JP2002017717A - X-ray ct apparatus - Google Patents

X-ray ct apparatus

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JP2002017717A
JP2002017717A JP2000201717A JP2000201717A JP2002017717A JP 2002017717 A JP2002017717 A JP 2002017717A JP 2000201717 A JP2000201717 A JP 2000201717A JP 2000201717 A JP2000201717 A JP 2000201717A JP 2002017717 A JP2002017717 A JP 2002017717A
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Japan
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ray
subject
scan
dose
integrator
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Application number
JP2000201717A
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Japanese (ja)
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Kenji Nagai
賢二 長井
Koji Bessho
浩治 別所
Kiyoshi Ichinoseki
淑 一関
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
Yokogawa Medical Systems Ltd
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5258Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain required S/N on projection data even if a subject is substantially photographed in a low dose mode in an X-ray CT apparatus. SOLUTION: This X-ray CT apparatus is provided with an X-ray tube 40 and an X-ray detector array 70 opposed to each other with the subject 100 placed between, and recomposes a CT tomographic image of the subject on the basis of projection data collected from the X-ray detector array. The X-ray CT apparatus is further provided with an integrator 1 integrating the detection output of an X-ray detector XDi and capable of changing the integrating time constant, an X-ray dose estimating means 2 for estimating an X-ray dose per picture element inputted to the X-ray detector XDi, on the basis of specified set information related to a scanning plan, and a control means 3 for changing the integrating time constant of the integrator in a diminishing direction when the estimated X-ray dose is less than a specified threshold TH.

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X線CT装置に関
し、更に詳しくは被検体を挟んで相対向するX線管及び
X線検出器アレイを備え、X線検出器アレイから収集し
た投影データに基づき被検体のCT断層像を再構成する
X線CT装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly, to an X-ray CT apparatus having an X-ray tube and an X-ray detector array opposed to each other with a subject interposed therebetween. The present invention relates to an X-ray CT apparatus that reconstructs a CT tomographic image of a subject based on the X-ray CT apparatus.

【0002】この種のX線CT装置では、X線検出器に
入力されるX線線量が小さくなると、電子回路(X線検
出器,積分器等)で発生する電気的な雑音が無視できな
くなり、このためX線検出信号、更にはこれを積分・A
/D変換した投影データのS/N比が劣化する。そこ
で、X線線量が小さくなってもX線検出信号(投影デー
タ)のS/N比を劣化させないことが望まれる。
In this type of X-ray CT apparatus, when the X-ray dose input to the X-ray detector decreases, electrical noise generated in electronic circuits (X-ray detector, integrator, etc.) cannot be ignored. Therefore, the X-ray detection signal, and further the integration
The S / N ratio of the / D converted projection data deteriorates. Therefore, it is desired that the S / N ratio of the X-ray detection signal (projection data) is not deteriorated even if the X-ray dose becomes small.

【0003】[0003]

【従来の技術】図11は従来のX線CT装置の要部構成
図で、主にデータ収集システム(DAS)の構成を示し
ている。図において、40は回転陽極型のX線管、50
はX線の曝射範囲(主にスライス厚方向)を制限するコ
リメータ、100は被検体、20は被検体を載置して体
軸方向に移動させる撮影テーブル、70は多数(例えば
n=1000程度)のX線検出器が円弧状の1列に配列
されているX線検出器アレイ、XD1〜XDnは例えば
シンチレータとフォトダイオードとからなるX線検出
器、811 〜81nはX線検出器の検出出力を積分する
積分器、A1〜Anはアンプ、SH1〜SHnはサンプ
ルホールド回路、82は信号マルチプレクサ(MP
X)、83はA/D変換器(A/D)、15はデータ収
集バッファ、11はX線CT装置の主制御・処理(スキ
ャン制御,CT断層像再構成処理等)を行う中央処理装
置、11aはそのCPU、11bはCPUが実行する制
御プログラム等を記憶している主メモリ(MEM)、1
4はCPU11aの制御インタフェース、84はX線デ
ータ検出・収集制御に係る各種タイミング信号を発生す
るタイミング発生部(TG)である。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a block diagram of a main part of a conventional X-ray CT apparatus, mainly showing a configuration of a data acquisition system (DAS). In the figure, 40 is a rotating anode type X-ray tube, 50
Is a collimator for limiting the X-ray irradiation range (mainly in the slice thickness direction), 100 is the subject, 20 is an imaging table on which the subject is placed and moved in the body axis direction, and 70 is a large number (for example, n = 1000). XD detector array in which the X-ray detectors are arranged in a single row in an arc shape, XD1 to XDn are X-ray detectors composed of, for example, a scintillator and a photodiode, and 81 1 to 81 n are X-ray detectors. A1 to An are amplifiers, SH1 to SHn are sample and hold circuits, and 82 is a signal multiplexer (MP
X), 83 are A / D converters (A / D), 15 is a data acquisition buffer, 11 is a central processing unit that performs main control and processing (scan control, CT tomographic image reconstruction processing, etc.) of the X-ray CT apparatus , 11a is its CPU, 11b is a main memory (MEM) storing a control program executed by the CPU, etc., 1
Reference numeral 4 denotes a control interface of the CPU 11a, and reference numeral 84 denotes a timing generator (TG) that generates various timing signals related to X-ray data detection / collection control.

【0004】動作を概説すると、X線管40からのファ
ンビームは被検体100を介してX線検出器アレイ70
に一斉に入射する。今、X線ビームXB1の信号検出処
理に着目すると、X線検出器XD1はX線ビームXB1
の強度に応じた電流信号IB1を出力し、積分器811
は入力の電流信号IB1を一定の時定数(容量C)で積
分する。
In operation, the fan beam from the X-ray tube 40 passes through the subject 100 through the X-ray detector array 70.
All at once. Now, focusing on the signal detection processing of the X-ray beam XB1, the X-ray detector XD1
And outputs a current signal IB1 corresponding to the intensity of the integrator 81 1
Integrates the input current signal IB1 with a constant time constant (capacitance C).

【0005】この積分動作を一般的な式で記述すると、
入力電流iSと積分器の出力電圧VOと間には(1)式、
[0005] This integration operation can be described by a general equation:
Equation (1) is applied between the input current i S and the output voltage V O of the integrator,

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】の関係がある。ここで、積分器の出力電圧
Oは入力電流iSを(1/C)の比で積分する関係にあ
り、そこで、本明細書ではこの容量Cのことを積分の時
定数とも呼ぶ。また、この場合の抵抗Rは抵抗値の比較
的小さい所謂回路の保護抵抗であり、積分動作(時定
数)には寄与しないものとする。
[0007] There is a relationship. Here, the output voltage V O of the integrator has a relationship of integrating the input current i S at a ratio of (1 / C). Therefore, in this specification, the capacitance C is also referred to as a time constant of integration. The resistor R in this case is a so-called circuit protection resistor having a relatively small resistance value, and does not contribute to the integration operation (time constant).

【0008】更に、アンプA1は積分器811 の出力を
増幅し、サンプルホールド回路SH1はアンプA1の出
力を所定のタイミングでサンプルホールドする。他のX
線ビームXB2〜XBnの各信号検出処理についても同
様である。そして、信号マルチプレクサ82はサンプル
ホールド回路SH1〜SHnの各サンプル出力を高速で
スキャンし、A/D変換器83は信号マルチプレクサ8
2の各出力を高速でA/D変換する。こうして得られた
一連の主信号データ(投影データ)はデータ収集バッフ
ァ15に蓄積され、CPU11aにより処理される。
Furthermore, the amplifier A1 amplifies the output of the integrator 81 1, the sample-hold circuit SH1 samples and holds the output of the amplifier A1 at a predetermined timing. Other X
The same applies to each signal detection processing of the line beams XB2 to XBn. The signal multiplexer 82 scans each sample output of the sample hold circuits SH1 to SHn at high speed, and the A / D converter 83
2 is A / D converted at high speed. A series of main signal data (projection data) thus obtained is stored in the data collection buffer 15 and processed by the CPU 11a.

【0009】なお、積分器811〜81n において、ブ
ロック「RESET」はコンデンサCのリセット回路で
あり、タイミング発生部84のリセット信号RSが付勢
されると、アナログスイッチS5が閉成され、容量Cの
電荷Qがリセット回路を介して放電される。また、ブロ
ック「AUTO ZERO」はオペアンプOAの入力オ
フセット電圧キャリブレーション回路であり、タイミン
グ発生部84のキャリブレーション信号CALが付勢さ
れると、アナログスイッチS6,S7が図示の反対側に
切替えられ、その時のオペアンプOAの出力電圧VO
0Vとなる様にキャリブレーション回路のバイアス状態
が更新される。
In the integrators 81 1 to 81 n , the block “RESET” is a reset circuit for the capacitor C. When the reset signal RS of the timing generator 84 is activated, the analog switch S5 is closed, The charge Q of the capacitor C is discharged via the reset circuit. The block “AUTO ZERO” is an input offset voltage calibration circuit of the operational amplifier OA, and when the calibration signal CAL of the timing generation unit 84 is activated, the analog switches S6 and S7 are switched to the opposite sides shown in the drawing. The bias state of the calibration circuit is updated so that the output voltage V O of the operational amplifier OA at that time becomes 0 V.

【0010】ところで、この種のX線CT装置で問題と
なる雑音には、大きく分けてX線による量子雑音とX線
検出初段の電子回路による増幅器雑音とがある。量子雑
音は、X線光子密度の時間的、空間的な揺らぎが原因と
なるものである。一方、増幅器雑音は、初段増幅器にお
ける回路抵抗の熱雑音やトランジスタ等の電流に伴う散
弾雑音等が原因となるものである。これらの雑音は、X
線検出器XDに十分なX線線量が入力される(高線量モ
ードの)場合にはあまり問題とはならないが、X線線量
が低下した(低線量モードの)場合には、これらの雑音
が無視できなくなり、投影データのS/N比を劣化させ
る。特に後者の増幅器雑音は、入力信号の有無に関係な
く発生し、加算の形で信号成分に重畳され、こうして投
影データのS/N比に少なからず悪影響を与える。
[0010] By the way, noises which are problematic in this type of X-ray CT apparatus are roughly classified into quantum noise due to X-rays and amplifier noise due to an electronic circuit at the first stage of X-ray detection. Quantum noise is caused by temporal and spatial fluctuations in X-ray photon density. On the other hand, amplifier noise is caused by thermal noise of circuit resistance in the first-stage amplifier, shot noise accompanying current of transistors and the like. These noises are X
This is not a problem when a sufficient X-ray dose is input to the X-ray detector XD (in the high dose mode), but when the X-ray dose is reduced (in the low dose mode), these noises are reduced. This cannot be ignored and degrades the S / N ratio of the projection data. In particular, the latter amplifier noise occurs regardless of the presence or absence of an input signal and is superimposed on the signal component in the form of addition, thus having a considerable adverse effect on the S / N ratio of the projection data.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
X線CT装置では、このような増幅器雑音に対する対策
は何らなされておらず、このために、被検体が低線量モ
ードで撮影される場合には、そのスカウトスキャンで得
られるスカウト像(二次元レントゲン画像)やアキシャ
ル/ヘリカルスキャンで得られるCT断層像が著しく劣
化する問題があった。
However, in the above-mentioned conventional X-ray CT apparatus, no countermeasure against such amplifier noise is taken, and therefore, when the subject is photographed in the low dose mode. However, there is a problem that a scout image (two-dimensional X-ray image) obtained by the scout scan and a CT tomographic image obtained by the axial / helical scan are significantly deteriorated.

【0012】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的とする所は、被検体が実質的に低
線量モードで撮影されることになる場合でもその投影デ
ータにつき所要のS/N比が得られるX線CT装置を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object the purpose of providing projection data required even when an object is to be photographed in a substantially low-dose mode. An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus capable of obtaining an S / N ratio.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題は例えば図1
の構成により解決される。即ち、本発明(1)のX線C
T装置は、被検体100を挟んで相対向するX線管40
及びX線検出器アレイ70を備え、X線検出器アレイか
ら収集した投影データに基づき被検体のCT断層像を再
構成するX線CT装置において、X線検出器XDiの検
出出力を積分する積分器1であって、その積分時定数を
変更可能なものと、スキャン計画に係る所定の設定情報
に基づきX線検出器XDiに入力される1画素当たりの
X線線量を推定するX線線量推定手段2と、前記推定さ
れたX線線量が所定閾値THを下回ることにより積分器
1の積分時定数を小さくする方向に変更する制御手段3
とを備えるものである。
The above-mentioned problem is solved, for example, by referring to FIG.
Is solved. That is, the X-ray C of the present invention (1)
The T apparatus includes an X-ray tube 40 facing each other across the subject 100.
And an X-ray detector array for reconstructing a CT tomographic image of the subject based on the projection data collected from the X-ray detector array, and integrating the detection output of the X-ray detector XDi. X-ray dose estimator for estimating the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector XDi based on predetermined setting information relating to a scan plan, the detector 1 being capable of changing its integration time constant. Means 2 and control means 3 for changing the integration time constant of the integrator 1 to a direction in which the integration time constant of the integrator 1 is reduced when the estimated X-ray dose falls below a predetermined threshold TH.
Is provided.

【0014】本発明(1)においては、積分器1はその
積分時定数を変更可能なことにより低線量モードにおけ
るX線検出信号(即ち、積分器1)のS/N比を改善可
能である。なお、この原理的な構成、作用については後
述の実施の形態の説明において明らかとなる。そして、
X線線量推定手段2はスキャン計画に係る所定の設定情
報に基づきX線検出器XDiに入力される1画素当たり
のX線線量を推定し、かつ制御手段3は前記推定された
X線線量が所定閾値THを下回ることにより積分器1の
積分時定数を小さくする方向に変更する。
In the present invention (1), the integrator 1 can improve the S / N ratio of the X-ray detection signal (ie, the integrator 1) in the low dose mode by changing its integration time constant. . The principle configuration and operation will be apparent in the description of the embodiment below. And
The X-ray dose estimating means 2 estimates the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector XDi based on predetermined setting information relating to the scan plan, and the control means 3 determines whether the estimated X-ray dose is When the value falls below the predetermined threshold value TH, the integration time constant of the integrator 1 is changed to a smaller value.

【0015】従って、被検体が実質的に低線量モードで
撮影されることになるような場合であっても、このよう
な状態を的確に推定できると共に、その際にはX線検出
信号(積分器1)のS/N比を改善することで、常に被
検体の良質な投影データが得られる。
Therefore, even when the subject is to be imaged in the substantially low-dose mode, such a state can be accurately estimated, and at that time, the X-ray detection signal (integration By improving the S / N ratio of the device 1), high-quality projection data of the subject can always be obtained.

【0016】なお、上記所定閾値THは複数段階に設け
ることが可能であり、これに応じて積分時定数も複数段
階に小さくできる。
The predetermined threshold value TH can be set in a plurality of steps, and the integration time constant can be reduced in a plurality of steps accordingly.

【0017】好ましくは本発明(2)においては、上記
本発明(1)において、X線線量推定手段2は、スキャ
ン計画に係るX線管の曝射エネルギー、被検体体軸方向
のスライス厚、被検体のスキャン時間及び被検体の体型
のうちの何れか1又は2以上の設定情報に基づきX線検
出器に入力される1画素当たりのX線線量を推定するも
のである。
Preferably, in the present invention (2), in the above-mentioned present invention (1), the X-ray dose estimating means 2 comprises: an irradiation energy of an X-ray tube relating to a scan plan; This is for estimating an X-ray dose per pixel input to the X-ray detector based on setting information of one or more of the scan time of the subject and the body type of the subject.

【0018】本発明(2)においては、X線検出器に入
力される1画素当たりのX線線量は、X線管の曝射エネ
ルギー、被検体のスライス厚、被検体のスキャン時間及
び又は被検体の体型(肥満等)に応じて変化することか
ら、これらのうちの何れか1又は2以上の設定情報に基
づき被検体が実質的に低線量モードで撮影されることに
なるような場合を的確に推定できる。なお、被検体の体
型に係る情報については、例えば操作者が被検体を目で
観察した感じに基づき、マニュアル設定可能である。
In the present invention (2), the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector is determined by the irradiation energy of the X-ray tube, the slice thickness of the subject, the scan time of the subject, and / or the subject. Since the subject changes depending on the body type (obesity, etc.) of the subject, the subject may be substantially imaged in the low-dose mode based on one or more of these setting information. It can be accurately estimated. The information on the body type of the subject can be manually set based on, for example, the feeling of the operator visually observing the subject.

【0019】また好ましくは本発明(3)においては、
上記本発明(2)において、予めX線撮影系の体軸回り
の回転角を固定して行うスカウトスキャンにより得られ
た被検体のスカウト像データに基づき被検体の体型を推
定する体型推定手段4を更に備え、X線線量推定手段2
は、前記体型推定手段4の推定出力を被検体の体型に係
る設定情報とするものである。従って、本発明(3)に
よれば、被検体の体型を客観的に的確に推定できる。
Preferably, in the present invention (3),
In the present invention (2), the body type estimating means 4 for estimating the body type of the subject based on the scout image data of the subject obtained by the scout scan performed by previously fixing the rotation angle around the body axis of the X-ray imaging system X-ray dose estimating means 2
Is for setting the estimated output of the body type estimating means 4 as setting information relating to the body type of the subject. Therefore, according to the present invention (3), the body type of the subject can be objectively and accurately estimated.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通
して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout the drawings.

【0021】図2は実施の形態によるX線CT装置の要
部構成図で、図において、10はユーザが操作する操作
コンソール、20は被検体を載せて体軸方向に移動させ
る撮影テーブル、30はX線ファンビームにより被検体
のAxial/Herical スキャン・読取等を行う走査ガン
トリである。
FIG. 2 is a block diagram of the main part of the X-ray CT apparatus according to the embodiment. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an operation console operated by a user, reference numeral 20 denotes an imaging table on which a subject is placed and moved in the body axis direction, Numeral denotes a scanning gantry for performing Axial / Herical scanning / reading of a subject by an X-ray fan beam.

【0022】走査ガントリ30において、40は回転陽
極型のX線管、41はX線の照射タイミング(被検体へ
のX線照射時間Secに対応)やX線の強度(管電圧k
V,管電流mA)を制御するX線制御部、50はX線の
曝射範囲(主にスライス厚方向)を制限するコリメー
タ、51はX線の透過スリット幅(被検体の体軸方向に
おける検出幅Thic に対応)や位置を調整するコリメー
タ制御部、60はX線管40やX線検出器アレイ70等
を含むX線撮像系を被検体の体軸の回りに回転させる回
転制御部、70は多数(例えばn=1000程度)のX
線検出器が円弧状の例えば1列に配列されているX線検
出器アレイ、80はX線検出器アレイの検出データ(投
影データ)を収集するデータ収集部(DAS)である。
In the scanning gantry 30, reference numeral 40 denotes a rotating anode type X-ray tube, 41 denotes X-ray irradiation timing (corresponding to the X-ray irradiation time Sec to the subject) and X-ray intensity (tube voltage k).
V, tube current mA), 50 is a collimator that limits the X-ray irradiation range (mainly in the slice thickness direction), 51 is the X-ray transmission slit width (in the body axis direction of the subject). A collimator control unit for adjusting the detection width Thic) and position; a rotation control unit 60 for rotating an X-ray imaging system including the X-ray tube 40 and the X-ray detector array 70 around the body axis of the subject; 70 is a large number (for example, about n = 1000) of X
An X-ray detector array in which the line detectors are arranged in, for example, one line in an arc shape, and 80 is a data acquisition unit (DAS) that acquires detection data (projection data) of the X-ray detector array.

【0023】操作コンソール10において、11はX線
CT装置の主制御・処理(スキャン制御,CT画像再構
成処理,本発明に係る積分器の時定数制御等)を行う中
央処理装置、12はキーボードやマウス等からなる入力
装置、13はスキャン計画(撮像パラメータkV,m
A,Sec,Thic 等)やCT再構成画像等を表示するた
めの表示装置(CRT)、14はCPU11aが走査ガ
ントリ30や撮影テーブル20との間で各種制御信号C
やモニタ信号SDのやり取り行うための制御インタフェ
ース、15はデータ収集部80からの主信号データを一
時的に蓄積するデータ収集バッファ、16はX線CT装
置の運用に必要な各種データやアプリケーションプログ
ラム等を記憶している二次記憶装置(ディスク装置等)
である。
In the operation console 10, reference numeral 11 denotes a central processing unit which performs main control and processing (scan control, CT image reconstruction processing, time constant control of the integrator according to the present invention) of the X-ray CT apparatus, and 12 denotes a keyboard. And an input device 13 including a mouse and the like, and 13 is a scan plan (imaging parameters kV, m
A, Sec, Thic, etc.) and a display device (CRT) 14 for displaying a CT reconstructed image and the like, the CPU 11a is provided with various control signals C between the scanning gantry 30 and the imaging table 20.
And a control interface for exchanging the monitor signal SD, a data collection buffer 15 for temporarily storing main signal data from the data collection unit 80, and 16 various data and application programs necessary for operating the X-ray CT apparatus. Storage device (disk device, etc.) that stores data
It is.

【0024】係る構成により、X線管40からのファン
ビームは被検体100を介してX線検出器アレイ70に
一斉に入射する。データ収集部80はX線検出器アレイ
70の検出データ(投影データ)を走査・収集してデー
タ収集バッファ15に格納する。更に走査ガントリ30
が僅かに回転した各ビューで上記同様の投影を行い、こ
うして走査ガントリ1回転分(例えば1000ビュー程
度)の投影データを収集・蓄積すると共に、アキシャル
/ヘリカルスキャン方式に従って撮影テーブル20を体
軸方向に間欠的/連続的に移動させ、こうして被検体1
00の所要撮像領域についての全投影データを収集・蓄
積する。そして、CPU11aは得られた全投影データ
に基づき被検体100のCT断層像を再構成し、表示装
置13に表示する。
With this configuration, the fan beam from the X-ray tube 40 simultaneously enters the X-ray detector array 70 via the subject 100. The data collection unit 80 scans and collects the detection data (projection data) of the X-ray detector array 70 and stores it in the data collection buffer 15. Further scanning gantry 30
Performs projection similar to the above in each view slightly rotated, collects and accumulates projection data for one rotation of the scanning gantry (for example, about 1000 views), and moves the imaging table 20 in the body axis direction according to the axial / helical scan method. Intermittently / continuously to the subject 1
All projection data for the required imaging area of 00 is collected and stored. Then, the CPU 11a reconstructs a CT tomographic image of the subject 100 based on the obtained total projection data and displays the CT tomographic image on the display device 13.

【0025】図3は実施の形態によるデータ収集部(D
AS)80のブロック図である。本実施の形態における
積分器811 〜81n は、その積分時定数を変更可能と
するために、例えば2つのコンデンサC1,C2を並列
に備えており、このうちのコンデンサC2の回路にはア
ナログスイッチASWが直列に設けられ、CPU11a
からの制御信号SLに従ってその接点SWをON/OF
F可能に設けられている。今、通常時(即ち、低線量モ
ードでない時)における積分の容量値を上記従来と同様
の容量値Cとすると、例えばC=C1+C2の関係にあ
る。これら容量値C1,C2の比C1/C2は所望に選
択できるが、例えばC1=C2=C/2とする。その他
の構成については上記図11で述べたものと同様でよ
い。
FIG. 3 shows a data collection unit (D) according to the embodiment.
AS) 80 is a block diagram. The integrators 81 1 to 81 n according to the present embodiment include, for example, two capacitors C1 and C2 in parallel in order to be able to change the integration time constant. A switch ASW is provided in series and the CPU 11a
ON / OFF the contact SW according to the control signal SL from the
F is provided. Now, assuming that the capacitance value of the integration in the normal state (that is, when the mode is not the low-dose mode) is the same as the conventional capacitance value C, for example, there is a relationship of C = C1 + C2. Although the ratio C1 / C2 of these capacitance values C1 and C2 can be selected as desired, for example, it is assumed that C1 = C2 = C / 2. Other configurations may be the same as those described with reference to FIG.

【0026】次に本発明におけるX線検出信号のS/N
比改善の原理的な構成、作用を説明する。図9,図11
0は実施の形態における積分器のS/N比を説明する図
(1),(2)で、図9はフォトダイオードからなるX
線検出器71とミラータイプの積分器81とからなるX
線検出回路の原理的な構成を示している。フォトダイオ
ード71は入力のX線ビーム強度に対応する検出電流i
Sを発生し、これを電流源iSで示す。Cdはフォトダイ
オードの接合容量で電流源iSと並列に存在する。積分
器81は入力の信号電流iS’を容量C(=C1+C
2)で積分する。今、オペアンプOAの入力側に換算し
た雑音電圧をvnとすると、X線検出回路のS/N比は
信号成分の出力電圧VSと雑音成分の出力電圧VNとの比
S/VNで与えられる。以下、各成分を求める。
Next, the S / N of the X-ray detection signal in the present invention
The principle configuration and operation of the ratio improvement will be described. 9 and 11
0 is a diagram (1), (2) for explaining the S / N ratio of the integrator according to the embodiment, and FIG.
X comprising a line detector 71 and a mirror type integrator 81
3 shows a basic configuration of a line detection circuit. The photodiode 71 has a detection current i corresponding to the input X-ray beam intensity.
S , which is denoted by current source i S. Cd is a junction capacitance of the photodiode and exists in parallel with the current source i S. The integrator 81 converts the input signal current i S ′ into a capacitance C (= C1 + C
Integrate in 2). Now, when a noise voltage converted to the input side of the operational amplifier OA and v n, the ratio V S / V of the S / N ratio of the X-ray detection circuit of the output voltage V N of the output voltage V S and a noise component of the signal component Given by N. Hereinafter, each component is obtained.

【0027】図10(A)は信号成分の出力電圧VS
求める図である。今、オペアンプOAの出力インピーダ
ンスが十分に小さいとすると、電流源iSの信号電流iS
は接合容量Cdと積分容量Cとに分流し、このとき積分
容量Cの側に流れる信号電流iS’は(2)式により与
えられる。
FIG. 10A is a diagram for obtaining the output voltage V S of the signal component. Now, the output impedance of the operational amplifier OA is sufficiently small, the signal current of the current source i S i S
Is divided into the junction capacitance Cd and the integration capacitance C. At this time, the signal current i s ′ flowing to the integration capacitance C is given by the equation (2).

【0028】[0028]

【数2】 (Equation 2)

【0029】従って、信号成分の出力電圧VSは(3)
式により得られる。
Therefore, the output voltage V S of the signal component becomes (3)
It is obtained by the equation.

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】図10(B)は雑音成分の出力電圧VN
求める図である。図において、オペアンプOAの−側入
力端子の電圧V-は(4)式により与えられる。
FIG. 10B is a diagram for obtaining the output voltage V N of the noise component. In the figure, the operational amplifier OA - voltage side input terminal V - is given by equation (4).

【0032】[0032]

【数4】 (Equation 4)

【0033】また、オペアンプOAの+側入力端子の電
圧V+=vNより、雑音成分の出力電圧VNは(5)式に
より得られる。
The output voltage V N of the noise component is obtained from the equation (5) based on the voltage V + = v N at the + input terminal of the operational amplifier OA.

【0034】[0034]

【数5】 (Equation 5)

【0035】これを、出力電圧VNにつき整理すると
(6)式が得られる。
When this is arranged for the output voltage V N , the equation (6) is obtained.

【0036】[0036]

【数6】 (Equation 6)

【0037】更に、オペアンプOAの開放利得Aは非常
に大きいから、最終的に雑音成分の出力電圧VN
(7)式により与えられる。
Further, since the open gain A of the operational amplifier OA is very large, the output voltage V N of the noise component is finally given by the equation (7).

【0038】[0038]

【数7】 (Equation 7)

【0039】図9に戻り、該図は上記図10(A)と図
10(B)を重ね合わせたものであり、その出力信号V
Oには上記求めた信号成分VSと雑音成分VNとが含まれ
る。このX線検出回路のS/N比は、これら信号成分の
比VS/VNとして、最終的に(8)式により与えられ
る。
Returning to FIG. 9, FIG. 10 (A) and FIG. 10 (B) are superimposed, and the output signal V
O includes the signal component V S and the noise component V N obtained above. The S / N ratio of this X-ray detection circuit is finally given by equation (8) as the ratio V S / V N of these signal components.

【0040】[0040]

【数8】 (Equation 8)

【0041】但し、Cd≪Cとしている。Note that CdCC.

【0042】上記(8)式によれば、X線検出回路のS
/N比は、信号電流iSに比例し、かつ合成容量(C+
2Cd)と雑音電圧vNとに反比例する関係にある。こ
のうちの、信号電流iSは入力のX線ビーム強度により
決まり、高線量モードの場合は良いが、低線量モードに
なると、S/N比が問題となる。また接合容量Cdはフ
ォトダイオードの素子構造(特性)により決まり、また
雑音電圧vNはオペアンプOAの回路構造(特性)によ
って決まる。即ち、これらの要素は外部から容易には変
更し得ない。
According to the above equation (8), S of the X-ray detection circuit
/ N ratio is proportional to the signal current i S, and the combined capacitance (C +
2Cd) and the noise voltage v N. Among them, the signal current i S is determined by the input X-ray beam intensity, and is good in the high dose mode, but the S / N ratio becomes a problem in the low dose mode. The junction capacitance Cd is determined by the element structure (characteristics) of the photodiode, and the noise voltage v N is determined by the circuit structure (characteristics) of the operational amplifier OA. That is, these elements cannot be easily changed from the outside.

【0043】そこで、本実施の形態では、積分コンデン
サCの容量値を変更することとする。即ち、上記(8)
式によれば、X線検出の信号電流iSが小さくなる場合
(即ち、被検体100が実質的に低線量モードで撮影さ
れることになる場合)であっても、積分コンデンサCの
容量値を小さくすれば、X線検出回路のS/N比を改善
できる。
Therefore, in the present embodiment, the capacitance value of the integrating capacitor C is changed. That is, the above (8)
According to the formula, when the signal current i S of the X-ray detection is reduced (i.e., if that would subject 100 is substantially captured in the low-dose mode) be the capacitance value of the integrating capacitor C Is reduced, the S / N ratio of the X-ray detection circuit can be improved.

【0044】次に上記構成に基づくX線CT装置のスキ
ャン制御を説明する。図4は実施の形態によるスキャン
制御のフローチャートで、被検体100のアキシャル/
ヘリカルスキャン等を行うに際して、この処理に入力す
る。なお、CPU11aが実行する以下のステップS1
1,S12の処理は上記図1のX線線量推定手段2に相
当し、またステップS13〜S15の処理は同図1の制
御手段3に相当する。
Next, scan control of the X-ray CT apparatus based on the above configuration will be described. FIG. 4 is a flowchart of the scan control according to the embodiment.
When performing a helical scan or the like, this process is input. The following step S1 executed by the CPU 11a
1 and S12 correspond to the X-ray dose estimation means 2 in FIG. 1 described above, and the processing in steps S13 to S15 corresponds to the control means 3 in FIG.

【0045】ステップS11では予め操作者により設定
されたスキャン計画(プロトコル)の設定情報を入力す
る。図5に実施の形態におけるスキャン計画情報の設定
入力のイメージ図を示す。例えば事前に行ったスカウト
スキャンの終了後、表示装置13の画面13Aには続く
アキシャル/ヘリカルスキャンのためのスキャン設定画
面13aが表示され、操作者は、必要なスキャンパラメ
ータをマウスでクリック入力又はキー入力する。イメー
ジAの取得のための一例のスキャン計画は以下の通りで
ある。
In step S11, scan plan (protocol) setting information set in advance by the operator is input. FIG. 5 shows an image diagram of scan plan information setting input in the embodiment. For example, after the end of the scout scan performed in advance, a scan setting screen 13a for the subsequent axial / helical scan is displayed on the screen 13A of the display device 13, and the operator clicks or inputs the necessary scan parameters with a mouse or key. input. An example scan plan for acquiring image A is as follows.

【0046】 スキャンタイプ[Scan Type]=アキシャルスキャン 体(Z)軸上のスキャン開始位置[Start Loc]=Z1 体(Z)軸上のスキャン終了位置[End Loc]=Z2 撮像枚数[NO.of Images]=13枚 被検体のスライス厚[Thick]=2mm スキャンタイム[Sec]=13秒 X線管の管電圧[kV]=120kV X線管の管電流[mA]=280mA なお、上記スキャンタイムSecについては、アキシャル
スキャンではガントリ1回転分のX線照射時間を表し、
またスカウトスキャンではトータルのX線照射時間を表
す。このスキャンタイムはX線検出器71に入力される
1画素当たりのX線線量(即ち、積分時間)に影響を与
える。
Scan type [Scan Type] = Axial scan Scan start position on body (Z) axis [Start Loc] = Z1 Scan end position on body (Z) axis [End Loc] = Z2 Number of captured images [NO.of Images] = 13 slice thickness of subject [Thick] = 2 mm Scan time [Sec] = 13 seconds Tube voltage of X-ray tube [kV] = 120 kV Tube current of X-ray tube [mA] = 280 mA For Sec, the axial scan represents the X-ray irradiation time for one revolution of the gantry,
In the scout scan, it indicates the total X-ray irradiation time. This scan time affects the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector 71 (that is, the integration time).

【0047】更に、このスキャン設定画面上で操作者が
[Show Localizer]アイコンをクリックすると、表示画面
13Aのイメージ表示エリア13bには図示のような被
検体のスカウト像100Aが表示され、その上にアキシ
ャルスライス位置を示す線が重ねて表示される。図の太
線は開始位置及び終了位置、点線は中間の各スライス位
置(夫々スライス幅のセンタラインに対応)を夫々表
す。
Further, on this scan setting screen, the operator
When the [Show Localizer] icon is clicked, a scout image 100A of the subject as shown in the figure is displayed in the image display area 13b of the display screen 13A, and a line indicating the axial slice position is displayed thereon. The bold line in the figure represents the start position and the end position, and the dotted line represents each intermediate slice position (corresponding to the center line of the slice width).

【0048】図4に戻り、ステップS12ではCPU1
1aは上記スキャン計画の設定情報に基づき続くアキシ
ャルスキャン時においてX線検出器71に入力される1
画素(1積分時間)当たりのX線線量を推定する。この
推定には様々な方法が考えられるが、以下に簡単な方法
の一例を示す。
Returning to FIG. 4, in step S12, the CPU 1
1a is input to the X-ray detector 71 at the time of the subsequent axial scan based on the setting information of the scan plan.
The X-ray dose per pixel (one integration time) is estimated. Various methods are conceivable for this estimation, and an example of a simple method will be described below.

【0049】標準体型の被検体100を所定の医療目的
で撮影する際の、ある基準となる撮影パラメータを管電
流=mAr、スライス厚=Thicr、スキャンタイム=Se
cr、管電圧=kVrとする時に、上記スキャン計画に基
づく撮影パラメータを管電流=mAa、スライス厚=Th
ica、スキャンタイム=Seca、管電圧=kVaとする
と、X線検出器71に入力される1画素(1積分時間)
当たりの一例のX線線量は、これらの各パラメータのう
ちの何れか1又は2以上の比の積Ratioにより推定され
る。例えば、上記4つのパラメータを全て使用した場合
のX線線量の推定式を(9)式に示す。
When the standard body 100 is photographed for a predetermined medical purpose, certain reference photographing parameters are tube current = mA r , slice thickness = Thic r , and scan time = Se.
c r, when the tube voltage = kV r, tubes imaging parameters based on the scan plan current = mA a, slice thickness = Th
Assuming that ic a , scan time = Sec a , and tube voltage = kV a , one pixel (one integration time) input to the X-ray detector 71
An example X-ray dose per is estimated by the product R ATiO of any one or more of the ratio of these parameters. For example, the equation for estimating the X-ray dose when all of the above four parameters are used is shown in equation (9).

【0050】[0050]

【数9】 (Equation 9)

【0051】ここで、例えばβ=3である。上記(9)
式によれば、X線検出器71に入力される1画素当たり
のX線線量Ratioは、X線管40の曝射エネルギーが小
さいほど、また被検体100のスライス厚が薄いほど、
また被検体のスキャン時間が短いほど、小さくなる関係
にある。以下、この関係を図6,図7を参照して具体的
に説明する。
Here, for example, β = 3. The above (9)
According to the equation, the X-ray dose R atio per pixel input to the X-ray detector 71 is such that the smaller the irradiation energy of the X-ray tube 40 and the thinner the slice thickness of the subject 100,
Also, the shorter the scan time of the subject, the smaller the relationship. Hereinafter, this relationship will be specifically described with reference to FIGS.

【0052】図6(A)はX線管40の管電圧−管電流
特性を示し、X線管40の曝射エネルギーとX線検出器
71に入力される1画素当たりのX線線量との関係を示
している。X線管40のフィラメントを加熱すると、陽
極から陰極に向かって管電流mAが流れる。このとき直
流のフィラメント電流Ifを一定に保つと、ある管電圧
kV以上では図示の如く管電圧kVによらず略一定の管
電流mAが流れるようになり、この領域は温度制限域と
も呼ばれる。そこで、本実施の形態では、管電圧kVが
例えば100kVを下回るような低電圧撮影では、管電
圧kVを制御することでX線管40の曝射エネルギー
(即ち、管電流mA)を変更し、また管電圧が100k
Vを上回るような高電圧撮影では、フィラメント電流I
fを制御することでX線管40の曝射エネルギー(管電
流mA)を変更する。
FIG. 6A shows the tube voltage-tube current characteristics of the X-ray tube 40. The relationship between the irradiation energy of the X-ray tube 40 and the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector 71 is shown. Shows the relationship. When the filament of the X-ray tube 40 is heated, a tube current mA flows from the anode to the cathode. At this time, if the DC filament current If is kept constant, a substantially constant tube current mA flows at a certain tube voltage kV or higher irrespective of the tube voltage kV as shown in the figure, and this region is also called a temperature limit region. Therefore, in the present embodiment, in low-voltage imaging in which the tube voltage kV falls below, for example, 100 kV, the irradiation energy of the X-ray tube 40 (that is, the tube current mA) is changed by controlling the tube voltage kV. The tube voltage is 100k
In a high-voltage shooting that exceeds V, the filament current I
By controlling f, the irradiation energy (tube current mA) of the X-ray tube 40 is changed.

【0053】従って、スキャン計画に基づくX線管40
の管電圧kVa、管電流mAaに基づきX線検出器71に
入力される1画素当たりのX線線量を推定できる。即
ち、管電圧kVa及び又は管電流mAa(フィラメント電
流If)が小さいほど、X線線量は小さい。
Therefore, the X-ray tube 40 based on the scan plan
Tube voltage kV a, the X-ray dose per pixel to be input to the X-ray detector 71 based on the tube current mA a can be estimated. That is, the smaller the tube voltage kV a and / or the tube current mA a (filament current If), the smaller the X-ray dose.

【0054】図6(B)は被検体のスライス厚Thicと
X線検出器71に入力される1画素当たりのX線線量と
の関係を示している。X線検出器71は被検体100の
体軸方向に一定の幅Wを有しているが、実際にX線検出
器71に入力される1画素当たりのX線線量は、被検体
100のスライス厚Thic1,Thic2等に応じたコリメ
ータ50の開口幅に従って変化する。即ち、スライス厚
Thicが狭いほど、X線線量は小さい。
FIG. 6B shows the relationship between the slice thickness Thic of the subject and the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector 71. Although the X-ray detector 71 has a certain width W in the body axis direction of the subject 100, the X-ray dose per pixel actually input to the X-ray detector 71 is the slice of the subject 100. It changes according to the opening width of the collimator 50 corresponding to the thickness Thic1, Thic2, and the like. That is, the smaller the slice thickness Thic, the smaller the X-ray dose.

【0055】図7は被検体のスキャンタイムSecとX線
検出器71に入力される1画素当たりのX線線量との関
係を示している。スキャンタイムSecが通常の範囲であ
ると、1画素当たりの積分時間=t2となり、通常時の
積分容量C(=C1+C2)であっても時間t2内に出
力電圧VOのフルレンジLIMまで積分できる。一方、
スキャンタイムSecが相対的に速くなると、1画素当た
りの積分時間t1は相対的に短くなり、もはや通常の積
分容量C(=C1+C2)では積分時間t1内に出力電
圧VOのフルレンジLIMまで積分することはできず、
結果として投影データのS/N比が劣化する。
FIG. 7 shows the relationship between the scan time Sec of the subject and the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector 71. If the scan time Sec is in the normal range, the integration time per pixel = t2, and even with the normal integration capacitance C (= C1 + C2), the output voltage V O can be integrated to the full range LIM within the time t2. on the other hand,
When the scan time Sec becomes relatively short, the integration time t1 per pixel becomes relatively short. With the normal integration capacitance C (= C1 + C2), the integration to the full range LIM of the output voltage V O is completed within the integration time t1. Can not do,
As a result, the S / N ratio of the projection data deteriorates.

【0056】ところで、この積分時間t1が短いという
ことは、X線検出器71に入力される1画素当たりのX
線線量が小さいことと等価である。従って、スキャンタ
イムSecが短い(即ち、走査操作ガントリ30の回転速
度が速い)ほど、X線線量は小さい。
The fact that the integration time t1 is short means that the X-rays per pixel input to the X-ray
This is equivalent to a small radiation dose. Therefore, the shorter the scan time Sec (that is, the higher the rotation speed of the scanning operation gantry 30), the smaller the X-ray dose.

【0057】なお、上記(9)式には被検体100の体
型(肥満等)に係る情報が含まれていないが,これは、
この実施の形態においては、予め操作者が被検体100
を目で見てその体型を判断し、例えば肥満と判断した場
合は、そのスキャン計画情報の設定入力時に、例えばX
線管40の管電圧kVa及び又は管電流mAaを大きめに
設定している場合を想定しているからである。なお、被
検体100の体型を別途自動的に判定すると共に、得ら
れた体型の情報を上記(9)式に加えて評価する方法に
ついては、図8に従って後述する。
Although the above equation (9) does not include information on the body type (obesity etc.) of the subject 100,
In this embodiment, the operator sets the object 100 in advance.
Is visually determined to determine its body type. For example, if it is determined that the subject is obese, when inputting the setting of the scan plan information, for example, X
This is because it is assumed that sets the tube voltage kV a and or tube current mA a line pipe 40 slightly larger. Note that a method of automatically determining the body type of the subject 100 separately and evaluating the obtained body shape information by adding it to the above-described equation (9) will be described later with reference to FIG.

【0058】図4に戻り、ステップS13ではCPU1
1aは上記(9)式により推定したX線線量Ratioと所
定閾値THとを比較し、Ratio<THか否かを判別す
る。Ratio<THでない場合はステップS14で積分器
81の時定数をC(=C1+C2)に設定し、またRat
io<THの場合はステップS15で積分器81の時定数
をC1(<C)に設定する。そして、ステップS16で
は上記スキャン計画に基づくアキシャルスキャンを実施
する。
Returning to FIG. 4, in step S13, the CPU 1
1a compares the X-ray dose Ratio estimated by the above equation (9) with a predetermined threshold TH, and determines whether Ratio <TH. If Ratio <TH is not satisfied, the time constant of the integrator 81 is set to C (= C1 + C2) in step S14, and
If io <TH, the time constant of the integrator 81 is set to C1 (<C) in step S15. In step S16, an axial scan based on the scan plan is performed.

【0059】このとき、全チャネルの積分器811〜8
1nの各積分時定数は、X線検出器XD1〜XDnに入
力される1画素当たりのX線線量に応じて適正なものが
選択されており、よって被検体100が実質的に低線量
モードで撮影されることになるような場合でも、投影デ
ータのS/N比を所要に確保できる。
At this time, integrators 81 1 to 81 of all channels
An appropriate integration time constant of 1n is selected in accordance with the X-ray dose per pixel input to the X-ray detectors XD1 to XDn. Even in the case of being photographed, the S / N ratio of the projection data can be secured as required.

【0060】図8は実施の形態におけるスカウト像に基
づく被検体の体型推定処理を説明する図である。図8
(A)において、予め被検体100をビュー角0°(図
a)及び又はビュー角90°(図b)でスカウトスキャ
ンし、所定の撮影領域についてのスカウト象を得る。ス
カウトスキャンは、本来のアキシャル/ヘリカルスキャ
ンの前に通常に行われるものであり、本実施の形態で
は、このスカウトスキャンで得られた被検体の2次元投
影データを該被検体の体型の推定処理に利用できる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the body shape estimation processing of the subject based on the scout image in the embodiment. FIG.
In (A), a scout scan is performed on the subject 100 in advance at a view angle of 0 ° (FIG. A) and / or a view angle of 90 ° (FIG. B) to obtain a scout elephant for a predetermined imaging region. The scout scan is normally performed before the original axial / helical scan. In the present embodiment, the two-dimensional projection data of the subject obtained by the scout scan is used to estimate the body shape of the subject. Available to

【0061】図8(B)は、ある肥満でない体型の被検
体100をビュー角90°でスカウトスキャンした場合
のスカウト像100aを示している。このスカウト像1
00aはビュー角固定の各投影データg(X,90)か
ら得られる。CPU11a(図1の体型推定手段4に相
当)は、各投影データg(X,90)と、空気と被検体
100とを分けるような所定閾値Thとを比較すること
で、被検体100の輪郭形状を認識可能な2値画像を生
成し、各2値画像の被検体幅(被検体の胸厚に相当)h
の平均値Ha又は最大値Hmaxに基づき被検体100の体
型Volaを推定する。
FIG. 8B shows a scout image 100a when a subject 100 having a non-obese figure is scout-scanned at a view angle of 90 °. This scout image 1
00a is obtained from each projection data g (X, 90) having a fixed view angle. The CPU 11a (corresponding to the body type estimating means 4 in FIG. 1) compares each projection data g (X, 90) with a predetermined threshold value Th for separating the air and the subject 100, thereby obtaining the contour of the subject 100. A binary image whose shape can be recognized is generated, and the subject width of each binary image (corresponding to the subject's chest thickness) h
Estimating the type Vol a of the subject 100 based on the average value Ha or maximum value H max.

【0062】図8(C)は、ある肥満体型の被検体10
0をビュー角90°でスカウトスキャンした場合のスカ
ウト像100bを示している。上記同様にして得られた
各2値画像の被検体幅(被検体の胸厚に相当)hの平均
値Ha又は最大値Hmaxに基づき被検体100の体型Vol
aを推定する。
FIG. 8C shows a subject 10 of a certain obese body type.
0 shows a scout image 100b when a scout scan is performed at a view angle of 90 °. Type Vol above similarly-obtained specimen width of each binary image (corresponding to the chest thickness of the object) average Ha or the subject 100 based on the maximum value H max of h
to estimate the a.

【0063】そして、今、標準体型の被検体の体型をV
olrとすると、上記得られた推定体型Volaは、例えば以
下の(10)式の形でX線推定量Ratioの評価に加味さ
れる。
Now, the body type of the subject having the standard body shape is V
Assuming that ol r , the obtained estimated body type Vol a is added to the evaluation of the estimated X-ray amount Ratio in the form of the following equation (10), for example.

【0064】[0064]

【数10】 (Equation 10)

【0065】上記(10)式によれば、被検体の体型が
肥満であるほど、X線検出器71に入力される1画素当
たりのX線線量Ratioは小さくなる。なお、図示しない
が、被検体100をビュー角0°でスカウトスキャンし
た場合も同様であり、もし被検体100をビュー角0°
及び90°でスカウトスキャンすれば、被検体100の
体型をより正確に推定できる。本実施の形態によれば、
操作者の感によらずに、被検体100の体型を自動的か
つ客観的に推定できるため、上記積分時定数の変更制御
もより信頼性の高いものとなる。
According to the above equation (10), the X-ray dose Ratio per pixel input to the X-ray detector 71 decreases as the body type of the subject becomes obese. Although not shown, the same applies to a case where the subject 100 is scout-scanned at a view angle of 0 °.
If the scout scan is performed at 90 ° and 90 °, the body shape of the subject 100 can be more accurately estimated. According to the present embodiment,
Since the body shape of the subject 100 can be automatically and objectively estimated without depending on the operator's feeling, the change control of the integration time constant becomes more reliable.

【0066】なお、上記実施の形態では積分器811
X線検出器XD1の検出電流出力IB1を直接に積分し
て対応する積分電圧信号V1を生成する場合を述べた
が、これに限らない。X線CT装置によっては、図3の
矢印で示す如く、X線検出器XD1の検出電流出力IB
1を一旦プリアンプPA1により電圧信号VB1に変換
(対数変換を含む)して後、積分器811 に入力する方
式のものが存在する。この場合の積分器811 (オペア
ンプOA1)の入力回路では、 IB1=VB1/R の関係が成り立つ、即ち、これを一般的に言うと、積分
器811 の入力電流Iiと入力電圧Viとの間には、 Ii=Vi/R の関係が成り立つため、これを上記電流積分の(1)式
に代入すると、積分器の出力電圧Voと入力電流Iiと
の間には(11)式の関係がある。
[0066] In the above embodiment has been described the case of generating the integrated voltage signal V1 to integrator 81 1 corresponding to integrated directly into the detection current output IB1 of X-ray detectors XD1, not limited to this . Depending on the X-ray CT apparatus, the detection current output IB of the X-ray detector XD1, as shown by the arrow in FIG.
1 is once converted into a voltage signal VB1 (including logarithmic conversion) by a preamplifier PA1 and then input to an integrator 81 1 . In the input circuit of the integrator 81 1 (the operational amplifier OA1) in this case, the relationship of IB1 = VB1 / R holds. That is, generally speaking, the relationship between the input current Ii of the integrator 81 1 and the input voltage Vi is obtained. Since the relationship of Ii = Vi / R is established between them, when this is substituted into the above-mentioned equation (1) of the current integration, the relationship of the equation (11) between the output voltage Vo of the integrator and the input current Ii is obtained. There is.

【0067】[0067]

【数11】 [Equation 11]

【0068】これは積分器の入力(信号源)を電圧源と
した場合であり、上記(11)式によれば、積分器の出
力電圧Voは入力電圧Viを(1/C・R)の比で積分
する関係にある。そこで、この場合は容量Cと抵抗Rと
の積(C・R)を積分の時定数と呼ぶ。本発明はこの種
のX線CT装置にも適用可能である。なお、この場合の
積分時定数は、抵抗R及び又は容量Cを小さくすること
で、被検体が実質的に低線量モードで撮影されることに
なる場合におけるS/N比を改善できる。
This is a case where the input (signal source) of the integrator is a voltage source. According to the above equation (11), the output voltage Vo of the integrator is obtained by subtracting the input voltage Vi from (1 / C · R). There is a relationship of integrating by ratio. Therefore, in this case, the product (C · R) of the capacitance C and the resistance R is called a time constant of integration. The present invention is also applicable to this type of X-ray CT apparatus. In this case, the integration time constant can be improved by reducing the resistance R and / or the capacitance C to improve the S / N ratio when the subject is to be photographed substantially in the low dose mode.

【0069】また、上記実施の形態では、積分の時定数
が2段階に変更可能な場合を述べたが、3段階以上に変
更可能に構成しても良い。この場合は、X線推定量R
atioに対しても複数の閾値を設けて、X線検出器71に
入力される1画素当たりのX線線量を複数段階に分けて
推定する。
In the above embodiment, the case where the integration time constant can be changed in two steps has been described. However, the integration time constant may be changed in three or more steps. In this case, the X-ray estimation amount R
A plurality of threshold values are provided for the atio , and the X-ray dose per pixel input to the X-ray detector 71 is estimated in a plurality of stages.

【0070】また、上記本実施の形態によれば、積分の
時定数を小さくすることで、低線量モードにおける出力
信号Voのダイナミックレンジを大きくできる利点もあ
る。
According to the present embodiment, there is also an advantage that the dynamic range of the output signal Vo in the low dose mode can be increased by reducing the time constant of integration.

【0071】また、上記本発明に好適なる実施の形態を
述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構
成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行え
ることは言うまでも無い。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described, it goes without saying that various changes in the configuration, control, processing, and combinations thereof can be made without departing from the spirit of the present invention. There is no.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、被検体
が実質的に低線量モードで撮影されることになるような
場合でも、その投影データにつき所要のS/N比を確保
できるため、X線CT撮影の性能、画像の信頼性の向上
に寄与するところが極めて大きい。
As described above, according to the present invention, a required S / N ratio can be ensured for the projection data even when the subject is to be imaged substantially in the low dose mode. This greatly contributes to the improvement of X-ray CT imaging performance and image reliability.

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

【図1】本発明の原理を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】実施の形態によるX線CT装置の要部構成図で
ある。
FIG. 2 is a main part configuration diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment.

【図3】実施の形態によるデータ収集部(DAS)80
のブロック図である。
FIG. 3 shows a data collection unit (DAS) 80 according to the embodiment.
It is a block diagram of.

【図4】実施の形態によるスキャン制御のフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart of scan control according to the embodiment.

【図5】実施の形態におけるスキャン計画情報設定入力
のイメージ図である。
FIG. 5 is an image diagram of scan plan information setting input in the embodiment.

【図6】実施の形態におけるX線線量の推定処理を説明
する図(1)である。
FIG. 6 is a diagram (1) illustrating an X-ray dose estimation process in the embodiment.

【図7】実施の形態におけるX線線量の推定処理を説明
する図(2)である。
FIG. 7 is a diagram (2) illustrating an X-ray dose estimation process according to the embodiment.

【図8】実施の形態におけるスカウト像に基づく被検体
の体型推定処理を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a process of estimating a body type of a subject based on a scout image according to the embodiment.

【図9】実施の形態における積分器のS/N比を説明す
る図(1)である。
FIG. 9 is a diagram (1) illustrating an S / N ratio of the integrator according to the embodiment.

【図10】実施の形態における積分器のS/N比を説明
する図(2)である。
FIG. 10 is a diagram (2) illustrating an S / N ratio of the integrator according to the embodiment.

【図11】従来のX線CT装置の要部構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a main part of a conventional X-ray CT apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 X線管 50 コリメータ 20 撮影テーブル 70 X線検出器アレイ 811 〜81n 積分器 100 被検体 ASW アナログスイッチ OA オペアンプ XD1〜XDn X線検出器Reference Signs List 40 X-ray tube 50 Collimator 20 Imaging table 70 X-ray detector array 81 1 to 81 n Integrator 100 Subject ASW Analog switch OA Operational amplifier XD1 to XDn X-ray detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一関 淑 東京都日野市旭が丘4丁目7番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Fターム(参考) 4C093 AA22 BA03 CA06 EA02 FA33 FC04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yoshi Ichinoseki 4-7, Asahigaoka, Hino-shi, Tokyo 127 G F Yokogawa Medical System Co., Ltd. F-term (reference) 4C093 AA22 BA03 CA06 EA02 FA33 FC04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体を挟んで相対向するX線管及びX
線検出器アレイを備え、X線検出器アレイから収集した
投影データに基づき被検体のCT断層像を再構成するX
線CT装置において、 X線検出器の検出出力を積分する積分器であって、その
積分時定数を変更可能なものと、 スキャン計画に係る所定の設定情報に基づきX線検出器
に入力される1画素当たりのX線線量を推定するX線線
量推定手段と、 前記推定されたX線線量が所定閾値を下回ることにより
積分器の積分時定数を小さくする方向に変更する制御手
段とを備えることを特徴とするX線CT装置。
An X-ray tube and an X-ray tube facing each other across a subject
An X-ray detector for reconstructing a CT tomographic image of a subject based on projection data collected from the X-ray detector array
In the X-ray CT apparatus, an integrator that integrates a detection output of an X-ray detector, the integration time constant of which can be changed, and an integrator that is input to the X-ray detector based on predetermined setting information related to a scan plan X-ray dose estimating means for estimating the X-ray dose per pixel; and control means for changing the integrated time constant of the integrator to a smaller direction when the estimated X-ray dose falls below a predetermined threshold. An X-ray CT apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 X線線量推定手段は、スキャン計画に係
るX線管の曝射エネルギー、被検体体軸方向のスライス
厚、被検体のスキャン時間及び被検体の体型のうちの何
れか1又は2以上の設定情報に基づきX線検出器に入力
される1画素当たりのX線線量を推定することを特徴と
する請求項1に記載のX線CT装置。
2. An X-ray dose estimating means, comprising: one of an irradiation energy of an X-ray tube according to a scan plan, a slice thickness in an axial direction of a subject, a scan time of the subject, and a body type of the subject. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein an X-ray dose per pixel input to the X-ray detector is estimated based on two or more setting information.
【請求項3】 予めX線撮影系の体軸回りの回転角を固
定して行うスカウトスキャンにより得られた被検体のス
カウト像データに基づき被検体の体型を推定する体型推
定手段を更に備え、X線線量推定手段は、前記体型推定
手段の推定出力を被検体の体型に係る設定情報とするこ
とを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。
3. A body shape estimating means for estimating a body shape of the subject based on scout image data of the subject obtained by a scout scan performed beforehand by fixing a rotation angle around a body axis of the X-ray imaging system, 3. The X-ray CT apparatus according to claim 2, wherein the X-ray dose estimating unit uses the estimated output of the body type estimating unit as setting information relating to the body type of the subject. 4.
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