JP2000139885A - Radiation projecting image forming device - Google Patents

Radiation projecting image forming device

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JP2000139885A
JP2000139885A JP10323047A JP32304798A JP2000139885A JP 2000139885 A JP2000139885 A JP 2000139885A JP 10323047 A JP10323047 A JP 10323047A JP 32304798 A JP32304798 A JP 32304798A JP 2000139885 A JP2000139885 A JP 2000139885A
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JP
Japan
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radiation
image
image forming
focal plane
subject
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Withdrawn
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JP10323047A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Ogawa
英二 小川
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily form a projecting picture in a radiation projecting image forming device utilizing a focal surface image forming means forming a focal surface image in a scanning beam type radiation image forming device. SOLUTION: This device scans the entire surface of the target surface of a target collimator part 16 by an electron beam L1 and successively radiates an X-ray beam L2 toward a subject 9 from each collimator hole 17. An X-ray L2 transmitted through the subjected 9 is detected by a radiation detecting element and a focal surface image forming means 31 obtains focal surface image data D2 on each of a plurality of focal surfaces existing between a radiating detector 20 and the holes 17. An image conversion processing means 32 gives interpolating processing such as the correction of a magnification, the conversion of pixel density to each focal surface picture to adjust the position of pixels. A projecting image forming means 33 adds pixel values at the same pixel position of each focal surface image to each other to form the projecting image of the subject 9.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線投影画像形
成装置、すなわち被写体の放射線投影画像を形成する装
置に関し、より詳細には、面上に配置された多数の線源
から順次放射される放射線による被写体透過情報を複数
の放射線検出素子で検出して、被写体内の所定の焦点面
における焦点面画像を形成する焦点面画像形成手段を利
用した放射線投影画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation projection image forming apparatus, that is, an apparatus for forming a radiation projection image of a subject, and more particularly, to radiation emitted sequentially from a plurality of radiation sources arranged on a surface. The present invention relates to a radiation projection image forming apparatus using focal plane image forming means for detecting subject transmission information by a plurality of radiation detecting elements and forming a focal plane image at a predetermined focal plane in a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】医用画像の分野においては、被写体のあ
る断面に関する画像、すなわち断面画像を取得するX線
CTやMRI、或いは連続的に断面画像を取得する装置
が広く用いられており、医用診断の精度を飛躍的に向上
させている。
2. Description of the Related Art In the field of medical images, X-ray CT or MRI for obtaining an image relating to a certain cross section of a subject, that is, a cross-sectional image, or an apparatus for continuously obtaining a cross-sectional image has been widely used. The accuracy of has been dramatically improved.

【0003】この断面画像を取得する装置は、放射線源
から発せられた放射線をファンビーム状に形成し、この
ファンビーム状の放射線を被写体に照射し、ファンビー
ムに対応して配置されたライン状の放射線検出器で被写
体を透過した放射線を検出しながら、放射線源と放射線
検出器を被写体の回りに該被写体に対して相対的に1回
転させて、この回転軌道平面における断面画像を取得す
るのが一般的である。
An apparatus for acquiring this cross-sectional image forms radiation emitted from a radiation source in a fan beam shape, irradiates the fan beam-shaped radiation to a subject, and forms a linear beam arranged corresponding to the fan beam. While detecting the radiation transmitted through the subject by the radiation detector, the radiation source and the radiation detector are rotated around the subject by one rotation relative to the subject to obtain a cross-sectional image in the plane of the rotation orbit. Is common.

【0004】一方、これとは異なり、面上に配置された
多数の線源から順次被写体に照射された放射線による透
過放射線情報を複数の放射線検出素子で検出して、被写
体内の所定の焦点面における焦点面画像(断層画像)を
取得する装置(以下「走査ビーム型放射線画像形成装
置」という)も提案されている(SPIE VOL.2708P1
40〜P149、特表平8−508431号参照)。
On the other hand, in contrast to this, a plurality of radiation detecting elements detect transmitted radiation information from radiation sequentially radiated to a subject from a large number of radiation sources arranged on a plane, and a predetermined focal plane in the subject is detected. (Hereinafter referred to as a “scanning beam type radiation image forming apparatus”) for acquiring a focal plane image (tomographic image) in the field has been proposed (SPIE VOL.2708P1).
40-P149, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-508431).

【0005】また今日では、3次元の放射線画像情報を
検出する技術の研究が成されており、例えば、ヘリカル
CTやコーンビームCTが提案されている(「コーンビ
ームCT開発の現状とその将来」映像情報(M);19
88年1月P122〜P127、特開平9−25307
9号参照)。
[0005] At present, research on technologies for detecting three-dimensional radiation image information has been conducted, and for example, helical CT and cone beam CT have been proposed ("Current state of cone beam CT development and its future"). Video information (M); 19
Jan. 1988, P122 to P127, JP-A-9-25307
No. 9).

【0006】ここで「コーンビームCT」とは、放射線
源と2次元の放射線検出器とを被写体の回りに回転しな
がら放射線を照射し、放射線検出器により検出された各
回転位置における透過放射線画像(詳しくは投影画像)
に基づいて、3次元の放射線画像情報(ボリュームデー
タ)を取得するものである。
Here, "cone beam CT" refers to a transmitted radiation image at each rotational position detected by the radiation detector while irradiating radiation while rotating a radiation source and a two-dimensional radiation detector around a subject. (Detailed projection image)
Is used to acquire three-dimensional radiation image information (volume data).

【0007】また本出願人は、上記走査ビーム型放射線
画像形成装置に使用されている放射線源と1個または複
数の放射線検出素子を利用して、被写体の多数の投影方
向における2次元の透過放射線画像を順次取得し、該透
過放射線画像に基づいて被写体のボリュームデータを求
めることにより、散乱線の影響を受けないボリュームデ
ータを得ることを可能にした放射線画像検出装置を提案
している(特願平10−238737号参照)。
Further, the present applicant utilizes the radiation source and one or a plurality of radiation detecting elements used in the above-described scanning beam type radiation image forming apparatus to transmit two-dimensional transmitted radiation in a number of projection directions of a subject. There has been proposed a radiation image detecting apparatus which sequentially obtains images and obtains volume data of a subject based on the transmitted radiation image, thereby obtaining volume data which is not affected by scattered radiation (Japanese Patent Application No. 2002-214,197). Hei 10-238737).

【0008】ヘリカルCT,コーンビームCT、或いは
特願平10−238737号等に示したボリュームデー
タを取得する装置を、本明細書では以下「3次元CT」
という。
A device for acquiring volume data, such as a helical CT, a cone beam CT, or a device disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 10-238737, is hereinafter referred to as a “three-dimensional CT”.
That.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記走査ビ
ーム型放射線画像形成装置においては、複数の放射線検
出素子が検出した各透過放射線画像情報に基づいて、被
写体内の所定の焦点面における焦点面画像を取得するこ
とを目的としており、この焦点面の位置は、放射線検出
素子や点状線源の数および配列ピッチ、並びに放射線検
出器と放射線源との間の距離に依存するため、被写体と
撮影系との相対位置を動かさない限り、3次元CTのよ
うに任意の断面における断層画像を形成することができ
るというものではない。
By the way, in the above-mentioned scanning beam type radiation image forming apparatus, a focal plane image at a predetermined focal plane in a subject is obtained based on each transmitted radiation image information detected by a plurality of radiation detecting elements. The position of this focal plane depends on the number and arrangement pitch of the radiation detecting elements and point sources, and the distance between the radiation detector and the radiation source. As long as the relative position with respect to the system is not moved, it is not possible to form a tomographic image in an arbitrary cross section as in three-dimensional CT.

【0010】また、この走査ビーム型放射線画像形成装
置は上述のように断層画像を取得することを目的として
おり、直ちに投影画像を取得することができるというも
のではない。勿論、複数の放射線検出素子が検出した各
透過放射線画像情報に基づいて、夫々独立に投影画像を
取得することができるので、これらを集合して1つの投
影画像を形成することも考えられるが、そのためのアル
ゴリズムは未だ十分には確立されていないのが現状であ
る。
The purpose of this scanning beam type radiation image forming apparatus is to obtain a tomographic image as described above, and it is not possible to obtain a projection image immediately. Of course, based on each transmitted radiation image information detected by a plurality of radiation detection elements, a projection image can be obtained independently of each other. Therefore, it is conceivable to collect these to form one projection image. At present, the algorithm for that purpose has not been fully established yet.

【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、面上に配置された多数の線源から順次放射される
放射線による被写体透過情報を複数の放射線検出素子で
検出して、所定の焦点面における焦点面画像を形成する
焦点面画像形成手段を利用した放射線投影画像形成装置
において、投影画像を容易に形成することができるよう
にすることを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a plurality of radiation detecting elements detect subject transmission information due to radiation sequentially radiated from a large number of radiation sources arranged on a surface, and the predetermined It is an object of the present invention to enable a projection image to be easily formed in a radiation projection image forming apparatus using a focal plane image forming means for forming a focal plane image on a focal plane.

【0012】また、この投影画像を使用して3次元画像
を形成することができるようにすることを目的とするも
のである。
It is another object of the present invention to form a three-dimensional image using the projection image.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による放射線投影
画像形成装置は、面上に配置された多数の線源を有し、
該線源の夫々を順次切り換えながら被写体に放射線を照
射する放射線源と、多数の線源の夫々から発せられ被写
体を透過した放射線を検出する検出素子が複数配列され
て成る放射線検出手段と、検出素子の出力信号に基づい
て、放射線源と放射線検出手段との間の複数の焦点面に
おける焦点面画像を形成する焦点面画像形成手段と、複
数の焦点面画像を加算する等、これら焦点面画像に基づ
いて被写体の投影画像を形成する投影画像形成手段とを
備えたことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A radiation projection imaging apparatus according to the present invention has a number of sources arranged on a surface,
A radiation source for irradiating a subject with radiation while sequentially switching each of the radiation sources, a radiation detecting unit including a plurality of detection elements arranged to detect radiation emitted from each of the multiple sources and transmitted through the subject, A focal plane image forming means for forming a focal plane image on a plurality of focal planes between the radiation source and the radiation detecting means based on the output signal of the element; And a projection image forming means for forming a projection image of the subject based on the image data.

【0014】また本発明による放射線投影画像形成装置
の焦点面画像形成手段を、検出素子が放射線を検出した
際の放射線の各線路長に応じた重み付け補正をして、検
出素子の各出力信号を加算することにより焦点面画像を
形成するものとするのが望ましい。
Further, the focal plane image forming means of the radiation projection image forming apparatus according to the present invention performs weighting correction according to each line length of the radiation when the detecting element detects the radiation, and outputs each output signal of the detecting element. It is desirable to form a focal plane image by adding.

【0015】ここで「各線路長に応じた重み付け補正」
とは、線路長が異なることによるX線強度の相違に起因
する影響を排除することを目的とする補正である限りど
のような方法を用いてもよい。
Here, "weighting correction according to each line length"
Any method may be used as long as it is a correction aiming at eliminating an influence caused by a difference in X-ray intensity due to a difference in line length.

【0016】また本発明による放射線投影画像形成装置
は、複数の焦点面画像の夫々に対して、焦点面の拡がり
方向(焦点面方向)、或いは放射線源と放射線検出手段
とを結ぶ方向について、拡大率補正,画素密度変換を施
したり、複数の焦点面画像に対して濃度やコントラスト
調整等の階調処理,レスポンス調整等の画像変換処理を
施す画像変換処理手段をさらに備えたものとし、投影画
像形成手段を、この画像変換処理が施された処理済焦点
面画像に基づいて、投影画像を形成するものとするのが
望ましい。
Further, the radiation projection image forming apparatus according to the present invention enlarges each of the plurality of focal plane images in a direction in which the focal plane extends (focal plane direction) or in a direction connecting the radiation source and the radiation detecting means. The image processing apparatus further includes image conversion processing means for performing rate correction and pixel density conversion, and performing image conversion processing such as density adjustment and contrast adjustment and response adjustment on a plurality of focal plane images. It is preferable that the forming means forms a projection image based on the processed focal plane image subjected to the image conversion processing.

【0017】また本発明による放射線投影画像形成装置
は、放射線源および放射線検出手段を被写体の回りに該
被写体に対して相対的に回転させてその被写体に対する
放射線の投影方向を変更する回転手段と、被写体に対す
る複数の相異なる投影方向における投影画像に基づい
て、被写体の3次元状画像を形成する3次元画像形成手
段とを備えた、いわゆる3次元CTとすることができ
る。
Further, the radiation projection image forming apparatus according to the present invention comprises: a rotation means for rotating a radiation source and a radiation detection means around an object relative to the object to change a projection direction of radiation to the object; It can be a so-called three-dimensional CT including three-dimensional image forming means for forming a three-dimensional image of the subject based on projection images in a plurality of different projection directions with respect to the subject.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明による放射線投影画像形成装置に
よれば、複数の焦点面画像に基づいて、例えば焦点面画
像を加算する等して被写体の投影画像を形成するように
したので、容易に1つの投影画像を形成することができ
る。
According to the radiation projection image forming apparatus of the present invention, a projection image of a subject is formed based on a plurality of focal plane images by, for example, adding the focal plane images. One projection image can be formed.

【0019】また放射線の各線路長に応じた重み付けを
行って焦点面画像を形成するようにすれば、線路長が異
なることによるX線強度の相違に起因する影響を排除す
ることができ、より適正な焦点面画像を形成することが
できるようになり、より適正な投影画像を形成すること
ができる。
Further, if the focal plane image is formed by performing weighting according to each line length of the radiation, it is possible to eliminate the influence caused by the difference in the X-ray intensity due to the difference in the line length. An appropriate focal plane image can be formed, and a more appropriate projected image can be formed.

【0020】さらに、各焦点面画像に対して、拡大率補
正等の補正処理,階調処理,レスポンス調整等の画像変
換処理を施し、この画像変換処理が施された処理済焦点
面画像に基づいて投影画像を形成するようにすれば、一
層適正な投影画像を形成することができるようになる。
Further, each focal plane image is subjected to image conversion processing such as correction processing such as enlargement ratio correction, gradation processing and response adjustment, and based on the processed focal plane image subjected to this image conversion processing. If a projection image is formed by using this method, a more appropriate projection image can be formed.

【0021】さらにまた、放射線源および放射線検出手
段を被写体の回りに該被写体に対して相対的に回転させ
るとともに、複数の相異なる投影方向それぞれについて
投影画像を形成し、これら複数の投影画像に基づいて3
次元画像を形成することができるので、従来のコーンビ
ームCTと同様に、使い勝手のよい3次元CT装置を構
成できる。
Furthermore, the radiation source and the radiation detection means are rotated around the subject relative to the subject, and projection images are formed in a plurality of different projection directions, respectively, based on the plurality of projection images. 3
Since a three-dimensional image can be formed, an easy-to-use three-dimensional CT apparatus can be configured similarly to the conventional cone beam CT.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の実施
の形態による放射線投影画像形成装置の概略構成を示す
ブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a radiation projection image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0023】図1に示すように、この放射線投影画像形
成装置1は、放射線源10と、放射線検出器20と、放
射線検出器20の出力信号Sをデジタル化するA/D変
換器30と、デジタル化された画像信号D1が担持する
透過放射線画像に基づいて焦点面(詳細は後述する)に
おける焦点面画像を形成する焦点面画像形成手段31
と、該焦点面画像に対して拡大率補正等の各種画像変換
処理を施す画像変換処理手段32と、画像変換処理が施
された焦点面画像に基づいて投影画像を形成する投影画
像形成手段33と、該投影画像に基づいて被写体9の3
次元の放射線画像情報(再構成された3次元画像情報;
ボリュームデータ)を求める3次元画像形成手段40と
を備えている。
As shown in FIG. 1, the radiation projection image forming apparatus 1 includes a radiation source 10, a radiation detector 20, an A / D converter 30 for digitizing an output signal S of the radiation detector 20, Focal plane image forming means 31 for forming a focal plane image on a focal plane (details will be described later) based on the transmitted radiation image carried by the digitized image signal D1
Image conversion processing means 32 for performing various image conversion processing such as magnification correction on the focal plane image, and projection image forming means 33 for forming a projection image based on the focal plane image subjected to the image conversion processing And 3 of the subject 9 based on the projection image.
Dimensional radiation image information (reconstructed 3D image information;
Volume data).

【0024】この放射線投影画像形成装置1には、放射
線源10と放射線検出器20とを被写体9の回りに、該
被写体9に対して相対的に回転させる不図示の回転手段
が備えられている。この回転手段としては、放射線源1
0と放射線検出器20との相対位置を保ちながら、被写
体9を通る図中Z−Z’で示す線を回転軸として、放射
線源10および放射線検出器20を回転させるものであ
っても良いし、放射線源10と放射線検出器20とを固
定し、図中Z−Z’で示す線を回転軸として、被写体9
を回転させるものであっても良い。
The radiation projection image forming apparatus 1 is provided with a rotation unit (not shown) for rotating the radiation source 10 and the radiation detector 20 around the subject 9 relative to the subject 9. . This rotation means includes a radiation source 1
The radiation source 10 and the radiation detector 20 may be rotated around the line indicated by ZZ ′ in the drawing that passes through the subject 9 while maintaining the relative position between the radiation source 10 and the radiation detector 20. , The radiation source 10 and the radiation detector 20 are fixed, and the object 9
May be rotated.

【0025】3次元画像形成手段40は、投影画像形成
手段33からの投影画像データD4を収集するデータ収
集サブシステム41,収集した投影画像データD4を蓄
積するフレームバッファ42,ボリュームデータD5を
再構成するための主要部を成す多数のプロセッサ43,
フレームバッファ42とプロセッサ43との間でのデー
タ処理を制御するとともに求めたボリュームデータD5
を画像表示装置および画像処理装置(何れも不図示)に
入力するVME制御手段44を有して成る。データ収集
サブシステム41およびVME制御手段44は、当該放
射線投影画像形成装置1全体を制御するシステムコント
ローラ50と接続されており、またデータ収集サブシス
テム41はX線源制御手段19とも接続されている。
The three-dimensional image forming means 40 reconstructs a data collection subsystem 41 for collecting the projection image data D4 from the projection image forming means 33, a frame buffer 42 for storing the collected projection image data D4, and a volume data D5. A large number of processors 43,
Data processing between the frame buffer 42 and the processor 43 is controlled and the volume data D5
Is input to an image display device and an image processing device (both not shown). The data acquisition subsystem 41 and the VME control means 44 are connected to a system controller 50 that controls the entire radiation projection image forming apparatus 1, and the data acquisition subsystem 41 is also connected to the X-ray source control means 19. .

【0026】放射線源10は、不図示の電子銃から発せ
られた電子ビームL1で該放射線源10のターゲット・
コリメータ部10aの全面を走査することにより、電子
ビームL1が照射されたターゲット・コリメータ部16
のターゲット面(不図示)からX線を発生させるもので
ある(SPIE VOL.2708 P140〜P149;特にP142参
照)。ターゲット・コリメータ部16は、ターゲット面
でX線L2を発生させ、このX線L2をビーム状にして
被写体9を照射するためものであり、コリメータホール
17を多数有している。放射線源10には、X線源制御
手段19が接続されており、該X線源制御手段19によ
り電子ビームL1の発生と走査が制御される。各コリメ
ータホール17を通過したX線L2が、放射線検出器2
0に直進して入射するように、各コリメータホール17
の向きや走査ピッチが設定されている。
The radiation source 10 uses an electron beam L1 emitted from an electron gun (not shown) to
By scanning the entire surface of the collimator 10a, the target collimator 16 irradiated with the electron beam L1 is scanned.
X-rays are generated from a target surface (not shown) (see SPIE VOL. 2708 P140 to P149; especially P142). The target / collimator section 16 is for generating X-rays L2 on the target surface and irradiating the subject 9 with the X-rays L2 in the form of a beam, and has many collimator holes 17. X-ray source control means 19 is connected to the radiation source 10, and the generation and scanning of the electron beam L1 are controlled by the X-ray source control means 19. The X-ray L2 passing through each collimator hole 17 is applied to the radiation detector 2
0 so that each collimator hole 17
And the scanning pitch are set.

【0027】偏向ヨーク11は、電子ビームL1の向き
を変えてターゲット面を走査するものであり、この走査
により、コリメータホール17が順次切り換えられ、各
コリメータホール17からX線ビームが被写体9に照射
される。すなわち、各コリメータホール17がX線ビー
ムL2を発する微小線源に対応する。
The deflection yoke 11 scans the target surface by changing the direction of the electron beam L1. By this scanning, the collimator holes 17 are sequentially switched, and the X-ray beam is emitted from each collimator hole 17 to the subject 9. Is done. That is, each collimator hole 17 corresponds to a minute radiation source that emits the X-ray beam L2.

【0028】なお、放射線源は、面上に配置された多数
の線源の夫々を順次切り換えながら被写体に放射線を照
射することができるものであれば良く、必ずしも上述の
ような構成のものに限定されるものではない。
The radiation source may be any one capable of irradiating a subject with radiation while sequentially switching among a large number of radiation sources arranged on a surface, and is not necessarily limited to the above-described configuration. It is not something to be done.

【0029】放射線検出器20は、図2に示すように、
縦横に最大12個で、合計96個の放射線検出素子21
を円状に配列したものである。各検出素子21は、被写
体9を透過したX線ビームL2を検出し、検出信号Sを
後段のA/D変換器30に入力するものである。各検出
素子21は、X線を検出することができるものであれ
ば、どのようなものを使用しても良い。例えば、フォト
マル,CZT(Cd,Zn,Te),CdTe,放射線
固体検出器(特開平1-216290号,同10-215378号等参
照),シンチレータとCCD撮像素子を組み合わせたも
の等種々のものを使用できる。なお、コリメータホール
17を順次切り換えながら放射線を検出するという点、
また放射線源10を被写体9の回りに相対的に回転させ
ながら各回転位置(放射線の投影方向)において放射線
を検出するという点に鑑みれば、リアルタイムに放射線
を検出できるものを使用するのが望ましい。
The radiation detector 20, as shown in FIG.
A total of 96 radiation detection elements 21 (up to 12 in all directions)
Are arranged in a circle. Each detection element 21 detects the X-ray beam L2 transmitted through the subject 9, and inputs the detection signal S to the A / D converter 30 at the subsequent stage. As each detection element 21, any element may be used as long as it can detect X-rays. For example, various types such as a photomultiplier, CZT (Cd, Zn, Te), CdTe, a solid-state radiation detector (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-216290 and 10-215378), a combination of a scintillator and a CCD imaging device, and the like. Can be used. In addition, the point of detecting radiation while sequentially switching the collimator holes 17;
In view of the fact that radiation is detected at each rotational position (radiation projection direction) while rotating the radiation source 10 relatively around the subject 9, it is preferable to use a radiation source that can detect radiation in real time.

【0030】本例では、放射線検出素子としてフォトマ
ルを使用しており、フォトマル部22の前段部にはX線
を可視光に変換するシンチレータ部23を設け、変換さ
れた可視光をファイバ24で各フォトマル21まで導光
するようにしている(SPIE VOL.2708 P140〜P14
9;特にP142参照)。シンチレータ部23も、フォトマ
ルと同様に縦横に最大12個で、合計96個のシンチレ
ータ素子23aを円状に配列して成る(図2(C))。
In this embodiment, a photomultiplier is used as a radiation detecting element, and a scintillator unit 23 for converting X-rays into visible light is provided at a stage preceding the photomultiplier unit 22, and the converted visible light is transmitted to a fiber 24. To guide the light to each photomultiplier 21 (SPIE VOL.2708 P140 to P14
9; see especially P142). Similarly to the photomultiplier, the scintillator section 23 is formed by arranging a total of 96 scintillator elements 23a in a vertical and horizontal direction, and a total of 96 scintillator elements 23a (FIG. 2C).

【0031】以下上記構成の放射線投影画像形成装置1
の作用について説明する。
Hereinafter, the radiation projection image forming apparatus 1 having the above configuration will be described.
The operation of will be described.

【0032】X線源制御手段19からの指令を受けた放
射線源10は、電子ビームL1を発生するとともに、該
電子ビームL1でターゲット・コリメータ部16のター
ゲット面の全面を走査する。この電子ビームL1の走査
により、ターゲット面の電子ビームL1の照射を受けた
部分からX線L2が発生する。このX線L2は、ターゲ
ット・コリメータ部16のコリメータにより放射線検出
器20の方向に向かうビーム状のX線L2に形成され、
被写体9を照射する。被写体9を透過した被写体画像を
担持するX線L2が放射線検出器20に入射する。放射
線検出器20は、該X線L2を検出し、検出信号Sを出
力する。この検出信号SはA/D変換器30によって画
像データD1に変換される。
The radiation source 10, which has received a command from the X-ray source control means 19, generates an electron beam L1 and scans the entire target surface of the target collimator 16 with the electron beam L1. By the scanning of the electron beam L1, an X-ray L2 is generated from a portion of the target surface irradiated with the electron beam L1. This X-ray L2 is formed by the collimator of the target collimator unit 16 into a beam-like X-ray L2 directed toward the radiation detector 20,
The subject 9 is irradiated. The X-ray L2 carrying the subject image transmitted through the subject 9 is incident on the radiation detector 20. The radiation detector 20 detects the X-ray L2 and outputs a detection signal S. The detection signal S is converted into image data D1 by the A / D converter 30.

【0033】上述のように、放射線源10はX線源制御
手段19からの指令を受けて電子ビームL1でターゲッ
ト面を走査しているので、コリメータホール17が順次
切り換えられ、被写体9の異なる位置を透過したX線L
2が放射線検出器20に順次入射する。ここで、コリメ
ータホール17から放射され、放射線検出器20の幅目
一杯に方向付けられたX線L2は、各検出素子21を照
射するマイクロX線ビーム群とみなすことができる。
As described above, since the radiation source 10 scans the target surface with the electron beam L1 in response to the command from the X-ray source control means 19, the collimator holes 17 are sequentially switched, and the different positions of the subject 9 are different. X-ray L transmitted through
2 sequentially enter the radiation detector 20. Here, the X-rays L2 emitted from the collimator hole 17 and directed to the full width of the radiation detector 20 can be regarded as a group of micro X-ray beams that irradiate each detection element 21.

【0034】焦点面画像形成手段31は、いわゆる逆投
影法を利用して、各コリメータホール17から発せられ
被写体9を透過したX線情報(画像データD1)を、X
線源制御手段19からの電子ビームL1の走査信号と同
期をとって、すなわちコリメータホール17の切り換え
と同期をとって、時系列的に取得し、放射線検出器20
とコリメータホール17間に存在する複数の焦点面の夫
々における、ある位置(画素点)に対応した情報のみ
を、加算し規格化し、これを他の画素点についても同様
に行うことによって、夫々の焦点面における焦点面画像
を形成する。
The focal plane image forming means 31 converts the X-ray information (image data D1) emitted from each of the collimator holes 17 and transmitted through the subject 9 by using a so-called back projection method.
In synchronization with the scanning signal of the electron beam L1 from the source control means 19, that is, in synchronization with the switching of the collimator hole 17, they are acquired in time series, and the radiation detector 20 is obtained.
By adding and normalizing only the information corresponding to a certain position (pixel point) in each of the plurality of focal planes existing between the and the collimator hole 17 and performing the same for the other pixel points as well, Form a focal plane image at the focal plane.

【0035】この機構を、あるコリメータホール列(線
源列)と検出素子列を例に図示すると図3のように表す
ことができる。図示するように、線源列と検出素子列と
の間には、複数(本例ではA〜Dの4つ)の焦点面がで
きることが判る。焦点面の数や、各焦点面における画素
点の数等は、コリメータホール17や検出素子21の数
および配列ピッチ、並びに線源列と検出素子列との距離
などに依存する。
This mechanism can be represented as shown in FIG. 3 by taking a collimator hole row (source row) and a detection element row as an example. As shown in the figure, it can be seen that a plurality of (four in this example, A to D) focal planes are formed between the source row and the detection element row. The number of focal planes, the number of pixel points on each focal plane, and the like depend on the number and arrangement pitch of the collimator holes 17 and the detection elements 21 and the distance between the source row and the detection element rows.

【0036】この幾何学的な関係は、装置構成に依存す
るものであり把握可能であるから、ある焦点面のある画
素点に関する画素値を求める場合、どの線源から放出さ
れたX線で得られた情報のうちどの検出素子の情報を加
算すればよいかがわかる。例えば、図3に示す焦点面B
の画素点B1の画素値は、コリメータホール17aから
発せられ検出素子21uに入射する情報(以下「17a
→21u」のように記載する),17b→21t,17
c→21s,17d→21r,17e→21qおよび1
7f→21pの6つの情報を加算すればよい。つまり、
焦点面Bは6つのビームによる情報を加算することによ
り、焦点面画像が得られる。このような対応関係を予め
設定しておき、撮影により検出された画像データD1に
基づいて、各焦点面に関する焦点面画像を形成する。
Since this geometrical relationship depends on the device configuration and can be grasped, when a pixel value for a certain pixel point on a certain focal plane is obtained, the X-rays emitted from any source are used. It is possible to know which detection element information to add to the obtained information. For example, the focal plane B shown in FIG.
The pixel value of the pixel point B1 is information (hereinafter referred to as “17a
→ 21u ”), 17b → 21t, 17
c → 21s, 17d → 21r, 17e → 21q and 1
What is necessary is just to add six information of 7f → 21p. That is,
For the focal plane B, a focal plane image is obtained by adding information from the six beams. Such a correspondence is set in advance, and a focal plane image for each focal plane is formed based on the image data D1 detected by photographing.

【0037】ここで、ある焦点面のある画素点を考える
と、各コリメータホール17と検出素子21との間の距
離が異なるので、線路長に応じてX線強度が異なり、適
正な焦点面画像が得られない。そこで、各画素点に関す
る画素値を求める場合、線路長の違う情報をそのまま加
算するのではなく、距離に応じた重み付けを行って加算
する。
Here, considering a certain pixel point on a certain focal plane, since the distance between each collimator hole 17 and the detecting element 21 is different, the X-ray intensity is different according to the line length, and an appropriate focal plane image is obtained. Can not be obtained. Therefore, when obtaining a pixel value for each pixel point, weighting according to the distance is performed and added instead of directly adding information having different line lengths.

【0038】このようにして形成した焦点面画像に対し
て、さらに規格化処理を施す。規格化処理を施すのは、
各焦点面画像の画素点を構成するビーム数が異なるの
で、それを補正するためである。
The focal plane image thus formed is further subjected to normalization processing. To perform the normalization process,
Since the number of beams constituting the pixel points of each focal plane image is different, it is for correcting the difference.

【0039】次に投影画像形成手段33が、各焦点面画
像に基づいて以下のようにして投影画像を形成する。各
焦点面画像の画素数(密度)や、検出素子21の並び方
向(焦点面方向;図中X方向)における画素位置は、各
焦点面毎に異なる。そこで、先ず画像変換処理手段32
により、各焦点面画像に対して拡大率補正や画素密度変
換等の補間処理を施して画素位置を合わせる。その後、
投影画像形成手段33が、検出素子21とコリメータホ
ール17とを結ぶ方向(図中Y方向)に加算する、つま
り各焦点面画像の同じ画素位置の画素値同志を加算する
ことにより、被写体9の投影画像を形成する。補間処理
は、線形補間,高次の補間,フィルタリング等、複数の
焦点面画像に基づいて投影画像を形成することができる
ものである限り、どのような処理を用いてもよい。ま
た、この補間処理とともに、濃度調整やコントラスト調
整等の階調処理やレスポンス調整等を行ってもよい。さ
らに補間処理や階調処理等を、焦点面方向だけでなく検
出素子21とコリメータホール17とを結ぶ方向につい
ても行うと、より望ましい投影画像を形成することがで
きる。
Next, the projection image forming means 33 forms a projection image based on each focal plane image as follows. The number of pixels (density) of each focal plane image and the pixel position in the direction in which the detection elements 21 are arranged (focal plane direction; X direction in the drawing) are different for each focal plane. Therefore, first, the image conversion processing means 32
Thus, interpolation processing such as magnification correction and pixel density conversion is performed on each focal plane image to adjust the pixel position. afterwards,
The projection image forming means 33 adds in the direction connecting the detection element 21 and the collimator hole 17 (the Y direction in the drawing), that is, adds the pixel values of the same pixel position of each focal plane image, thereby obtaining the subject 9 Form a projection image. As the interpolation processing, any processing may be used as long as a projection image can be formed based on a plurality of focal plane images, such as linear interpolation, higher-order interpolation, and filtering. In addition to this interpolation processing, gradation processing such as density adjustment and contrast adjustment, response adjustment, and the like may be performed. Further, if interpolation processing, gradation processing, and the like are performed not only in the focal plane direction but also in the direction connecting the detection element 21 and the collimator hole 17, a more desirable projected image can be formed.

【0040】このようにして、放射線源10および放射
線検出器20の所定の回転位置(投影方向)における投
影画像データD4が求められたら、放射線源10および
放射線検出器20を被写体9の回りに該被写体9を中心
として所定の角度だけ回転させて、上述と同様にその回
転位置における投影画像データD4を求める。このよう
な処理を、被写体9の全周に亘る投影画像データD4が
求められるまで繰り返す。
When the projection image data D4 at the predetermined rotation position (projection direction) of the radiation source 10 and the radiation detector 20 is obtained in this manner, the radiation source 10 and the radiation detector 20 are moved around the subject 9. By rotating the subject 9 by a predetermined angle around the center, the projection image data D4 at the rotated position is obtained in the same manner as described above. Such processing is repeated until the projection image data D4 over the entire circumference of the subject 9 is obtained.

【0041】投影画像データD4は、3次元画像形成手
段40のデータ収集サブシステム41に入力され、一旦
フレームバッファ42に蓄積される。
The projection image data D 4 is input to the data collection subsystem 41 of the three-dimensional image forming means 40 and is temporarily stored in the frame buffer 42.

【0042】ボリュームデータD5は、多数のプロセッ
サ43を有する並列処理ユニットにより求められる。こ
のボリュームデータD5を求めるに際しては、フェルド
カンプアルゴリズム(Feldkamp LA,Davis LC,Kress JW,
Practical cone-beam algoritm. J Opt Soc Am A 1984;
1:P612〜P619)等,周知の3次元データを再構成する計
算方法を使用することができる。ここでは、このボリュ
ームデータD5の求め方についての説明は省略する。
The volume data D5 is obtained by a parallel processing unit having many processors 43. When obtaining this volume data D5, a Feldkamp algorithm (Feldkamp LA, Davis LC, Kress JW,
Practical cone-beam algoritm. J Opt Soc Am A 1984;
1: P612 to P619), and a well-known calculation method for reconstructing three-dimensional data can be used. Here, description of how to obtain the volume data D5 will be omitted.

【0043】求められたボリュームデータD5はVME
制御手段44を介して画像表示装置や画像処理装置に入
力される。画像表示装置にはボリュームデータD5に基
づく3次元画像や、画像処理装置によりボリュームデー
タD5を処理して得た、例えば矢状断層像(正中断層
像)やレンダリング画像等が表示される。
The obtained volume data D5 is VME
The data is input to the image display device or the image processing device via the control unit 44. The image display device displays a three-dimensional image based on the volume data D5, and a sagittal tomographic image (normally interrupted layer image), a rendering image, and the like obtained by processing the volume data D5 by the image processing device.

【0044】上述したように、本発明によれば、面上に
配置された多数の線源から順次放射される放射線による
被写体透過情報を複数の放射線検出素子で検出して、被
写体内の所定の焦点面における焦点面画像を取得する放
射線画像形成装置において、焦点面画像だけでなく投影
画像をも容易に形成することができるようになり、さら
に被写体に対する多数の投影方向から同様の手順で撮影
して多数の投影画像を取得するようにすれば、従来のコ
ーンビームCTと同様の方法によりボリュームデータを
取得することができ、3次元画像や断層画像を表示装置
上に表示させることができるようになる。
As described above, according to the present invention, a plurality of radiation detecting elements detect subject transmission information based on radiation sequentially emitted from a large number of radiation sources arranged on a surface, and the predetermined information within the subject is detected. In a radiographic image forming apparatus that acquires a focal plane image in a focal plane, not only a focal plane image but also a projection image can be easily formed. If a large number of projection images are acquired, volume data can be acquired by the same method as the conventional cone beam CT, and a three-dimensional image or tomographic image can be displayed on a display device. Become.

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

【図1】本発明による放射線画像形成装置の概略構成を
示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a radiation image forming apparatus according to the present invention.

【図2】放射線検出器の詳細を示す図;側面図(A),
フォトマル部の平面図(B),シンチレータ部の平面図
(C)
FIG. 2 is a view showing details of a radiation detector;
Plan view of photomultiplier section (B), plan view of scintillator section (C)

【図3】放射線源と放射線検出器とにより形成される焦
点面について説明する図
FIG. 3 is a diagram illustrating a focal plane formed by a radiation source and a radiation detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放射線投影画像形成装置 9 被写体 10 放射線源 16 ターゲット・コリメータ部 17 コリメータホール(線源に相当する) 20 放射線検出器 21 放射線検出素子 30 A/D変換器 31 焦点面画像形成手段 32 画像変換処理手段 33 投影画像形成手段 40 3次元画像形成手段 L1 電子ビーム L2 X線ビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation projection image forming apparatus 9 Subject 10 Radiation source 16 Target collimator part 17 Collimator hole (corresponding to a radiation source) 20 Radiation detector 21 Radiation detection element 30 A / D converter 31 Focal plane image forming means 32 Image conversion processing Means 33 Projected image forming means 40 Three-dimensional image forming means L1 Electron beam L2 X-ray beam

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 面上に配置された多数の線源を有し、該
線源の夫々を順次切り換えながら被写体に放射線を照射
する放射線源と、 前記多数の線源の夫々から発せられ被写体を透過した放
射線を検出する検出素子が複数配列されて成る放射線検
出手段と、 前記検出素子の出力信号に基づいて、前記放射線源と前
記放射線検出手段との間の複数の焦点面における焦点面
画像を形成する焦点面画像形成手段と、 複数の前記焦点面画像に基づいて、前記被写体の投影画
像を形成する投影画像形成手段とを備えたことを特徴と
する放射線投影画像形成装置。
A radiation source for irradiating a subject with radiation while sequentially switching each of the radiation sources; and a radiation source emitted from each of the plurality of radiation sources. Radiation detecting means in which a plurality of detecting elements for detecting transmitted radiation are arranged, and a focal plane image on a plurality of focal planes between the radiation source and the radiation detecting means based on an output signal of the detecting element. A radiation projection image forming apparatus, comprising: a focal plane image forming unit that forms; and a projection image forming unit that forms a projection image of the subject based on the plurality of focal plane images.
【請求項2】 前記焦点面画像形成手段が、前記検出素
子が前記放射線を検出した際の放射線の各線路長に応じ
た重み付け補正をして、前記検出素子の各出力信号を加
算することにより前記焦点面画像を形成するものである
ことを特徴とする請求項1記載の放射線投影画像形成装
置。
2. The method according to claim 1, wherein the focal plane image forming means performs weighting correction according to each line length of the radiation when the detecting element detects the radiation, and adds each output signal of the detecting element. 2. The radiation projection image forming apparatus according to claim 1, wherein the focal plane image is formed.
【請求項3】 前記複数の焦点面画像の夫々に対して、
拡大率補正,画素密度変換,階調処理,レスポンス調整
等の画像変換処理を施す画像変換処理手段をさらに備
え、 前記投影画像形成手段が、該画像変換処理が施された処
理済焦点面画像に基づいて、前記投影画像を形成するも
のであることを特徴とする請求項1または2記載の放射
線投影画像形成装置。
3. For each of the plurality of focal plane images,
The image processing apparatus further includes image conversion processing means for performing image conversion processing such as magnification correction, pixel density conversion, gradation processing, response adjustment, and the like, wherein the projection image forming means outputs the processed focal plane image to which the image conversion processing has been performed. The radiation projection image forming apparatus according to claim 1, wherein the projection image is formed based on the projection image.
【請求項4】 前記放射線源および前記放射線検出手段
を前記被写体の回りに該被写体に対して相対的に回転さ
せて該被写体に対する放射線の投影方向を変更する回転
手段と、 前記被写体に対する複数の相異なる投影方向における前
記投影画像に基づいて前記被写体の3次元状画像を形成
する3次元画像形成手段とをさらに備えたことを特徴と
する請求項1から3いずれか1項記載の放射線投影画像
形成装置。
4. A rotation unit for rotating the radiation source and the radiation detection unit around the subject relative to the subject to change a projection direction of radiation on the subject, and a plurality of phases for the subject. The radiation projection image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a three-dimensional image forming unit that forms a three-dimensional image of the subject based on the projection images in different projection directions. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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