキャンにより得られた投影データは、前処理の一環としてビームハードニング(beam hardening)補正が施され、X線の線質硬化によるCT値シフト(shift)、アーチファクト(artifact)が生じないようにしている。特許文献2によればビームハードニング補正は、予め定められた補正係数を用いて行われ、その補正係数はファントム(phantom)による実験等により求められている。
特開2006−110183号公報 特開2004−313524号公報
Projection data obtained by scanning is subjected to beam hardening correction as part of the pre-processing so that CT value shifts and artifacts due to X-ray quality hardening do not occur. Yes. According to Patent Document 2, beam hardening correction is performed using a predetermined correction coefficient, and the correction coefficient is obtained by an experiment using a phantom or the like.
JP 2006-110183 A JP 2004-313524 A

しかしながら、実際の被検体においては、撮影部位やX線照射方向等によりX線の線質硬化の程度がさまざまに変化するため、ファントムから求められた補正係数によって高精度なビームハードニング補正を行うことは困難な場合があり、再構成画像にストリークアーチファクト(streak artifact)等が発生してしまうことがある。   However, in an actual subject, the degree of X-ray quality hardening varies depending on the imaging region, X-ray irradiation direction, and the like, and therefore high-precision beam hardening correction is performed using the correction coefficient obtained from the phantom. This may be difficult, and streak artifacts may occur in the reconstructed image.

また、被検体の体型に応じてX線管電流を可変にする技術もあるが、被検体の体型によっては部分的にX線管電流が使用可能なX線管電流の上限を超えてしまうこともあり、上限を超えないようなX線管電流を用いるとX線線量が少なく鮮明な再構成画像を得ることができない。   There is also a technique for making the X-ray tube current variable according to the body shape of the subject. However, depending on the body shape of the subject, the X-ray tube current may partially exceed the upper limit of the usable X-ray tube current. If an X-ray tube current that does not exceed the upper limit is used, the X-ray dose is small and a clear reconstructed image cannot be obtained.

そこで、本発明の目的は、被検体の撮影領域内に、線質硬化の程度やX線線量が不足する部分がある場合においても、当該撮影領域内の複数の断層像間において、均一な画質の断層像を得ることが可能なX線CT装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a uniform image quality between a plurality of tomographic images in the imaging region even when there is a portion where the degree of radiation hardening or the X-ray dose is insufficient in the imaging region of the subject. It is to provide an X-ray CT apparatus capable of obtaining a tomographic image.

第1の観点のX線CT装置は、被検体の撮影領域を、X線発生部からのX線でスキャンして得られるX線投影データに基づいて画像再構成を行うX線CT装置であって、前記被検体の撮影領域における前記被検体の体軸方向の位置に応じてスキャン中に前記被検体に照射される前記X線のX線ビーム線質を変化させるX線制御部と、変化したX線ビーム線質によるX線投影データに基づいて、前記撮影領域内において均一なX線ビーム線質相当の複数の断層像を画層再構成する画像再構成部と、を備える。   An X-ray CT apparatus according to a first aspect is an X-ray CT apparatus that performs image reconstruction based on X-ray projection data obtained by scanning an imaging region of a subject with X-rays from an X-ray generation unit. An X-ray control unit that changes an X-ray beam quality of the X-ray irradiated to the subject during a scan according to a position of the subject in the body axis direction in the imaging region of the subject; And an image reconstructing unit for reconstructing a plurality of tomographic images corresponding to the uniform X-ray beam quality in the imaging region based on the X-ray projection data based on the X-ray beam quality.

第2の観点のX線CT装置のX線制御部は、X線ビーム線質をX線発生部のX線管電圧の増減によって変化させる。   The X-ray controller of the X-ray CT apparatus according to the second aspect changes the X-ray beam quality by increasing or decreasing the X-ray tube voltage of the X-ray generator.

第3の観点のX線CT装置のX線制御部は、被検体のスカウト撮影によって得られた被検体情報に基づき、被検体の体軸方向の位置に応じてX線ビーム線質を変化させる。   The X-ray control unit of the X-ray CT apparatus according to the third aspect changes the X-ray beam quality according to the position of the subject in the body axis direction based on the subject information obtained by scout imaging of the subject. .

第4の観点のX線CT装置のX線制御部は、第3の観点において、被検体のスカウト撮影により特定されたX線吸収量が所定の基準よりも大きい位置に対し、撮影領域内の他の位置よりも高いエネルギーのX線ビーム線質とする。   In the third aspect, the X-ray control unit of the X-ray CT apparatus according to the fourth aspect is configured so that the X-ray absorption amount specified by the scout imaging of the subject is within the imaging region with respect to a position larger than a predetermined reference. X-ray beam quality with higher energy than other positions.

第5の観点のX線CT装置のX線制御部は、第3の観点において、被検体のスカウト撮影により特定された被検体の幾何学的特徴量に基づき算出されたX線管電流条件が、所定の基準よりも大きくなる位置に対し、所定の基準以下のX線管電流条件として撮影領域内の他の位置よりも高いエネルギーのX線ビーム線質とする。   In the third aspect, the X-ray controller of the X-ray CT apparatus according to the fifth aspect has an X-ray tube current condition calculated based on the geometric feature of the subject specified by scout imaging of the subject. The X-ray beam quality with higher energy than the other positions in the imaging region is set as the X-ray tube current condition below the predetermined reference with respect to the position larger than the predetermined reference.

第6の観点のX線CT装置のX線制御部は、スカウト撮影において、X線発生部から第1エネルギースペクトルを有するX線と、第1エネルギースペクトルとは異なる第2エネルギースペクトルを有するX線とを少なくとも1ビューごとに被検体に照射させることにより、被検体に含まれる各物質の位置情報を取得し、画像再構成部は、X線制御部により変化したX線ビーム線質によるX線投影データ又は当該X線投影データを用いて画像再構成して得られた断層像データについて、物質のX線吸収係数を用いた換算係数により均一なX線ビーム線質相当のデータに変換して撮影領域内において均一なX線ビーム線質相当の複数の断層像を得る。   The X-ray control unit of the X-ray CT apparatus according to the sixth aspect provides an X-ray having a first energy spectrum from the X-ray generation unit and an X-ray having a second energy spectrum different from the first energy spectrum in scout imaging. The position of each substance contained in the subject is acquired by irradiating the subject at least for each view, and the image reconstruction unit obtains X-rays based on the X-ray beam quality changed by the X-ray control unit. Projection data or tomographic image data obtained by image reconstruction using the X-ray projection data is converted into uniform X-ray beam quality equivalent data by a conversion coefficient using the X-ray absorption coefficient of the substance. A plurality of tomographic images corresponding to uniform X-ray beam quality are obtained in the imaging region.

第7の観点のX線CT装置のX線制御部は、X線ビーム線質を変化させる位置において、第1エネルギースペクトルを有するX線と、第1エネルギースペクトルとは異なる第2エネルギースペクトルを有するX線とを少なくとも1ビューごとに変化させ、画像再構成部は、X線ビーム線質を変化させた位置のX線投影データ又は断層像データについて、第1エネルギースペクトルを有するX線の第1のX線投影データ及び第2エネルギースペクトルを有するX線の第2のX線投影データ、又は第1のX線投影データ及び第2のX線投影データに基づき特定された被検体の物質に対するX線吸収係数を用いた換算係数により均一なX線ビーム線質相当のデータに変換して、撮影領域内において均一なX線ビーム線質相当の複数の断層像を得る。   The X-ray control unit of the X-ray CT apparatus according to the seventh aspect has an X-ray having the first energy spectrum and a second energy spectrum different from the first energy spectrum at a position where the X-ray beam quality is changed. The X-ray is changed at least for each view, and the image reconstruction unit performs first X-ray having a first energy spectrum on the X-ray projection data or tomographic image data at the position where the X-ray beam quality is changed. X-ray projection data and X-ray second X-ray projection data of an X-ray having a second energy spectrum, or X for the substance of the subject specified based on the first X-ray projection data and the second X-ray projection data The data is converted into data corresponding to a uniform X-ray beam quality by a conversion coefficient using a linear absorption coefficient, and a plurality of tomographic images corresponding to a uniform X-ray beam quality in the imaging region are obtained.

第8の観点のX線CT装置は、第1ないし第7の観点において、X線発生部から照射されたX線ビーム線質を検出するX線ビーム検出器を備え、X線投影データと関連づけて検出されたX線ビーム線質が記憶される。
第9の観点のX線CT装置のX線ビーム線質は、X線管電圧である。
第10の観点のX線CT装置は、前記X線発生部から照射されたX線に使用されたX線管電圧が、前記X線投影データと関連づけて記憶されるものである。
An X-ray CT apparatus according to an eighth aspect according to the first to seventh aspects includes an X-ray beam detector that detects the quality of the X-ray beam irradiated from the X-ray generation unit, and associates with X-ray projection data. The X-ray beam quality detected in this way is stored.
The X-ray beam quality of the X-ray CT apparatus according to the ninth aspect is an X-ray tube voltage.
In an X-ray CT apparatus according to a tenth aspect, an X-ray tube voltage used for X-rays irradiated from the X-ray generation unit is stored in association with the X-ray projection data.

本発明のX線CT装置は、被検体の撮影領域内に、線質硬化の程度やX線線量が不足する部分がある場合においても、当該撮影領域内の複数の断層像間において、均一な画質の断層像を得ることが可能なX線CT装置を実現することができる。   The X-ray CT apparatus of the present invention is uniform between a plurality of tomographic images in the imaging region even when there is a portion where the degree of radiation hardening or the X-ray dose is insufficient in the imaging region of the subject. An X-ray CT apparatus capable of obtaining a high-quality tomographic image can be realized.

(実施形態1)
まず、本実施形態で使用するX線CT装置100の全体構成を説明する。
<X線CT装置100の全体構成>
図1は、本実施形態のX線CT装置100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。
(Embodiment 1)
First, the overall configuration of the X-ray CT apparatus 100 used in the present embodiment will be described.
<Overall configuration of X-ray CT apparatus 100>
FIG. 1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus 100 of the present embodiment. 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キーボード又はマウスなどの入力装置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部5とを具備している。さらに、操作コンソール1は、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。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に記憶する。撮影テーブル10は、被検体HB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及びZ方向に直線移動する。   The operation console 1 includes an input device 2 such as a keyboard or a mouse that receives input from the operator, a central processing unit 3 that executes preprocessing, image reconstruction processing, postprocessing, and the like, and X-ray detection collected by the scanning gantry 20 And a data collecting unit 5 for collecting the vessel data. Further, the operation console 1 includes a monitor 6 that displays a tomographic image reconstructed from projection data obtained by preprocessing X-ray detector data, a program, X-ray detector data, projection data, and X-ray tomography. And a storage device 7 for storing an image. The photographing condition is input from the input device 2 and stored in the storage device 7. The imaging table 10 includes a cradle 12 on which the subject HB 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 in the Z direction by a motor built in the imaging table 10.

走査ガントリ20は、X線管21と、X線制御部22と、多列X線検出器24と、データ収集装置25(DAS:Data Acquisition System)とを具備している。X線管21と被検体HBとの間には、コリメータ23、及びビーム形成X線フィルタ28が配置されている。さらに、走査ガントリ20は、被検体HBの体軸の回りに回転するX線管21など有する回転部15の回転制御を行う回転制御部26と、制御信号などを操作コンソール1や撮影テーブル10とやり取りするガントリ制御部29とを具備している。X線制御部22はX線管21へのX線管電圧やX線管電流mAを制御する。X線制御部22は低いX線管電圧、例えばX線管電圧80kVと、高いX線管電圧、例えばX線管電圧140kVとを1又は数ビューごとに切り換えながらデュアルエネルギー撮影を行うことができる。さらに、X線管21の近傍には実際のX線管電圧の変化を検出するX線管電圧検出器31が配置される。このX線管電圧検出器31に代えて、多列X線検出器24の近傍に配置したX線管電圧検出器31’を用意しても良い。   The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an X-ray control unit 22, a multi-row X-ray detector 24, and a data acquisition device 25 (DAS: Data Acquisition System). A collimator 23 and a beam forming X-ray filter 28 are disposed between the X-ray tube 21 and the subject HB. Further, the scanning gantry 20 includes a rotation control unit 26 that performs rotation control of the rotation unit 15 including the X-ray tube 21 that rotates around the body axis of the subject HB, and a control signal and the like to the operation console 1 and the imaging table 10. A gantry control unit 29 is provided. The X-ray control unit 22 controls the X-ray tube voltage and the X-ray tube current mA to the X-ray tube 21. The X-ray control unit 22 can perform dual energy imaging while switching between a low X-ray tube voltage, for example, an X-ray tube voltage of 80 kV, and a high X-ray tube voltage, for example, an X-ray tube voltage of 140 kV, every one or several views. . Further, an X-ray tube voltage detector 31 for detecting a change in actual X-ray tube voltage is disposed in the vicinity of the X-ray tube 21. Instead of the X-ray tube voltage detector 31, an X-ray tube voltage detector 31 'arranged near the multi-row X-ray detector 24 may be prepared.

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線を多くし、周辺部でX線量を少なくするフィルタである。このため、円形又は楕円形に近い被検体HBの体表面の被曝を少なくできるようになっている。   The beam forming X-ray filter 28 is a filter that increases X-rays toward the rotation center, which is the imaging center, and decreases the X-ray dose in the peripheral part. For this reason, exposure of the body surface of the subject HB close to a circle or an ellipse can be reduced.

中央処理装置3は、前処理部33及び画像再構成部34を有している。
前処理部33は、データ収集装置25で収集された投影データに対して、チャネル間の感度を補正、オフセット補正、対数変換、X線量補正等の前処理を実行する。また、ビームハードニング処理を行う。
The central processing unit 3 includes a preprocessing unit 33 and an image reconstruction unit 34.
The preprocessing unit 33 performs preprocessing such as correction of sensitivity between channels, offset correction, logarithmic conversion, and X-ray dose correction on the projection data collected by the data collection device 25. Also, beam hardening processing is performed.

画像再構成部34は、前処理部33で前処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)がなされて、それに再構成関数Kernel(j)を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、画像再構成部34は、再構成関数Kernel(j)を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体HBの体軸方向(Z軸方向)ごとに断層像(xy平面)を求める。画像再構成部34は、この断層像を記憶装置7に記憶させる。   The image reconstruction unit 34 receives the projection data preprocessed by the preprocessing unit 33 and reconstructs an image based on the projection data. The projection data is subjected to Fast Fourier Transform (FFT) for transforming into the frequency domain, and the reconstruction function Kernel (j) is superimposed on the Fourier transform and inverse Fourier transform is performed. Then, the image reconstruction unit 34 performs a three-dimensional backprojection process on the projection data obtained by superimposing the reconstruction function Kernel (j), and obtains a tomographic image for each body axis direction (Z-axis direction) of the subject HB. (Xy plane) is obtained. The image reconstruction unit 34 stores this tomographic image in the storage device 7.

また、画像再構成部34は、例えばX線管電圧80kVの投影データ及びX線管電圧140kVの投影データから、所定物質(原子)の分布に関連したX線管電圧依存情報の二次元分布断層像を画像再構成する。デュアルエネルギー撮影の断層像として、水等価画像、脂肪等価画像、造影剤等価画像及び骨等価画像などを得ることができる。以下、異なる複数のX線管電圧による撮影をデュアルエネルギー撮影と呼ぶ。   Further, the image reconstruction unit 34 uses, for example, projection data with an X-ray tube voltage of 80 kV and projection data with an X-ray tube voltage of 140 kV to obtain a two-dimensional distribution tomography of X-ray tube voltage-dependent information related to the distribution of a predetermined substance (atom). Reconstruct the image. As a tomographic image of dual energy imaging, a water equivalent image, a fat equivalent image, a contrast agent equivalent image, a bone equivalent image, and the like can be obtained. Hereinafter, imaging using a plurality of different X-ray tube voltages is referred to as dual energy imaging.

また、画像再構成部34は各種の等価画像に基づいて、断層像をθ方向に回転して再投影処理したり、断層像をシフト処理して再投影処理することができる。   Further, the image reconstruction unit 34 can perform reprojection processing by rotating the tomographic image in the θ direction based on various equivalent images, or can perform reprojection processing by shifting the tomographic image.

次に、本実施形態に係るX線CT装置の動作を説明する。
<X線CT装置100の動作フローチャート>
図2は、本実施形態のX線CT装置100についての動作の概要を示すフローチャートである。
Next, the operation of the X-ray CT apparatus according to this embodiment will be described.
<Operation Flowchart of X-ray CT Apparatus 100>
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the operation of the X-ray CT apparatus 100 of the present embodiment.

ステップD1において、操作者は被検体を撮影テーブル10のクレードル12に乗せて位置合わせを行う。ここでは、クレードル12の上に乗せられた被検体HB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。
ステップD2では、低線量(低いX線管電流)でX線管電圧140kVとX線管電圧80kVを、図3(a),図3(b)に示されるように、各ビューまたは複数ビューごとに切り換えながらX線データ収集を行う、ヘリカルスカウトスキャンのデュアルエネルギー撮影を実施する。
In step D1, the operator places the subject on the cradle 12 of the imaging table 10 and performs alignment. Here, the subject HB placed on the cradle 12 aligns the slice light center position of the scanning gantry 20 with the reference point of each part.
In step D2, an X-ray tube voltage of 140 kV and an X-ray tube voltage of 80 kV at a low dose (low X-ray tube current) are applied to each view or multiple views as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Dual energy imaging of helical scout scan, which collects X-ray data while switching to.

図3(a)は、奇数ビューでX線管電圧80kVのX線データ収集を行い、偶数ビューでX線管電圧140kVのX線データ収集を行っている。図3(b)は2ビューおき、または3ビューおきごとの複数の連続したビューごとにX線管電圧80kVのX線データ収集とX線管電圧140kVのX線データ収集とを交互に繰り返して行っている。X線制御部22で制御されたX線管電圧のX線管電圧値がX線収集の際に記憶されるか、または、実際にどれぐらいのX線管電圧であるかがX線管電圧測定検出器31によって検出し、X線データ収集の際に、X線管電圧測定検出器31によって検出されたX線管電圧を同時に記憶される。   In FIG. 3A, X-ray data acquisition with an X-ray tube voltage of 80 kV is performed in an odd-numbered view, and X-ray data acquisition with an X-ray tube voltage of 140 kV is performed in an even-numbered view. In FIG. 3B, X-ray data collection with an X-ray tube voltage of 80 kV and X-ray data collection with an X-ray tube voltage of 140 kV are alternately repeated every two or three consecutive views every three views. Is going. The X-ray tube voltage value of the X-ray tube voltage controlled by the X-ray controller 22 is stored at the time of X-ray acquisition, or the actual X-ray tube voltage is the X-ray tube voltage. The X-ray tube voltage detected by the measurement detector 31 and detected by the X-ray tube voltage measurement detector 31 at the time of X-ray data collection is simultaneously stored.

通常1回転でNビューのX線データ収集を行うとすると、奇数ビューのX線管電圧80kVのX線投影データがN/2ビュー、偶数ビューのX線管電圧140kVのX線投影データがN/2ビューとなり、ビュー数は各々のX線投影データの1/2に少なくなる。N/2ビューのX線投影データでは、大きな撮影視野において周辺部分にエリアジングアーチファクト(Aliasing Artifact)が出る可能性がある。このため、画像再構成部34はビュー方向の補間処理、または加重加算処理でX線投影データを補間処理して、各々のN/2ビューのX線投影データをNビューにすることでエリアジングアーチファクトを防ぐ。なお1回転のビュー数を2倍に増やして1ビューおきにX線管電圧を切り換える方法もある。   In general, when N-view X-ray data acquisition is performed with one rotation, X-ray projection data of an odd-view X-ray tube voltage of 80 kV is N / 2 view, and X-ray projection data of an even-view X-ray tube voltage of 140 kV is N. / 2 views, and the number of views is reduced to 1/2 of each X-ray projection data. In the X-ray projection data of N / 2 view, there is a possibility that aliasing artifacts appear in the peripheral portion in a large field of view. For this reason, the image reconstruction unit 34 interpolates X-ray projection data by interpolation processing in the view direction or weighted addition processing, and sets the X-ray projection data of each N / 2 view to N views for aliasing. Prevent artifacts. There is also a method of switching the X-ray tube voltage every other view by doubling the number of views per rotation.

例えば、1回転で1000ビューある1秒スキャンでは、ビュー間隔が1ミリ秒単位となり、1回転で1000ビューある0.5秒スキャンではビュー間隔が0.5ミリ秒単位となり、被検体の体動、拍動などを押さえることができる。   For example, in a 1-second scan with 1000 views per rotation, the view interval is in units of 1 millisecond, and in a 0.5-second scan with 1000 views in 1 rotation, the view interval is in units of 0.5 milliseconds. , Beat can be suppressed.

本実施形態のデュアルエネルギー撮影のスキャン方法を用いたヘリカルスカウトスキャンによれば、1回の低被曝のヘリカルスカウトスキャンにより、0度方向と90度方向、または任意の角度のスカウト像を求めることができる。任意の角度のスカウト像はヘリカルスカウトスキャンで一度Z方向に連続した断層像を求め、スカウト像を求めたい方向に平行ビーム再投影処理を行うことで幾何学的に歪のない所望方向のスカウト像が得ることができる。撮影時間はZ方向のX線検出器幅の全列を用いて、且つ速度の速い高速なヘリカルピッチを用いたヘリカルスキャンを行うため、従来のスカウト像撮影よりも短時間で行え、複数方向のスカウト像を短時間で画像再構成することができる。   According to the helical scout scan using the dual energy imaging scan method of the present embodiment, a scout image of 0 degree direction and 90 degree direction, or an arbitrary angle can be obtained by one low exposure helical scout scan. it can. A scout image of an arbitrary angle is obtained by obtaining a continuous tomographic image in the Z direction once by a helical scout scan, and performing a parallel beam reprojection process in the direction in which the scout image is to be obtained, thereby generating a scout image in a desired direction without geometric distortion. Can get. The imaging time is a helical scan using a high-speed helical pitch with a high speed using all rows of the X-ray detector width in the Z direction, so it can be performed in a shorter time than conventional scout imaging, and in multiple directions. Scout images can be reconstructed in a short time.

再び図2に戻り、ステップD3では、X線管電圧140kVのX線投影データのみを抽出し、X線管電圧140kVのX線投影データを求め、また、X線管電圧80kVのX線投影データのみを抽出し、X線管電圧80kVのX線投影データを求める。X線投影データの抽出方法は後述する。   Returning to FIG. 2 again, in step D3, only X-ray projection data having an X-ray tube voltage of 140 kV is extracted, X-ray projection data having an X-ray tube voltage of 140 kV is obtained, and X-ray projection data having an X-ray tube voltage of 80 kV is obtained. Are extracted, and X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 80 kV is obtained. A method for extracting X-ray projection data will be described later.

ステップD4において画像再構成部34は、X線管電圧140kVのX線投影データからX線管電圧140kVの断層像を画像再構成し、X線管電圧80kVのX線投影データからX線管電圧80kVの断層像を画像再構成する。   In step D4, the image reconstruction unit 34 reconstructs a tomographic image having an X-ray tube voltage of 140 kV from X-ray projection data having an X-ray tube voltage of 140 kV, and X-ray tube voltage from the X-ray projection data having an X-ray tube voltage of 80 kV. An 80 kV tomographic image is reconstructed.

ステップD5において、画像再構成部34はデュアルエネルギー比断層像を求める。デュアルエネルギー比断層像は、X線管電圧80kVに基づく断層像とX線管電圧140kVに基づく断層像の比を画素毎に求めたものである。尚、デュアルエネルギー比断層像は、Z方向に連続した三次元デュアルエネルギー比断層像を求めてもよい。尚、このデュアルエネルギー比断層像を用いて、被検体に含まれる各物質の位置情報を取得することができる。即ち、例えば、図4のように、X線管電圧80kVに基づく断層像の画素値とX線管電圧140kVに基づく断層像の画素値とをプロットしたグラフ上で、ヨウ素の傾きの範囲、骨の傾きの範囲を設定することによって、各範囲に含まれる点の画素をそれぞれの物質と関連付けることができる。   In step D5, the image reconstruction unit 34 obtains a dual energy ratio tomogram. The dual energy ratio tomographic image is obtained by obtaining a ratio of a tomographic image based on the X-ray tube voltage 80 kV and a tomographic image based on the X-ray tube voltage 140 kV for each pixel. As the dual energy ratio tomogram, a three-dimensional dual energy ratio tomogram continuous in the Z direction may be obtained. The position information of each substance contained in the subject can be acquired using this dual energy specific tomographic image. That is, for example, as shown in FIG. 4, on the graph in which the pixel value of the tomographic image based on the X-ray tube voltage 80 kV and the pixel value of the tomographic image based on the X-ray tube voltage 140 kV are plotted, By setting the slope range, the pixels of the points included in each range can be associated with each substance.

ステップD6では、スカウト像を画像再構成して表示を行う。ヘリカルスカウトスキャンではZ方向に連続したX線管電圧80kVの三次元画像及び/又はX線管電圧140kVの三次元画像とを0度方向または90度方向に再投影処理RPを行い、スカウト像を画像再構成することができる。X線管電圧80kVの断層像からなるスカウト像及び/又はX線管電圧140kVの断層像からなるスカウト像、及び必要に応じて、デュアルエネルギー比断層像、を表示することができる。   In step D6, the scout image is reconstructed and displayed. In the helical scout scan, a re-projection process RP is performed on the three-dimensional image of the X-ray tube voltage 80 kV and / or the three-dimensional image of the X-ray tube voltage 140 kV continuous in the Z direction in the 0 degree direction or 90 degree direction, and the scout image is obtained. Image reconstruction can be performed. A scout image composed of a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV and / or a scout image composed of a tomographic image with an X-ray tube voltage of 140 kV, and a dual energy ratio tomographic image as required can be displayed.

ステップD7では、本スキャンの撮影条件設定を行う。
本実施形態では、X線制御部22は、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、シネスキャンまたはヘリカルシャトルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャンなどの複数のスキャンパターンを選択して用いることができる。コンベンショナルスキャンとは、クレードル12をz軸方向に所定の間隔で移動するごとにX線管21及び多列X線検出器24を回転させてX線投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、ガントリ回転部15が回転しながらクレードル12を一定速度で移動させ、X線投影データを収集する撮影方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にガントリ回転部15を回転させながらクレードル12を加速・減速させて、z軸の正方向又は負方向に往復移動させてX線投影データを収集するスキャン方法である。その場合、加速中、減速中のX線投影データも収集してもよい。可変ピッチヘリカルスキャンは、一方向のみのヘリカルスキャンでヘリカルピッチを変えながらX線投影データを収集する方法である。
また、X線制御部22により、各Z方向座標位置及びビュー方向ごとでX線管電圧及びX線管電流を設定する。例えば、X線制御部22はヘリカルスカウトスキャンによるZ方向に連続した断層像を再投影処理して求められたスカウト像を表示して撮影計画を行う。
In step D7, shooting conditions for the main scan are set.
In the present embodiment, the X-ray control unit 22 can select and use a plurality of scan patterns such as a conventional scan, a helical scan, a cine scan or a helical shuttle scan, and a variable pitch helical scan. The conventional scan is a scan method in which the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are rotated to acquire X-ray projection data every time the cradle 12 is moved at a predetermined interval in the z-axis direction. The helical scan is an imaging method for collecting X-ray projection data by moving the cradle 12 at a constant speed while the gantry rotating unit 15 rotates. The helical shuttle scan is a scan method in which the cradle 12 is accelerated and decelerated while rotating the gantry rotating unit 15 as in the helical scan, and the X-ray projection data is collected by reciprocating in the positive or negative direction of the z axis. It is. In that case, X-ray projection data during acceleration and deceleration may be collected. The variable pitch helical scan is a method of collecting X-ray projection data while changing the helical pitch by a helical scan in only one direction.
In addition, the X-ray controller 22 sets the X-ray tube voltage and the X-ray tube current for each Z-direction coordinate position and view direction. For example, the X-ray control unit 22 performs an imaging plan by displaying a scout image obtained by reprojecting a tomographic image continuous in the Z direction by a helical scout scan.

また、操作者は各Z方向座標位置の被検体の大きさを見て、本スキャンの各Z方向座標位置の撮影条件を設定することができる。例えば、図8(a)に示すように、肩を含む[z1,z2]の範囲では骨もありX線吸収が大きい。このため、図8(b)に示すように、Z方向範囲[z0,z1]では、X線管電圧120kVでX線管電流mA1、Z方向範囲[z2,z3]では、X線管電圧120kVでX線管電流mA2、Z方向範囲[z3,z4]では、X線管電圧120kVでX線管電流mA3というように操作者が設定を行うことができる。なお、X線管電流は最大X線管電流mAMAXである。図8(b)に示したX線管電圧は、照射されたX線に用いられたX線管電圧又はX線管電圧測定検出器31によって検出された値である。   Further, the operator can set the imaging conditions for each Z-direction coordinate position of the main scan by looking at the size of the subject at each Z-direction coordinate position. For example, as shown in FIG. 8A, there is a bone in the range of [z1, z2] including the shoulder, and X-ray absorption is large. For this reason, as shown in FIG. 8B, in the Z direction range [z0, z1], the X-ray tube voltage is 120 kV, the X-ray tube current mA1, and in the Z direction range [z2, z3], the X-ray tube voltage is 120 kV. Thus, in the X-ray tube current mA2 and the Z direction range [z3, z4], the operator can set the X-ray tube current mA3 at the X-ray tube voltage of 120 kV. The X-ray tube current is the maximum X-ray tube current mAMAX. The X-ray tube voltage shown in FIG. 8B is an X-ray tube voltage used for irradiated X-rays or a value detected by the X-ray tube voltage measurement detector 31.

また、図5(a)に示した肩を含む[z1,z2]の範囲では、図6(a)に示すようにX方向の透過経路が長い一方Y方向の透過経路は短い。このため図6(b)に示すように、Y方向から見たビュー角度範囲[θ1,π−θ1]、[π+θ1,−θ1]ではX線管電圧を140kVになるように設定し、ビュー角度範囲[−θ1,θ1]、[π−θ1,π+θ1]ではX線管電圧を120kVになるように設定することができる。   Further, in the range of [z1, z2] including the shoulder shown in FIG. 5A, the transmission path in the X direction is long while the transmission path in the Y direction is short as shown in FIG. 6A. For this reason, as shown in FIG. 6B, in the view angle ranges [θ1, π−θ1] and [π + θ1, −θ1] viewed from the Y direction, the X-ray tube voltage is set to 140 kV, and the view angle is set. In the ranges [−θ1, θ1] and [π−θ1, π + θ1], the X-ray tube voltage can be set to 120 kV.

図7は、操作者がビュー角度範囲でX線管電圧kV又はX線管電流mAを設定する画面である。
操作者が入力装置2を使ってX線管電圧値設定ボタンを押すことで、図7(a)に示す固定管電圧モードFixkV、またはビュー管電圧モードViewkVを選択する画面がモニタ6に表示される。また、操作者が入力装置2を使ってX線管電流値設定ボタンを押すことで図7(b)に示す固定管電流モードFixmA、またはビュー管電流モードViewmAを選択する画面がモニタ6に表示される。
FIG. 7 is a screen on which the operator sets the X-ray tube voltage kV or the X-ray tube current mA in the view angle range.
When the operator presses the X-ray tube voltage value setting button using the input device 2, a screen for selecting the fixed tube voltage mode FixkV or the view tube voltage mode ViewkV shown in FIG. The Further, when the operator presses the X-ray tube current value setting button using the input device 2, a screen for selecting the fixed tube current mode FixmA or the view tube current mode ViewmA shown in FIG. Is done.

操作者が図7(a)に示すビュー管電圧モードViewkVを選択した場合は、矢印で示す各ビュー方向範囲とX線管電圧値とを設定する画面が表示され、破線で示す可動するビュー範囲MVを動かすことで各ビュー方向範囲の設定と、X線管電圧値の設定をすることができる。X線制御部22は設定されたX線管電圧値でX線を照射する。   When the operator selects the view tube voltage mode ViewkV shown in FIG. 7A, a screen for setting each view direction range and X-ray tube voltage value indicated by arrows is displayed, and the movable view range indicated by a broken line. By moving MV, it is possible to set each view direction range and X-ray tube voltage value. The X-ray control unit 22 emits X-rays with the set X-ray tube voltage value.

同様に、操作者が図7(b)に示すビュー管電流モードViewmAを選択した場合は、矢印で示す各ビュー方向範囲とX線管電流値とを設定する画面が表示され、破線で示す可動するビュー範囲MVを動かすことで各ビュー方向範囲の設定と、X線管電流値の設定をすることができる。X線制御部22は設定されたX線管電流値でX線を照射する。   Similarly, when the operator selects the view tube current mode ViewmA shown in FIG. 7B, a screen for setting each view direction range indicated by the arrow and the X-ray tube current value is displayed, and the movable indicated by the broken line is displayed. Each view direction range and X-ray tube current value can be set by moving the view range MV. The X-ray controller 22 emits X-rays with the set X-ray tube current value.

ステップD8では、上記で設定された撮影条件に従って、本スキャンが実施される。
ここでヘリカルスキャンによってデータ収集を行う場合には、X線管21と多列X線検出器24とを被検体HB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。そして、ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わすX線検出器データD0(view,j,i)(j=1〜ROW,i=1〜CH)に必要に応じてz軸座標の位置情報Ztable(view)を付加させる。このようにヘリカルスキャンにおいては、一定速度の範囲のX線検出器データ収集を行う。このz軸座標の位置情報はX線投影データ(X線検出器データ)に付加させても良いし、また別ファイルとしてX線投影データと関連付けて用いても良い。ヘリカルシャトルスキャン時にX線投影データを三次元画像再構成する場合に、このz軸座標の位置情報は用いられる。
ステップD9では、画像再構成部34により、以下のように画像再構成処理が行われる。
まず、X線検出器データD0(view,j,i)に対して、チャネル間の感度を補正、オフセット補正、対数変換、X線量補正等の前処理を行い、投影データに変換する。
次に、前処理部33がビームハードニング補正を行う。ここでは、前処理した投影データD1(view,j,i)に対して、ビームハードニング補正を行う。この時、検出器のj列ごとに独立したビームハードニング補正を行うことができるため、撮影条件で各ガントリ回転部15の管電圧が異なっていれば、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。ビームハードニング補正は、被検体HBのプロファイル面積、楕円率、及びX各種の等価物質についても処理することができる。
In step D8, the main scan is performed according to the imaging conditions set above.
Here, when collecting data by helical scanning, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are rotated around the subject HB, and the cradle 12 on the imaging table 10 is moved linearly. The data collection operation of the X-ray detector data is performed. Then, X-ray detector data D0 (view, j, i) (j = 1 to ROW, i = 1 to CH) represented by the view angle view, the detector row number j, and the channel number i is necessary. The position information Ztable (view) of the z-axis coordinate is added. As described above, in the helical scan, X-ray detector data collection within a constant speed range is performed. The z-axis coordinate position information may be added to the X-ray projection data (X-ray detector data), or may be used in association with the X-ray projection data as a separate file. The position information of the z-axis coordinates is used when reconstructing the three-dimensional image of the X-ray projection data during the helical shuttle scan.
In step D9, the image reconstruction unit 34 performs image reconstruction processing as follows.
First, the X-ray detector data D0 (view, j, i) is subjected to preprocessing such as correction of sensitivity between channels, offset correction, logarithmic conversion, X-ray dose correction, etc., and converted into projection data.
Next, the preprocessing unit 33 performs beam hardening correction. Here, beam hardening correction is performed on the preprocessed projection data D1 (view, j, i). At this time, since independent beam hardening correction can be performed for each j column of the detector, if the tube voltage of each gantry rotating unit 15 is different under imaging conditions, the X-ray energy characteristics of the detector for each column Can be corrected. The beam hardening correction can also be processed for the profile area of the subject HB, the ellipticity, and various X equivalent substances.

次に、画像再構成部34はzフィルタ重畳処理を行う。ここでは、ビームハードニング補正した投影データD11(view,j,i)に対して、z軸方向(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、各ビュー角度における前処理後、ビームハードニング補正した投影データD11(view,j,i)に対し、例えば列方向フィルタサイズが5列のフィルタをかける。   Next, the image reconstruction unit 34 performs z filter convolution processing. Here, a z-filter convolution process for applying a filter in the z-axis direction (column direction) is performed on the projection data D11 (view, j, i) subjected to beam hardening correction. That is, after pre-processing at each view angle, for example, a filter with a column direction filter size of 5 columns is applied to the projection data D11 (view, j, i) subjected to beam hardening correction.

次に、画像再構成部34は再構成関数重畳処理を行う。すなわち、X線投影データを周波数領域に変換するフーリエ変換(Fourier Transform)を行い、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。
次に、画像再構成部34は三次元逆投影処理を行う。ここでは、再構成関数重畳処理した投影データD3(view,j,i)に対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データD3(x,y,z)を求める。画像再構成する画像はz軸に垂直な面である。以下の再構成領域はxy平面に平行なものとする。
Next, the image reconstruction unit 34 performs reconstruction function superimposition processing. That is, the Fourier transform (Fourier Transform) for transforming the X-ray projection data into the frequency domain is performed, the reconstruction function is multiplied, and the inverse Fourier transform is performed.
Next, the image reconstruction unit 34 performs a three-dimensional backprojection process. Here, three-dimensional backprojection processing is performed on the projection data D3 (view, j, i) subjected to the reconstruction function superimposition processing to obtain backprojection data D3 (x, y, z). The image to be reconstructed is a plane perpendicular to the z axis. The following reconstruction area is assumed to be parallel to the xy plane.

次に、画像再構成部34は後処理を行う。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、断層像を得る。
ステップD10では、前記被検体の物質に対するX線吸収係数を用いた換算係数により均一X線管電圧相当の断層像となるように、前記断層像のX線管電圧補正を行う。例えば、140kVのX線管電圧を用いた区間の断層像について、他の区間で用いられた120kVのX線管電圧相当の断層像となるように、断層像に含まれる物質の120kVにおけるX線吸収係数と140kVにおけるX線吸収係数との比に基づく換算係数を用いて、断層像を補正する。
ステップD11では、断層像がモニタ6に表示される。
ここで、上述のステップD3におけるデュアルエネルギー撮影のスキャン方法を用いたヘリカルスカウトスキャンのX線投影データの抽出方法について、詳細に説明する。
図8は、X線投影データの抽出方法及び補間方法を示す図である。X線投影データの抽出方法はヘリカルスカウトスキャンのX線投影データを、図8に示すようにX線管電圧80kVのX線投影データとX線管電圧140kVとのX線投影データに分けて抽出する。N/2ビューのX線管電圧80kVのX線投影データは、補間処理または加重加算処理を用いて抜けたビューデータを埋め合わせる。同様に、N/2ビューのX線管電圧140kVのX線投影データは、補間処理または加重加算処理を用いて抜けたビューデータを埋め合わせる。
Next, the image reconstruction unit 34 performs post-processing. 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.
In step D10, X-ray tube voltage correction of the tomographic image is performed so that a tomographic image corresponding to a uniform X-ray tube voltage is obtained by a conversion coefficient using an X-ray absorption coefficient for the substance of the subject. For example, X-rays at 120 kV of a substance included in a tomographic image so that a tomographic image of a section using an X-ray tube voltage of 140 kV becomes a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 120 kV used in another section. The tomographic image is corrected using a conversion coefficient based on the ratio between the absorption coefficient and the X-ray absorption coefficient at 140 kV.
In step D11, a tomographic image is displayed on the monitor 6.
Here, the extraction method of the X-ray projection data of the helical scout scan using the dual energy imaging scan method in step D3 will be described in detail.
FIG. 8 is a diagram showing an X-ray projection data extraction method and interpolation method. The X-ray projection data is extracted by dividing the helical scout scan X-ray projection data into X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 80 kV and X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 140 kV as shown in FIG. To do. The X-ray projection data of the N / 2 view X-ray tube voltage of 80 kV makes up for missing view data using interpolation processing or weighted addition processing. Similarly, the X-ray projection data of the X / 2 tube voltage of 140 kV in the N / 2 view compensates for missing view data using interpolation processing or weighted addition processing.

X線投影データの抽出方法及び補間処理は下記に示す処理を行う。例えば、X線管電圧80kVのX線投影データをD80(view,row,ch)、X線管電圧140kVのX線投影データをD140(view,row,ch)とする。図8に示すように2ビューおきにX線管電圧80kVとX線管電圧140kVとを切り換えた場合、収集されたX線投影データD(view,row,ch)は2ビューおきにX線管電圧80kVのX線投影データとX線管電圧140kVのX線投影データとに以下の(数式01)〜(数式08)のように分離できる。但し、kは整数とする。
...(数式01)
...(数式02)
...(数式03)
...(数式04)
...(数式05)
...(数式06)
...(数式07)
...(数式08)
The X-ray projection data extraction method and interpolation processing perform the following processing. For example, X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 80 kV is D80 (view, row, ch), and X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 140 kV is D140 (view, row, ch). As shown in FIG. 8, when the X-ray tube voltage 80 kV and the X-ray tube voltage 140 kV are switched every two views, the collected X-ray projection data D (view, row, ch) is the X-ray tube every two views. The X-ray projection data having a voltage of 80 kV and the X-ray projection data having an X-ray tube voltage of 140 kV can be separated as in the following (Equation 01) to (Equation 08). However, k is an integer.
. . . (Formula 01)
. . . (Formula 02)
. . . (Formula 03)
. . . (Formula 04)
. . . (Formula 05)
. . . (Formula 06)
. . . (Formula 07)
. . . (Formula 08)

補間処理は、1例として以下の(数式09)から(数式12)のように行うこともできる。
...(数式09)
...(数式10)
...(数式11)
...(数式12)
次に、上述のステップD2〜D6におけるデュアルエネルギー撮影について、詳細に説明する。
図9はヘリカルスカウトスキャンにおける画像再構成RCのフローチャートを示す。以下はその詳細な説明である。
As an example, the interpolation processing can also be performed as in (Formula 09) to (Formula 12) below.
. . . (Formula 09)
. . . (Formula 10)
. . . (Formula 11)
. . . (Formula 12)
Next, the dual energy imaging in steps D2 to D6 described above will be described in detail.
FIG. 9 shows a flowchart of the image reconstruction RC in the helical scout scan. The following is a detailed description thereof.

ステップH1では、複数のX線管電圧における低被曝のヘリカルスカウトスキャンを行う。
低被曝のヘリカルスカウトスキャンは低被曝にするために以下のことを行う。
1.画像再構成マトリクスを512×512画素の断層像を256×256画素にする。または512×512画素の断層像G(x,y)に以下の(数式18)のフィルタリング処理を行い、1画素に4画素分のデータを重畳した512×512画素の断層像G1(x,y)にする。
...(数式13)
2.Z方向の断層像のスライス厚さdと画像間隔pを以下の(数式14)のようにオーバーラップさせる。
...(数式14)
3.再構成関数は低周波な関数が用いられる。
4.画像フィルタを低周波なフィルタ、又はノイズ低減効果のあるフィルタが用いられる。
5.ヘリカルピッチを1以上にしてZ方向の単位長さあたりの被曝が減らされる。
In step H1, a low-exposure helical scout scan is performed at a plurality of X-ray tube voltages.
Low exposure helical scout scans do the following to reduce exposure:
1. The tomographic image of 512 × 512 pixels is set to 256 × 256 pixels for the image reconstruction matrix. Alternatively, the 512 × 512 pixel tomographic image G1 (x, y) is obtained by performing the filtering process of the following (Equation 18) on the 512 × 512 pixel tomographic image G (x, y) and superimposing four pixels of data on one pixel. ).
. . . (Formula 13)
2. The slice thickness d and the image interval p of the tomographic image in the Z direction are overlapped as shown in the following (Equation 14).
. . . (Formula 14)
3. A low-frequency function is used as the reconstruction function.
4). As the image filter, a low frequency filter or a filter having a noise reduction effect is used.
5. The exposure per unit length in the Z direction is reduced by setting the helical pitch to 1 or more.

ステップH2では、画像再構成部34はヘリカルスカウトスキャンおけるX線管電圧80kVの断層像とX線管電圧140kVとの断層像の画像再構成RCを行う。画像再構成部34は、前述のX線投影データの抽出方法及び補間方法により、X線管電圧80kVのX線投影データとX線管電圧140kVのX線投影データとに分離する。画像再構成部34はX線管電圧80kVのX線投影データとX線管電圧140kVとのX線投影データからX線管電圧80kVの断層像とX線管電圧140kVの断層像とを求める。なおヘリカルスカウトスキャンはデュアルエネルギー画像再構成法を用いて、カルシウム強調画像または造影剤強調画像の画像再構成RCを行ってもよい。   In step H2, the image reconstruction unit 34 performs image reconstruction RC of a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV and an X-ray tube voltage of 140 kV in a helical scout scan. The image reconstruction unit 34 separates the X-ray projection data with the X-ray tube voltage 80 kV and the X-ray projection data with the X-ray tube voltage 140 kV by the above-described X-ray projection data extraction method and interpolation method. The image reconstruction unit 34 obtains a tomographic image of the X-ray tube voltage 80 kV and a tomographic image of the X-ray tube voltage 140 kV from the X-ray projection data of the X-ray tube voltage 80 kV and the X-ray projection data of the X-ray tube voltage 140 kV. In the helical scout scan, image reconstruction RC of a calcium weighted image or a contrast agent weighted image may be performed using a dual energy image reconstruction method.

ステップH3では、再投影処理によって、Z方向に連続した断層像に対してY方向のビュー角度0度方向の再投影処理を行う。つまり、0度方向のスカウト像の画像再構成RCが行われる。
ステップH4では、Z方向に連続した断層像に対してx軸方向のビュー角度90度方向の再投影処理を行い、90度方向のスカウト像の画像再構成RCが行われる。
In Step H3, a reprojection process in the Y-direction view angle direction is performed on the tomographic images continuous in the Z direction by the reprojection process. That is, image reconstruction RC of the scout image in the 0 degree direction is performed.
In Step H4, reprojection processing is performed on the tomographic images continuous in the Z direction in the direction of the view angle of 90 degrees in the x-axis direction, and image reconstruction RC of the scout image in the direction of 90 degrees is performed.

Z方向に連続した断層像は、X線管電圧80kVの断層像、X線管電圧140kVの断層像、カルシウム強調画像の断層像、及び造影剤強調画像の断層像である。0度方向または90度方向のスカウト像は下記に示す方法で作成する。   The tomographic images continuous in the Z direction are a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV, a tomographic image with an X-ray tube voltage of 140 kV, a tomographic image of a calcium-weighted image, and a tomographic image of a contrast-agent-weighted image. A scout image in the 0-degree direction or 90-degree direction is created by the following method.

例えば、X線管電圧140kVのスカウト像の場合は、以下の(数式15),(数式16)のようになる。なお、Z方向に連続したX線管電圧80kVの断層像はG80(x,y,z)とし、X線管電圧140kVの断層像はG140(x,y,z)とする。また、0度方向(Y方向)の再投影プロファイルデータはPy(x,y)とし、90度方向(X方向)の再投影プロファイルデータはPx(y,z)とする。ただし、Nは断層像の画素サイズN×Nとする。
...(数式15)
...(数式16)
For example, in the case of a scout image with an X-ray tube voltage of 140 kV, the following (Equation 15) and (Equation 16) are obtained. Note that a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV continuous in the Z direction is G80 (x, y, z), and a tomographic image with an X-ray tube voltage of 140 kV is G140 (x, y, z). The reprojection profile data in the 0 degree direction (Y direction) is Py (x, y), and the reprojection profile data in the 90 degree direction (X direction) is Px (y, z). Here, N is the pixel size N × N of the tomographic image.
. . . (Formula 15)
. . . (Formula 16)

X線管電圧80kVのスカウト像の場合も同様に、以下の(数式17),(数式18)のようになる。
...(数式17)
...(数式18)
Similarly, in the case of a scout image with an X-ray tube voltage of 80 kV, the following (Equation 17) and (Equation 18) are obtained.
. . . (Formula 17)
. . . (Formula 18)

造影剤強調画像のスカウト像の場合は、以下の(数式19),(数式20)のようになり、カルシウム強調画像のスカウト像の場合は、以下の(数式21),(数式22)のようになる。なお、造影剤強調画像はGio(x,y,z)とし、カルシウム強調画像はGca(x,y,z)とする。
...(数式19)
...(数式20)
...(数式21)
...(数式22)
In the case of a scout image of a contrast-enhanced image, the following (Formula 19) and (Formula 20) are obtained. In the case of a scout image of a calcium-weighted image, the following (Formula 21) and (Formula 22) are obtained. become. Note that the contrast-enhanced image is Gio (x, y, z), and the calcium-enhanced image is Gca (x, y, z).
. . . (Formula 19)
. . . (Formula 20)
. . . (Formula 21)
. . . (Formula 22)

つまり、スカウト像SCはプロファイルPy(x,z),Px(y,z)をZ方向に連続して並べることで作成することができる。   That is, the scout image SC can be created by continuously arranging the profiles Py (x, z) and Px (y, z) in the Z direction.

ステップH5では、1つのX線管電圧における0度方向スカウト像、90度方向スカウト像を画像表示する。操作者は各種のスカウト像を参照することで撮影条件を設定することができる。なお、本実施形態では、スカウト像の方向を0度、90度方向で再投影処理を行ったが、180度方向、270度方向、または任意の角度でも良い。
本実施形態によれば、X線CT装置100のX線制御部22は、複数のX線管電圧に切り換えながらヘリカルスカウトスキャンを行ったX線投影データを用いることで、X線管電圧補正に必要な被検体に含まれる物質の位置情報が得られると共に、本スキャン時の適切な撮影条件を設定することができる。そして、画像再構成部34は、得られた断層像をX線管電圧補正することで、断層像間において均一なX線管電圧の断層像を得ることができる。
In step H5, a 0 degree direction scout image and a 90 degree direction scout image at one X-ray tube voltage are displayed as images. The operator can set shooting conditions by referring to various scout images. In this embodiment, the reprojection process is performed with the direction of the scout image being 0 degrees and 90 degrees, but may be 180 degrees, 270 degrees, or any angle.
According to the present embodiment, the X-ray control unit 22 of the X-ray CT apparatus 100 uses the X-ray projection data obtained by performing the helical scout scan while switching to a plurality of X-ray tube voltages, thereby correcting the X-ray tube voltage. It is possible to obtain position information of a substance contained in a necessary subject and to set appropriate imaging conditions at the time of the main scan. The image reconstruction unit 34 can obtain a tomographic image having a uniform X-ray tube voltage between the tomographic images by correcting the obtained tomographic image with the X-ray tube voltage.

(実施形態2)
本実施形態においては、撮影条件の設定において、Z方向座標範囲ごとの画質指標値であるノイズ指標値を設定する例について説明する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, an example of setting a noise index value, which is an image quality index value for each Z-direction coordinate range, in setting the shooting conditions will be described.

即ち、X線制御部22はX線管電流値を優先して制御し、X線管電流値の設定範囲を超えた場合にX線管電圧値を変化させる。例えば、X線制御部22は図5(b)に示すように頸部から肝臓までを撮影する場合に、肩の近傍でX線管電流値が最大X線管電流値mAMAXに達してしまった場合に、X線管電圧値を上げて撮影している。そのような場合に、ノイズ指標値で撮影条件を設定することができる。   In other words, the X-ray control unit 22 preferentially controls the X-ray tube current value, and changes the X-ray tube voltage value when the set range of the X-ray tube current value is exceeded. For example, when the X-ray controller 22 captures images from the neck to the liver as shown in FIG. 5B, the X-ray tube current value reaches the maximum X-ray tube current value mAMAX near the shoulder. In such a case, the X-ray tube voltage value is increased for imaging. In such a case, the shooting condition can be set with the noise index value.

図10はノイズ指標値で撮影条件を設定するフローチャートを示す。
ステップD21〜ステップ23については、実施形態1と実質的に同じであるため、説明を省略する。
FIG. 10 shows a flowchart for setting the photographing condition with the noise index value.
Steps D21 to 23 are substantially the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

ステップD24では、本スキャンの撮影条件を設定する。Z方向範囲1はノイズ指標値NI1、Z方向範囲2はノイズ指標値NI2、Z方向範囲3はノイズ指標値NI3を指定する。なお、i=1とする。ノイズ指標値はZ方向の撮影位置における0度方向及び90度方向からの被検体のX線透過プロファイルデータをスカウト像から求める。   In step D24, shooting conditions for the main scan are set. The Z direction range 1 specifies the noise index value NI1, the Z direction range 2 specifies the noise index value NI2, and the Z direction range 3 specifies the noise index value NI3. Note that i = 1. The noise index value is obtained from the scout image of the X-ray transmission profile data of the subject from the 0 degree direction and the 90 degree direction at the imaging position in the Z direction.

ステップD25では、Z方向範囲iのX線管電流値mAがスカウト像の幾何学的特徴量から求められる。X線制御部22はZ方向座標位置ごとに指定されているノイズ指標値に基づいて、最終的な断層像のノイズをノイズ指標値により近くできるようにX線管電流値mAを定める。   In Step D25, the X-ray tube current value mA in the Z direction range i is obtained from the geometric feature amount of the scout image. The X-ray control unit 22 determines the X-ray tube current value mA so that the noise of the final tomographic image can be closer to the noise index value based on the noise index value designated for each Z-direction coordinate position.

ステップD26では、最大X線管電流mAMAXになる所はないかを判断し、YESであればステップD27へ行き、NOであればステップD32へ進む。
ステップD27では、設定されたX線管電圧kV及びX線管電流mAの撮影条件で本スキャンの撮影が行われる。
ステップD28では、X線管電圧が一定か否かが判断され、YESであればステップD29へ行き、NOであればステップD33へ行く。
In step D26, it is determined whether there is a place where the maximum X-ray tube current mAMAX is reached. If YES, the process proceeds to step D27, and if NO, the process proceeds to step D32.
In step D27, the imaging of the main scan is performed under the imaging conditions of the set X-ray tube voltage kV and X-ray tube current mA.
In Step D28, it is determined whether or not the X-ray tube voltage is constant. If YES, the process goes to Step D29, and if NO, the process goes to Step D33.

ステップD29では、画像再構成部34が画像再構成を行う。
ステップD30では、断層像がモニタ6に表示される。
ステップD31では、i=3か否かが判断され、YESであれば終了し、NOであればステップD34へ行く。このフローチャートでは3つのZ方向範囲に対してノイズ指標値が設定されている。
In step D29, the image reconstruction unit 34 performs image reconstruction.
In step D30, the tomographic image is displayed on the monitor 6.
In step D31, it is determined whether i = 3. If YES, the process ends. If NO, the process goes to step D34. In this flowchart, noise index values are set for three Z-direction ranges.

ステップD32では、X線管電圧値が変化させられる。その後、ステップD25へ戻る。
ステップD33では、X線管電圧の補正を行う。その後、ステップD29へ戻る。
ステップD34では、i=i+1とする。その後、ステップD25へ戻る。
In step D32, the X-ray tube voltage value is changed. Thereafter, the process returns to Step D25.
In step D33, the X-ray tube voltage is corrected. Thereafter, the process returns to Step D29.
In step D34, i = i + 1. Thereafter, the process returns to Step D25.

上記のX線制御部22はX線管電流を優先して撮影条件を変化させているが、X線管電圧を優先して撮影条件を変化させても良い。また、ステップD28,ステップD33においてはX線管電圧が一定でない部分に対してX線管電圧の補正を行っている。   The X-ray control unit 22 changes the imaging condition with priority on the X-ray tube current, but may change the imaging condition with priority on the X-ray tube voltage. In steps D28 and D33, the X-ray tube voltage is corrected for a portion where the X-ray tube voltage is not constant.

(実施形態3)
本実施形態は、実施形態1において説明したステップD5において、被検体に含まれる各物質の位置情報を取得するために、画像再構成部34はデュアルエネルギー比断層像を求めたのに代えて、デュアルエネルギー画像の再構成して被検体に含まれる各物質の位置情報を取得する例である。
図11は断層像の加重加算処理により任意物質Mの等価画像(デュアルエネルギー画像)を画像再構成する概念図である。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, instead of obtaining the dual energy ratio tomographic image in order to acquire the position information of each substance included in the subject in step D5 described in the first embodiment, It is an example which reconstructs a dual energy image and acquires position information of each substance contained in a subject.
FIG. 11 is a conceptual diagram for reconstructing an equivalent image (dual energy image) of an arbitrary substance M by weighted addition processing of tomographic images.

デュアルエネルギーの画像再構成方法は、例えばX線管電圧80kVの断層像をG80(x,y)、X線管電圧140kVの断層像をG140(x,y)とすると、図11(a)に示すように各々に加重加算係数w1,及び加重加算係数w2を用いて以下の(数式23)のように加重加算処理を行う。任意物質Mの等価画像GM(x、y)とは、任意物質Mの領域の画素値が“0”になるように、加重加算係数w1,及び加重加算係数w2を調整する。またCはバイアス値を調整する定数とする。
...(数式23)
ただし、w1=−w2の時は以下の(数式24)の通りとする。
...(数式24)
また通常、w2は負の数になるので以下の(数式25)のように書くこともできる。
...(数式25)
ただし、k=1の場合は前記の(数式24)の通りとなる。
In the dual energy image reconstruction method, for example, when a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV is G80 (x, y) and a tomographic image with an X-ray tube voltage of 140 kV is G140 (x, y), FIG. As shown, the weighted addition coefficient w1 and the weighted addition coefficient w2 are used to perform the weighted addition processing as shown in the following (Equation 23). In the equivalent image GM (x, y) of the arbitrary substance M, the weighted addition coefficient w1 and the weighted addition coefficient w2 are adjusted so that the pixel value of the area of the arbitrary substance M becomes “0”. C is a constant for adjusting the bias value.
. . . (Formula 23)
However, when w1 = −w2, the following (Formula 24) is assumed.
. . . (Formula 24)
Also, since w2 is usually a negative number, it can be written as in (Equation 25) below.
. . . (Formula 25)
However, when k = 1, the equation (24) is obtained.

つまり、任意物質Mの等価画像GM(x、y)は、X線管電圧80kVの断層像G80(x,y)とX線管電圧140kVの断層像G140(x,y)との加重加算処理で作成することができる。   That is, the equivalent image GM (x, y) of the arbitrary substance M is weighted and added to the tomographic image G80 (x, y) with the X-ray tube voltage 80 kV and the tomographic image G140 (x, y) with the X-ray tube voltage 140 kV. Can be created.

同様に、任意物質Mの等価画像GM(x、y)はX線管電圧80kVのX線投影データとX線管電圧140kVのX線投影データとを加重加算処理で作成することができる。そして、各等価画像にて強調された物質画像とその画素を関連付けることにより、被検体に含まれる各物質の位置情報を取得することができる。   Similarly, the equivalent image GM (x, y) of the arbitrary substance M can be created by weighted addition processing of X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 80 kV and X-ray projection data with an X-ray tube voltage of 140 kV. And the positional information of each substance contained in the subject can be acquired by associating the substance image emphasized in each equivalent image with the pixel.

(実施形態4)
本実施形態は、実施形態3において説明したステップD25において求めているX線透過プロファイルデータの求め方として、スカウト像から求めるのに代えて、デュアルエネルギー比断層像を用いて求めた例について説明する。即ち、所望のZ方向座標位置のより正確な水等価なX線プロファイルデータは、各デュアルエネルギー比の範囲のX線プロファイルを水等価なX線プロファイルに変換し、すべてのデュアルエネルギー比の範囲において累積加算することで求めることができる。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, an example of using the dual energy ratio tomogram instead of the scout image as the method of obtaining the X-ray transmission profile data obtained in step D25 described in the third embodiment will be described. . That is, more accurate water-equivalent X-ray profile data at the desired Z-direction coordinate position is obtained by converting the X-ray profile of each dual energy ratio range into a water-equivalent X-ray profile, and in all dual energy ratio ranges. It can be obtained by cumulative addition.

図12は、Z方向座標位置におけるデュアルエネルギー比断層像から水等価なX線プロファイルを求めるフローチャートを示す。
ステップD251では、Z方向に連続したデュアルエネルギー比断層像が入力される。
ステップD252では、デュアルエネルギー比 der=0とする。
FIG. 12 shows a flowchart for obtaining a water-equivalent X-ray profile from the dual energy ratio tomogram at the Z-direction coordinate position.
In step D251, a continuous dual energy ratio tomogram in the Z direction is input.
In step D252, the dual energy ratio der = 0.

ステップD253では、範囲[der,der+0.1]の画素のX線透過プロファイルが求められる。
ステップD254では、範囲[der,der+0.1]の画素のX線透過プロファイルが水等価なX線プロファイルに変換される。
ステップD255では、範囲[der,der+0.1]の水等価なX線プロファイルが保存される。
In step D253, an X-ray transmission profile of pixels in the range [der, der + 0.1] is obtained.
In step D254, the X-ray transmission profile of the pixels in the range [der, der + 0.1] is converted into a water-equivalent X-ray profile.
In step D255, a water-equivalent X-ray profile in the range [der, der + 0.1] is stored.

ステップD256では、der>3.0か否かが判断され、YESであればステップD257へ進み、NOであればステップD258へ進む。   In step D256, it is determined whether or not der> 3.0. If YES, the process proceeds to step D257, and if NO, the process proceeds to step D258.

ステップD257では、ステップD253からステップD255までで得た水等価なX線プロファイルデータがderの範囲[0.0,3.0]ですべて加算され、そのZ方向座標位置の水等価なX線プロファイルとされる。
ステップD258では、der=der+0.1とする。その後、ステップD253へ戻る。
In step D257, the water equivalent X-ray profile data obtained in steps D253 to D255 are all added in the range of der [0.0, 3.0], and the water equivalent X-ray profile at the Z-direction coordinate position is added. It is said.
In step D258, der = der + 0.1 is set. Thereafter, the process returns to Step D253.

(実施形態5)
図13は、本実施形態に係るX線CT装置の動作を説明する図である。尚、本実施形態において用いられるX線CT装置は、実施形態1と同様であるため、その全体構造についての説明は省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment. Note that the X-ray CT apparatus used in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and therefore the description of the entire structure is omitted.

ステップD41では、被検体が撮影テーブル10のクレードル12に乗せられ、位置合わせが行われる。
ステップD42では、X線管電圧120kVでスカウトスキャンすることでX線データ収集が行われる。ガントリ回転部15を回転させない一般的なスカウト撮影でよく、一方向から単一管電圧で撮影すればよい。
ステップD43では、スカウト像がモニタ6に表示される。スカウトスキャンにより0度方向又は図14(a)に示す90度方向のスカウト像が表示される。
In step D41, the subject is placed on the cradle 12 of the imaging table 10, and alignment is performed.
In step D42, X-ray data collection is performed by performing a scout scan with an X-ray tube voltage of 120 kV. A general scout imaging in which the gantry rotating unit 15 is not rotated may be performed, and imaging may be performed from one direction with a single tube voltage.
In step D43, a scout image is displayed on the monitor 6. A scout image in the 0 degree direction or the 90 degree direction shown in FIG. 14A is displayed by the scout scan.

ステップD44において、X線制御部22はスカウト像のプロファイル面積により、本スキャンのデュアルエネルギー撮影のX線管電圧が各Z方向座標位置でビュー角度ごとに求められる。図14(b)に示すように、プロファイル面積の小さいZ方向座標位置にはX線管電圧80kVとX線管電圧120kVとのX線管電圧を設定し、プロファイル面積の大きいZ方向座標位置にはX線管電圧140kVとX線管電圧120kVとのX線管電圧を設定することで、被検体の被曝が減少させられる。つまり、図13(a)に示す[z1,z2]の範囲では、X線管電圧をX線管電圧80kVとX線管電圧140kVとに設定する。   In step D44, the X-ray controller 22 obtains the X-ray tube voltage for dual energy imaging of the main scan for each view angle at each coordinate position in the Z direction based on the profile area of the scout image. As shown in FIG. 14B, an X-ray tube voltage of 80 kV and an X-ray tube voltage of 120 kV is set at the Z-direction coordinate position with a small profile area, and the Z-direction coordinate position with a large profile area is set. The X-ray tube voltage is set to an X-ray tube voltage of 140 kV and an X-ray tube voltage of 120 kV, thereby reducing the exposure of the subject. That is, in the range of [z1, z2] shown in FIG. 13A, the X-ray tube voltage is set to the X-ray tube voltage 80 kV and the X-ray tube voltage 140 kV.

ステップD45では、ビューごとまたは複数ビューごとに低いX線管電圧と高いX線管電圧とを切り換えながらX線データ収集を行う。
ステップD46では、高いX線管電圧のX線投影データのビューを抽出し、また低いX線管電圧のX線投影データのビューを抽出する。X線投影データの抽出方法は図12で説明したものと同様のX線投影データの抽出方法を用いる。
In step D45, X-ray data collection is performed while switching between a low X-ray tube voltage and a high X-ray tube voltage for each view or for each of a plurality of views.
In step D46, a view of X-ray projection data having a high X-ray tube voltage is extracted, and a view of X-ray projection data having a low X-ray tube voltage is extracted. The X-ray projection data extraction method uses the same X-ray projection data extraction method as that described with reference to FIG.

ステップD47では、高いX線管電圧のX線投影データ、低いX線管電圧のX線投影データを加重加算処理することにより、物質Aと物質BとのX線投影データを求める。例えば、物質Aと物質Bとは造影剤Ioと水、造影剤IoとカルシウムCa、及びカルシウムCaと水とのような組み合わせが考えられる。加重加算処理は1次の加重加算処理、または複数次数の加重加算処理、さらに非線型の補正処理も同時に行っても良い。   In step D47, the X-ray projection data of the substance A and the substance B is obtained by performing a weighted addition process on the X-ray projection data having a high X-ray tube voltage and the X-ray projection data having a low X-ray tube voltage. For example, the substance A and the substance B may be a combination of contrast medium Io and water, contrast medium Io and calcium Ca, and calcium Ca and water. As the weighted addition process, a first-order weighted addition process, a weighted addition process of a plurality of orders, and a non-linear correction process may be performed simultaneously.

ステップD48では、物質Aと物質Bとの断層像を画像再構成する。画像再構成部34はzフィルタ重畳処理、再構成関数重畳処理、三次元逆投影処理、及び後処理を用いて物質Aと物質Bの密度断層像を画像再構成する。   In Step D48, a tomographic image of the substance A and the substance B is reconstructed. The image reconstruction unit 34 reconstructs the density tomographic images of the substances A and B using the z filter convolution process, the reconstruction function convolution process, the three-dimensional backprojection process, and the post-process.

ステップD49では、ある管電圧相当、例えば、X線管電圧80kV相当の断層像、X線管電圧140kV相当の断層像、X線管電圧120kV相当の断層像等を、2つの物質のX線吸収係数と2つの物質の密度断層像から求めることができる。   In step D49, X-ray absorption of two substances is performed for a certain tube voltage, for example, a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 80 kV, a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 140 kV, a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 120 kV. It can be obtained from the coefficient and the density tomogram of the two substances.

ステップD50では、上述の断層像を表示する。画像再構成部34は、物質Aと物質Bとの断層像から、X線管電圧80kV相当の断層像、X線管電圧140kV相当の断層像、X線管電圧120kV相当の断層像等、複数の断層像間で均一なX線管電圧の断層像が得られるように、断層像を画像再構成することができる。また、画像再構成部34は、X線管電圧80kVの断層像、X線管電圧120kVの断層像及びX線管電圧140kV断層像からデュアルエネルギー比断層像を画像再構成しカルシウム強調断層像、造影剤強調断層像などのデュアルエネルギー撮影の断層像も画像再構成できる。   In step D50, the above-described tomographic image is displayed. The image reconstruction unit 34 includes a plurality of tomographic images of the substance A and the substance B, such as a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 80 kV, a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 140 kV, and a tomographic image corresponding to an X-ray tube voltage of 120 kV. The tomographic images can be reconstructed so that a uniform X-ray tube voltage tomographic image can be obtained between the tomographic images. The image reconstruction unit 34 reconstructs a dual energy ratio tomographic image from a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV, a tomographic image with an X-ray tube voltage of 120 kV, and an X-ray tube voltage of 140 kV, and a calcium-weighted tomographic image. Dual energy imaging tomograms such as contrast-enhanced tomograms can also be reconstructed.

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態は、走査ガントリ20が傾斜していない場合について記載しているが、走査ガントリ20が傾斜した、いわゆるチルト・スキャンの場合でも同様な効果を出すことができる。また、本実施形態は、生体信号にX線データ収集が同期しない場合について記載しているが、生体信号、特に、心拍信号に同期させても同様な効果を出すことができる。
また、上記実施形態では、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二次元X線エリア検出器を持ったX線CT装置について書かれているが、1列のX線検出器のX線CT装置においても同様の効果を出せる。
The present invention is not limited to the above embodiment.
Although the above embodiment describes the case where the scanning gantry 20 is not tilted, the same effect can be obtained even in the case of so-called tilt scanning in which the scanning gantry 20 is tilted. Moreover, although this embodiment has described the case where X-ray data acquisition is not synchronized with a biological signal, the same effect can be obtained even when synchronized with a biological signal, particularly a heartbeat signal.
In the above embodiment, an X-ray CT apparatus having a two-dimensional X-ray area detector having a matrix structure represented by a multi-row X-ray detector or a flat panel X-ray detector is described. The same effect can be obtained in the X-ray CT apparatus of the row X-ray detector.

なお、上記実施形態においては、撮影テーブル10のクレードル12をZ方向に動かすことにより、ヘリカルスキャンなどを実現している。しかし、走査ガントリ20または走査ガントリ20内の回転部15を撮影テーブル10のクレードル12に対して動かすことによっても、相対的に同様な効果を得ることができる。
上記実施形態では、医用X線CT装置を元について記載されているが、産業用X線CT装置、または、他の装置と組み合わせたX線CT−PET装置,X線CT−SPECT装置などにおいても利用できる。
In the above embodiment, helical scanning or the like is realized by moving the cradle 12 of the imaging table 10 in the Z direction. However, relatively similar effects can also be obtained by moving the scanning gantry 20 or the rotating portion 15 in the scanning gantry 20 with respect to the cradle 12 of the imaging table 10.
In the above embodiment, the medical X-ray CT apparatus is described based on the original, but also in an industrial X-ray CT apparatus or an X-ray CT-PET apparatus, an X-ray CT-SPECT apparatus combined with other apparatuses, etc. Available.

本発明の実施形態に係るX線CT装置100の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るX線CT装置100についての動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement about the X-ray CT apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention. (a)は、ビューごとにX線管電圧を切り換えながらヘリカルスキャンする方法を示す図である。 (b)は、複数ビューごとにX線管電圧を切り換えながらヘリカルスキャンする方法を示す図である。(A) is a figure which shows the method of performing a helical scan, switching an X-ray tube voltage for every view. (B) is a figure which shows the method of performing a helical scan, switching an X-ray tube voltage for every several view. 異なるX線管電圧によるデュアルエネルギー比を示したグラフである。It is the graph which showed the dual energy ratio by a different X-ray tube voltage. (a)は、90度方向のスカウト像の撮影範囲を示す図である。 (b)は、撮影範囲ごとのX線管電圧とX線管電流の変化を示す図である。(A) is a figure which shows the imaging | photography range of the scout image of a 90 degree | times direction. (B) is a figure which shows the change of the X-ray tube voltage and X-ray tube current for every imaging | photography range. 肩付近のビュー角度範囲を示す図である。It is a figure which shows the view angle range of the shoulder vicinity. (a)は、固定管電圧モードFixkVとビュー管電圧モードViewkVとの選択画面を示す図である。 (b)は、固定管電流モードFixmAとビュー管電流モードViewmAとの選択画面を示す図である。(A) is a figure which shows the selection screen of fixed tube voltage mode FixkV and view tube voltage mode ViewkV. (B) is a figure which shows the selection screen of fixed tube current mode FixmA and view tube current mode ViewmA. X線投影データの抽出方法、及び補間方法を示す図である。It is a figure which shows the extraction method of X-ray projection data, and the interpolation method. ヘリカルスカウトスキャンにおける画像再構成のフローチャートである。It is a flowchart of the image reconstruction in a helical scout scan. ノイズ指標値で撮影条件を設定するフローチャートである。It is a flowchart which sets an imaging condition with a noise index value. 断層像の加重加算処理により任意物質Mの等価画像を画像再構成する概念図である。It is a conceptual diagram which reconstructs the equivalent image of the arbitrary substance M by the weighted addition process of a tomogram. デュアルエネルギー比断層像から水等価なX線プロファイルを求めるフローチャートである。It is a flowchart which calculates | requires a water equivalent X-ray profile from a dual energy ratio tomogram. 本発明の実施形態に係るX線CT装置100についての動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement about the X-ray CT apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention. (a)は、90度方向のスカウト像の撮影範囲を示す図である。 (b)は、撮影範囲ごとの異なるX線管電圧とX線管電流の変化を示す図である。(A) is a figure which shows the imaging | photography range of the scout image of a 90 degree | times direction. (B) is a figure which shows the change of the different X-ray tube voltage and X-ray tube current for every imaging | photography range.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 操作コンソール1
2 … 入力装置
3 … 中央処理装置
5 … データ収集部
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線制御部
23 … コリメータ
24 … 多列X線検出器
25 … データ収集装置(DAS)
26 … 回転制御部
28 … ビーム形成X線フィルタ
29 … ガントリ制御部
31,31’ … X線管電圧検出器
33 … 前処理部
34 … 画像再構成部
100 … X線CT装置
Ca … カルシウム
Io … 造影剤
HB … 被検体
SC … スカウト像
1 ... Operation console 1
2 ... Input device 3 ... Central processing unit 5 ... Data collection unit 6 ... Monitor 7 ... Storage device 10 ... Imaging table 12 ... Cradle 15 ... Rotating unit 20 ... Scanning gantry 21 ... X-ray tube 22 ... X-ray control unit 23 ... Collimator 24 ... Multi-row X-ray detector 25 ... Data acquisition device (DAS)
26 ... Rotation control unit 28 ... Beam forming X-ray filter 29 ... Gantry control unit 31, 31 '... X-ray tube voltage detector 33 ... Pre-processing unit 34 ... Image reconstruction unit 100 ... X-ray CT apparatus Ca ... Calcium Io ... Contrast medium HB ... Subject SC ... Scout image

Claims (6)

X線管を有するX線CT装置であって、
ヘリカルスカウトスキャンのデュアルエネルギー撮影により得られたスカウトデータに基づいて、所定の管電圧にて被検体のスキャンを行った場合に、前記被検体の体軸方向における各位置での断層像のノイズ指標値が、指定された指標値に近づくように、前記スキャンを行うときの前記体軸方向における各位置及び各ビュー角度での管電流を算出する算出部と、
前記体軸方向における各位置及び各ビュー角度のうち、前記算出された管電流が許容最大電流以下である範囲については、前記所定の管電圧及び前記算出された管電流にてスキャンが行われ、前記算出された管電流が前記許容最大電流を超える範囲については、前記所定の管電圧より高い管電圧及び前記許容最大電流以下の管電流にてスキャンが行われるよう前記X線管を制御するX線制御部と、
前記所定の管電圧より高い管電圧にて取得された投影データを、前記スカウトデータに基づいて、前記所定の管電圧にて取得された場合の投影データに補正し、前記各位置のうち少なくとも一つの位置について、該補正された投影データと前記所定の管電圧により取得された投影データとを用いて、前記所定の管電圧による前記被検体の該位置での断層像に相当する画像を再構成する画像再構成部と、を備えるX線CT装置。
An X-ray CT apparatus having an X-ray tube,
When the subject is scanned at a predetermined tube voltage based on the scout data obtained by the dual energy imaging of the helical scout scan, the noise index of the tomographic image at each position in the body axis direction of the subject A calculation unit that calculates a tube current at each position and each view angle in the body axis direction when performing the scan so that the value approaches a designated index value;
Of each position and each view angle in the body axis direction, the range where the calculated tube current is less than or equal to the allowable maximum current is scanned with the predetermined tube voltage and the calculated tube current, For the range in which the calculated tube current exceeds the allowable maximum current, the X-ray tube is controlled so that scanning is performed at a tube voltage higher than the predetermined tube voltage and a tube current below the maximum allowable current. A line control unit;
Projection data acquired at a tube voltage higher than the predetermined tube voltage is corrected to projection data obtained at the predetermined tube voltage based on the scout data, and at least one of the positions is corrected. for One position, reconstructing an image by using the said corrected projection data acquired by the projection data and the predetermined tube voltage was equivalent to the tomographic image at the position of the subject by the predetermined tube voltage An X-ray CT apparatus.
前記X線制御部は、前記算出された管電流が前記許容最大電流以下である範囲については、前記X線管の管電圧を前記所定の管電圧に固定しつつ前記X線管の管電流を調整し、前記算出された管電流が前記許容最大電流を超える範囲については、前記X線管の管電流を前記許容最大電流に固定しつつ前記X線管の管電圧を調整する、請求項1に記載のX線CT装置。   The X-ray control unit determines the tube current of the X-ray tube while fixing the tube voltage of the X-ray tube to the predetermined tube voltage for a range where the calculated tube current is equal to or less than the allowable maximum current. The range of the calculated tube current exceeding the allowable maximum current is adjusted, and the tube voltage of the X-ray tube is adjusted while fixing the tube current of the X-ray tube to the allowable maximum current. X-ray CT apparatus described in 1. 前記画像再構成部は、前記スカウトデータによって得られた前記所定の管電圧より高い管電圧によるX線が照射された被検体部分の物質の情報と、前記所定の管電圧によるX線が照射されたときの前記物質のX線吸収係数と、前記所定の管電圧より高い管電圧によるX線が照射されたときの前記物質のX線吸収係数とに基づいて、前記所定の管電圧より高い管電圧にて取得された投影データを補正する、請求項1または請求項2に記載のX線CT装置。 The image reconstruction unit is irradiated with information on a substance in a subject portion irradiated with X-rays with a tube voltage higher than the predetermined tube voltage obtained by the scout data, and with X-rays with the predetermined tube voltage. A tube higher than the predetermined tube voltage based on the X-ray absorption coefficient of the material at the time of irradiation and the X-ray absorption coefficient of the material when irradiated with X-rays with a tube voltage higher than the predetermined tube voltage. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray CT apparatus corrects projection data acquired with a voltage. 前記画像再構成部は、前記所定の管電圧より高い管電圧での投影データを、前記物質のX線吸収係数を用いた換算係数により、前記所定の管電圧での投影データに相当するデータに変換することを特徴とする請求項3に記載のX線CT装置。 The image reconstruction unit converts projection data at a tube voltage higher than the predetermined tube voltage into data corresponding to the projection data at the predetermined tube voltage by a conversion coefficient using an X-ray absorption coefficient of the substance. The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein conversion is performed . 前記許容最大電流は、設定可能範囲の上限値である、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the allowable maximum current is an upper limit value of a settable range. 前記所定の管電圧は、実質的に120kVである、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the predetermined tube voltage is substantially 120 kV.
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