JP2002204797A - X-ray ct apparatus and image forming method - Google Patents

X-ray ct apparatus and image forming method

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JP2002204797A
JP2002204797A JP2001003662A JP2001003662A JP2002204797A JP 2002204797 A JP2002204797 A JP 2002204797A JP 2001003662 A JP2001003662 A JP 2001003662A JP 2001003662 A JP2001003662 A JP 2001003662A JP 2002204797 A JP2002204797 A JP 2002204797A
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JP
Japan
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ray
image
angle range
ray tube
projection data
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Application number
JP2001003662A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Shinohara
大 篠原
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a CT image free from the ineffective exposure of a subject and reduced in image strain. SOLUTION: At first, an electrocardiographic synchronous gate pulse generation circuit forms an electrocardiographic synchronous gate pulse (b) on the basis of an electrocardiographic waveform (a). A measuring angle range flag (c) obtained by previous rotation is recorded on an X-ray control pulse generation circuit to take AND of the electrocardiographic synchronous gate pulse (b) and the measuring angle range flag (c) to form an X-ray output pulse (d). An X-ray control circuit forms measuring data (e) on the basis of the waveform of the formed X-ray output pulse (d) and a measuring angle range flag (f) making the angle range of the measuring data (e) zero by the rotations of the previous time and this time is formed. A measuring angle range flag circuit renews the measuring angle range flag (f) to record the same.

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装置及び画
像作成方法に係り、特に被検体にX線を照射し、被検体
の透過X線を示す投影データに基づいて画像を表示する
X線CT装置及び画像作成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus and an image forming method, and more particularly to an X-ray apparatus for irradiating an object with X-rays and displaying an image based on projection data indicating transmitted X-rays of the object. The present invention relates to a CT apparatus and an image creation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、X線CT装置は、被検体に対する
回転円板の相対位置を変えながら、被検体の一断層画像
についてX線の照射(1スキャン)を繰り返すことによ
り、所望の撮影部位について複数の断層画像データを得
ることができる。断層画像データを得るためのスキャン
方法としては、被検体の周りにX線管を360度回転さ
せて1スキャンを完了するフルスキャンと、210〜2
40度程度のX線管移動でスキャンを完了するハーフス
キャンがあり、フルスキャンの場合、通常0.5秒〜数
秒のスキャン時間で撮影される。また断層画像データか
ら3次元情報を抽出し、3次元画像を表示する為に画像
再構成部に3次元画像形成部が備えられたX線CT装置
もある。この場合には、複数のスキャンによって収集さ
れた複数の断層画像データを3次元画像データとして再
構成して、横断面像以外のMPR断面像の表示、成分抽
出しその3次元表面の表示等の表示を行う。
2. Description of the Related Art At present, an X-ray CT apparatus repeats X-ray irradiation (one scan) for one tomographic image of a subject while changing the relative position of a rotating disk with respect to the subject, thereby obtaining a desired imaging region. , A plurality of tomographic image data can be obtained. As a scanning method for obtaining tomographic image data, a full scan in which one scan is completed by rotating the X-ray tube around the subject by 360 degrees, and a scan in which 210 to 2
There is a half scan in which the scan is completed by moving the X-ray tube by about 40 degrees. In the case of a full scan, an image is usually taken in a scan time of 0.5 seconds to several seconds. There is also an X-ray CT apparatus in which an image reconstruction unit is provided with a three-dimensional image forming unit for extracting three-dimensional information from tomographic image data and displaying a three-dimensional image. In this case, a plurality of tomographic image data collected by a plurality of scans is reconstructed as three-dimensional image data to display an MPR cross-sectional image other than a cross-sectional image, extract components, and display the three-dimensional surface thereof. Display.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、心臓の画像
診断を行う場合、現在のX線CT装置では、心臓の拍動
による画像歪を断層画像に生じる。特に複数の画像にお
いては拍動位相が揃わないため、 3次元画像やMPR再
構成画像では、画像歪が増大するという問題があった。
By the way, when performing a heart image diagnosis, the current X-ray CT apparatus causes image distortion due to the pulsation of the heart in a tomographic image. In particular, since the pulsation phases are not uniform in a plurality of images, there is a problem that image distortion increases in a three-dimensional image or an MPR reconstructed image.

【0004】一方この不都合を回避する為に、複数スキ
ャンの計測データから心電の一定位相のときに計測され
たデータのみを集めて画像演算を行う方法、ECG G
ated断層画像再構成法が提案されている。しかしこ
の手法は、多数の計測データのうち特定のデータのみを
用いるため、データ量の不足による画像ノイズが増大す
るか、或いはS/Nを上げるためにスキャン数を増加す
ることにより、被検体の無効被曝が増加するという不都
合があった。
On the other hand, in order to avoid this inconvenience, ECG G is a method of collecting only data measured at a fixed phase of electrocardiogram from measurement data of a plurality of scans and performing an image operation.
Atted tomographic image reconstruction methods have been proposed. However, since this method uses only specific data among a large number of measurement data, the image noise increases due to a shortage of data amount, or the number of scans increases to increase the S / N. There was an inconvenience that invalid exposure increased.

【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、被検体の無効被曝が無く、画像歪の少ないCT
画像を得ることができるX線CT装置及び画像作成方法
を提供することを目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of such circumstances, and there is no invalid exposure of a subject and CT images with little image distortion.
An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus and an image creation method capable of obtaining an image.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、X線管を被検体を中心にし
て連続回転させるとともに該X線管からX線を照射し、
被検体を挟んで前記X線管と対向配置されたX線検出器
によって被検体の透過X線を示す投影データを取り込
み、該投影データに基づいて画像を表示するX線CT装
置において、心電計からの心電波形に同期して被検体の
静止期間を示す心電同期ゲートパルスを発生する心電同
期発生手段と、前記X線管及びX線検出器の1回転ごと
に前記心電同期ゲートパルスに基づいて、0°〜360
°の角度範囲内で未だ投影データを取り込んでいない角
度範囲にのみ前記X線管からX線を照射させるX線制御
手段と、前記X線管及びX線検出器の各回転ごとに前記
X線検出器から画像構成に必要な角度範囲の投影データ
を取り込み、該投影データに基づき画像を構成する画像
構成手段と、を備えたことを特徴としている。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an X-ray tube is continuously rotated around a subject, and X-rays are emitted from the X-ray tube.
In an X-ray CT apparatus that captures projection data indicating transmitted X-rays of a subject by an X-ray detector disposed opposite to the X-ray tube with the subject interposed therebetween and displays an image based on the projection data, An electrocardiogram synchronization generating means for generating an electrocardiogram synchronization gate pulse indicating a stationary period of the subject in synchronization with an electrocardiogram waveform from the meter, and the electrocardiogram synchronization for each rotation of the X-ray tube and X-ray detector. 0 ° to 360 ° based on the gate pulse
X-ray control means for irradiating X-rays from the X-ray tube only in an angle range in which projection data has not yet been captured within the angle range of °, and the X-ray for each rotation of the X-ray tube and X-ray detector Image constructing means for fetching projection data in an angle range necessary for image construction from the detector and constructing an image based on the projection data.

【0007】本発明によれば、X線を照射して得られた
投影データに基づき画像を構成する際、前記X線制御手
段から未だ投影データを取り込んでいない期間だけ投影
データを取り込むようにする。これにより被検体が無効
被曝を受けることなくデータ計測をするようにしてい
る。
According to the present invention, when constructing an image based on projection data obtained by irradiating X-rays, the projection data is fetched only during a period when the projection data has not yet been fetched from the X-ray control means. . Thus, data measurement is performed without the subject being subjected to invalid exposure.

【0008】前記目的を達成するために、請求項2に係
る発明は、X線管を被検体を中心にして連続回転させる
とともに該X線管からX線を照射し、被検体を挟んで前
記X線管と対向配置されたX線検出器によって被検体の
透過X線を示す投影データを取り込み、該投影データに
基づいて画像を作成する画像作成方法において、心電計
からの心電波形に同期して被検体の静止期間を示す心電
同期ゲートパルスを発生する工程と、前記X線管及びX
線検出器の最初の1回転目に前記心電同期ゲートパルス
の出力期間だけ前記X線管からX線を照射して投影デー
タを取り込む工程と、前記X線管及びX線検出器の2回
転目以降は前記心電同期ゲートパルスに基づいて、0°
〜360°の角度範囲内で未だ投影データを取り込んで
いない角度範囲にのみ前記X線管からX線を照射して投
影データを取り込む工程であって、画像構成に必要な角
度範囲の投影データが取り込まれるまで投影データの取
り込みを繰り返す工程と、前記画像構成に必要な角度範
囲の投影データに基づき画像を構成する工程と、を含む
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is to continuously rotate the X-ray tube around the subject, irradiate the subject with X-rays from the X-ray tube, and sandwich the subject with the X-ray tube interposed therebetween. In an image creation method for taking in projection data indicating transmitted X-rays of a subject by an X-ray detector arranged opposite to an X-ray tube and creating an image based on the projection data, an electrocardiographic waveform from an electrocardiograph is obtained. Synchronously generating an ECG gate pulse indicating a period of rest of the subject;
Irradiating X-rays from the X-ray tube during the first rotation of the X-ray detector during the output period of the ECG gate pulse to capture projection data, and performing two rotations of the X-ray tube and X-ray detector After the eye, 0 ° based on the ECG gate pulse
A step of irradiating the X-ray tube with X-rays and fetching projection data only in an angle range in which projection data has not yet been captured within an angle range of up to 360 °, wherein projection data in an angle range necessary for image formation is obtained. It is characterized by including a step of repeating the capture of the projection data until the capture, and a step of forming an image based on the projection data in the angle range necessary for the image configuration.

【0009】本発明によれば、X線を照射して得られた
投影データに基づき画像を構成する際、前記X線制御手
段から未だ投影データを取り込んでいない期間だけ投影
データを取り込むようにする。これにより画像歪が改善
された画像が構成されるようにしている。
According to the present invention, when constructing an image based on projection data obtained by irradiating X-rays, the projection data is fetched only during a period in which the projection data has not yet been fetched from the X-ray control means. . Thus, an image with improved image distortion is configured.

【0010】前記目的を達成するために、請求項3に係
る発明は、前記X線管及びX線検出器と被検体とを相対
的に被検体の体軸方向に移動させて3次元の投影データ
を取り込み、3次元画像又は被検体の体軸方向と平行な
面における2次元画像を生成することを特徴としてい
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional projection system in which the X-ray tube and the X-ray detector and the subject are relatively moved in the body axis direction of the subject. It is characterized in that it takes in data and generates a three-dimensional image or a two-dimensional image on a plane parallel to the body axis direction of the subject.

【0011】本発明によれば、X線管及びX線検出器と
被検体の相対位置を変えながら投影データを取り込むこ
とにより、所望の撮影部位について複数の画像を得るこ
とができる。
According to the present invention, a plurality of images can be obtained for a desired imaging region by capturing projection data while changing the relative positions of the X-ray tube and X-ray detector and the subject.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るX線CT装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the X-ray CT apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0013】図1の本発明の構成例に示すように、この
X線CT装置は、X線の照射および検出を行なうスキャ
ナガントリ部10と、スキャナガントリ部10で検出さ
れた計測データをCT画像信号に処理する画像再構成部
20と、CT画像を出力するディスプレイ30と、心電
計50と、心電計50からの心電波形に基づきX線制御
パルスを発生するX線制御パルス発生部60とから構成
されている。
As shown in the configuration example of the present invention in FIG. 1, this X-ray CT apparatus includes a scanner gantry section 10 for irradiating and detecting X-rays, and a measurement data detected by the scanner gantry section 10 as a CT image. An image reconstruction unit 20 that processes signals, a display 30 that outputs a CT image, an electrocardiograph 50, and an X-ray control pulse generation unit that generates an X-ray control pulse based on an electrocardiographic waveform from the electrocardiograph 50 60.

【0014】上記のX線CT装置のスキャナガントリ部
10において、回転円板11はX線管12、X線の放射
方向を制御するコリメータ13、開口部14、X線検出
器15、検出器回路16が搭載され、開口部14に設置
された寝台(図示せず)上の被検体の周りを回転可能と
なっている。並びに回転円板11は、回転及びX線束の
幅を制御するX線制御回路17を備えている。
In the scanner gantry section 10 of the X-ray CT apparatus, the rotating disk 11 includes an X-ray tube 12, a collimator 13 for controlling the X-ray radiation direction, an opening 14, an X-ray detector 15, and a detector circuit. 16 is mounted, and is rotatable around a subject on a bed (not shown) installed in the opening 14. Further, the rotating disk 11 includes an X-ray control circuit 17 for controlling the rotation and the width of the X-ray flux.

【0015】回転円板11によってX線管12を回転さ
せながら、X線管12が照射したX線はコリメータ13
により方向性を得て、寝台上の被検体の一断面を透過
し、透過X線はX線検出器15により検出される。検出
された出力信号はスキャン毎に検出器回路16でデジタ
ル信号S1に変換され、画像再構成部20に送信され
る。
While rotating the X-ray tube 12 by the rotating disk 11, the X-rays emitted by the X-ray tube 12
Thus, the transmitted X-ray is detected by the X-ray detector 15 through one cross section of the subject on the bed. The detected output signal is converted into a digital signal S1 by the detector circuit 16 for each scan, and transmitted to the image reconstruction unit 20.

【0016】画像再構成部20では、検出器回路16か
ら1スキャン毎のデジタル信号S1が計測データ収集回
路21に送られる。計測データ収集回路21では、計測
データを蓄えるとともに、検出器回路16で付加された
オフセットを除去するため、アレンジメント処理、フィ
ルタリング処理、逆投影処理などの演算が行われる。ま
た、計測データ収集回路21では計測データに含まれる
オフセットを除去する補正、対数関数的に減衰する信号
をリニアな特性に補正するログ補正、X線管の強度の細
かな変動を補正するリファレンス補正、 CT値の基準点
を補正するキャリブレーション補正、リング補正などの
処理も前処理として行われる。前処理で得られたデータ
は断層画像再構成のため画像演算回路22に伝送され、
放射状に照射されるX線による投影データを平行照射の
投影データに変換するアレンジメント処理、フィルタリ
ング処理、及び多方面からの投影像により元の物体を再
現するバックプロジェクション処理がなされ、画像情報
が付加される。画像演算回路22によって1スキャン毎
の画像情報が付加された2次元データ(横断面のデー
タ) は301〜310のスキャン数組の系列300から
なり、3次元画像形成部23に送られる。3次元画像形
成部23はこの系列から3次元情報を抽出し3次元表
示、新たな断面像表示或いは合成のための画像処理を行
う。3次元画像形成部23で3次元画像情報を形成され
たデータは、ディスプレイ回路24でゲイン調整され、
ディスプレイ30に送られ表示される。
In the image reconstruction unit 20, a digital signal S1 for each scan is sent from the detector circuit 16 to the measurement data collection circuit 21. In the measurement data collection circuit 21, calculations such as an arrangement process, a filtering process, and a back projection process are performed in order to store the measurement data and remove the offset added by the detector circuit 16. Further, the measurement data collection circuit 21 performs correction to remove an offset included in the measurement data, log correction to correct a logarithmically attenuated signal to linear characteristics, and reference correction to correct fine fluctuations in X-ray tube intensity. Processing such as calibration correction and ring correction for correcting the reference point of the CT value is also performed as preprocessing. The data obtained in the preprocessing is transmitted to the image operation circuit 22 for tomographic image reconstruction,
Arrangement processing for converting projection data by radially irradiated X-rays into projection data of parallel irradiation, filtering processing, and back projection processing for reproducing the original object by projection images from various directions are performed, and image information is added. You. The two-dimensional data (cross-sectional data) to which image information for each scan is added by the image arithmetic circuit 22 is composed of a series 300 of several sets of 301 to 310 scans and sent to the three-dimensional image forming unit 23. The three-dimensional image forming unit 23 extracts three-dimensional information from this series and performs image processing for three-dimensional display, new cross-sectional image display, or synthesis. The data on which the three-dimensional image information is formed by the three-dimensional image forming unit 23 is gain-adjusted by the display circuit 24,
It is sent to the display 30 and displayed.

【0017】尚、回転円板11の1回転と同時にスキャ
ナガントリ部10を被検体の体軸に沿って移動しなが
ら、被検体の所定部位をスキャンすることができる。
It is possible to scan a predetermined portion of the subject while moving the scanner gantry unit 10 along the body axis of the subject simultaneously with one rotation of the rotating disk 11.

【0018】更にこのX線CT装置は、心電計50から
の心電波形を入力して、心電波形に基づきX線出力パル
スを発生するX線制御パルス発生部60と、このパルス
に基づきX線出力を制御するX線制御回路17を備えて
いる。
Further, the X-ray CT apparatus receives an electrocardiographic waveform from an electrocardiograph 50, generates an X-ray output pulse based on the electrocardiographic waveform, and generates an X-ray control pulse based on the pulse. An X-ray control circuit 17 for controlling X-ray output is provided.

【0019】図2に示すように、X線制御パルス発生部
60は心電同期ゲートパルス発生回路61、計測角度範
囲フラッグ回路62、X線制御パルス発生回路63とか
ら構成される。
As shown in FIG. 2, the X-ray control pulse generator 60 comprises an ECG gate pulse generator 61, a measurement angle range flag circuit 62, and an X-ray control pulse generator 63.

【0020】このような構成において心電同期ゲートパ
ルス発生回路61は被検体の心電波形(図3(a))を
入力し、心電波形(a)のピーク(例えばR波)に対応
する繰り返しの、心電同期ゲートパルス(図3(b))
を出力する。また、計測角度範囲フラッグ回路62は画
像再構成に必要なスキャナ1回転分のデータの内、未だ
心電波形(a)に同期して計測していない角度範囲に対
応する計測角度範囲フラッグ(図3(c))を出力す
る。さらに、X線制御パルス発生回路63は前記心電同
期ゲートパルス(b)と計測角度範囲フラッグ(c)と
のANDをとり、X線出力パルス(図3(d))を出力
する。出力されたX線出力パルス(d)はX線制御回路
17で制御され、スキャナ1回転毎に計測角度範囲フラ
ッグを作成する。また、X線制御回路17は既にデータ
計測した角度範囲ではX線を出力しないようにX線CT
装置のX線出力を制御する。
In such a configuration, the ECG gate pulse generating circuit 61 receives an electrocardiographic waveform (FIG. 3A) of the subject and corresponds to a peak (for example, an R wave) of the electrocardiographic waveform (a). Repetitive ECG-gated pulse (Fig. 3 (b))
Is output. The measurement angle range flag circuit 62 is a measurement angle range flag corresponding to an angle range that has not yet been measured in synchronization with the electrocardiogram waveform (a) among data of one rotation of the scanner required for image reconstruction (FIG. 3 (c)) is output. Further, the X-ray control pulse generation circuit 63 performs an AND operation on the ECG gate pulse (b) and the measurement angle range flag (c), and outputs an X-ray output pulse (FIG. 3D). The outputted X-ray output pulse (d) is controlled by the X-ray control circuit 17, and creates a measurement angle range flag for each rotation of the scanner. Further, the X-ray control circuit 17 controls the X-ray CT so as not to output X-rays in the angle range where data has already been measured.
Control the X-ray output of the device.

【0021】次に、図4に示すようにX線出力パルス
(e)のNOT(f)を取ってから、計測角度範囲フラ
ッグ(g)とのANDを取り、新たな計測角度範囲フラ
ッグ(h)を作成する。計測角度範囲フラッグ回路62
はこの計測角度範囲フラッグ(h)を更新して記録す
る。
Next, as shown in FIG. 4, after the NOT (f) of the X-ray output pulse (e) is taken, the AND with the measurement angle range flag (g) is taken, and a new measurement angle range flag (h) is taken. ) To create. Measurement angle range flag circuit 62
Updates and records this measurement angle range flag (h).

【0022】本発明によるデータ計測について図5〜7
を用いて詳細を説明する。1回転目を図5に示す。ま
ず、心電同期ゲートパルス発生回路61は心電波形
(a)に基づき心電同期ゲートパルス(b)を作成す
る。1回転目のスキャンでは未だ再構成データを計測し
ていない為、計測角度範囲フラッグ(c)は、全ての計
測角度範囲にわたり1となっている。 続いて、X線制御
パルス発生回路63は、心電同期ゲートパルス(b)と
計測角度範囲フラッグ(c)とのANDをとりX線出力
パルス(d)を作成する。計測角度範囲フラッグ(c)
が全ての計測角度範囲にわたり1である為、X線出力パ
ルス(d)は図5に示すように、心電同期ゲートパルス
(b)と同じ波形となる。このX線出力パルス(d)の
波形に基づき、X線制御回路17はX線出力を間欠的に
ON/OFFして計測データ(e)を作成する。 なお、
1回転目で作成された計測データ(e)の角度範囲を斜
線で示す。その後、X線制御回路17は、スキャナ1回
転毎に、計測データ(e)の角度範囲を0とする計測角
度範囲フラッグ(f)を作成し、計測角度範囲フラッグ
回路62はこの計測角度範囲フラッグ(f)を更新して
記録する。
Data Measurement According to the Present Invention FIGS.
The details will be described with reference to FIG. The first rotation is shown in FIG. First, the ECG gate pulse generating circuit 61 creates an ECG gate pulse (b) based on the ECG waveform (a). Since the reconstruction data has not yet been measured in the first rotation scan, the measurement angle range flag (c) is 1 over the entire measurement angle range. Subsequently, the X-ray control pulse generation circuit 63 generates an X-ray output pulse (d) by ANDing the ECG gate pulse (b) and the measurement angle range flag (c). Measurement angle range flag (c)
Is 1 over the entire measurement angle range, the X-ray output pulse (d) has the same waveform as the electrocardiographic gate pulse (b) as shown in FIG. Based on the waveform of the X-ray output pulse (d), the X-ray control circuit 17 intermittently turns ON / OFF the X-ray output to create the measurement data (e). In addition,
The angle range of the measurement data (e) created in the first rotation is indicated by oblique lines. Thereafter, the X-ray control circuit 17 creates a measurement angle range flag (f) that sets the angle range of the measurement data (e) to 0 for each rotation of the scanner, and the measurement angle range flag circuit 62 generates this measurement angle range flag. (F) is updated and recorded.

【0023】次に2回転目を図6に示す。まず、心電同
期ゲートパルス発生回路61は心電波形(a)に基づき
心電同期ゲートパルス(b)を作成する。予め、X線制
御パルス発生回路63には1回転目で得た計測角度範囲
フラッグ(c)が記録されている。 続いて、X線制御パ
ルス発生回路63は、心電同期ゲートパルス(b)と計
測角度範囲フラッグ(c)とのANDをとりX線出力パ
ルス(d)を作成する。このX線出力パルス(d)の波
形に基づき、X線制御回路17はX線出力を間欠的にO
N/OFFして計測データ(e)を作成する。 なお、2
回転目で作成された計測データ(e)の角度範囲を幅広
の斜線で示す。 その後、X線制御回路17は1回転目と
2回転目で計測データ(e)の角度範囲を0とする計測
角度範囲フラッグ(f)を作成し、計測角度範囲フラッ
グ回路62はこの計測角度範囲フラッグ(f)を更新し
て記録する。
Next, the second rotation is shown in FIG. First, the ECG gate pulse generating circuit 61 creates an ECG gate pulse (b) based on the ECG waveform (a). The measurement angle range flag (c) obtained in the first rotation is recorded in the X-ray control pulse generation circuit 63 in advance. Subsequently, the X-ray control pulse generation circuit 63 generates an X-ray output pulse (d) by ANDing the ECG gate pulse (b) and the measurement angle range flag (c). Based on the waveform of the X-ray output pulse (d), the X-ray control circuit 17 intermittently changes the X-ray output to O.
N / OFF to create measurement data (e). In addition, 2
The angle range of the measurement data (e) created at the revolving eye is shown by wide oblique lines. Thereafter, the X-ray control circuit 17 creates a measurement angle range flag (f) that sets the angle range of the measurement data (e) to 0 at the first rotation and the second rotation, and the measurement angle range flag circuit 62 generates the measurement angle range flag (f). Update and record flag (f).

【0024】次に3回転目を図7に示す。まず、心電同
期ゲートパルス発生回路61は心電波形(a)に基づき
心電同期ゲートパルス(b)を作成する。予め、X線制
御パルス発生回路63には、 2回転目で得た計測角度範
囲フラッグ(c)が記録されている。 続いて、X線制御
パルス発生回路63は、心電同期ゲートパルス(b)と
計測角度範囲フラッグ(c)とのANDをとりX線出力
パルス(d)を作成する。このX線出力パルス(d)の
波形に基づき、X線制御回路17はX線出力を間欠的に
ON/OFFして計測データ(e)を作成する。 なお、
3回転目で作成された計測データ(e)の角度範囲を幅
広の斜線で示す。 その後、X線制御回路17は、1回転
目と2回転目と3回転目の計測データ(e)の角度範囲
を0とする計測角度範囲フラッグ(f)を作成し、計測
角度範囲フラッグ回路62はこの計測角度範囲フラッグ
(f)を更新して記録する。
Next, the third rotation is shown in FIG. First, the ECG gate pulse generating circuit 61 creates an ECG gate pulse (b) based on the ECG waveform (a). The measurement angle range flag (c) obtained in the second rotation is recorded in the X-ray control pulse generation circuit 63 in advance. Subsequently, the X-ray control pulse generation circuit 63 generates an X-ray output pulse (d) by ANDing the ECG gate pulse (b) and the measurement angle range flag (c). Based on the waveform of the X-ray output pulse (d), the X-ray control circuit 17 intermittently turns ON / OFF the X-ray output to create the measurement data (e). In addition,
The angle range of the measurement data (e) created at the third rotation is indicated by wide oblique lines. Thereafter, the X-ray control circuit 17 creates a measurement angle range flag (f) in which the angle range of the measurement data (e) at the first, second, and third rotations is set to 0, and the measurement angle range flag circuit 62 Updates and records this measurement angle range flag (f).

【0025】このようにして繰り返し計測しながら計測
角度範囲フラッグを更新し、再構成に必要なスキャナ1
回転分のデータを計測したところで計測を終了する。
In this way, the measurement angle range flag is updated while repeatedly measuring, and the scanner 1 necessary for reconstruction is updated.
When the data for the rotation is measured, the measurement ends.

【0026】尚、3次元画像処理には種々の方法があ
り、図8に示すように、例えば横断面以外の断面像を再
構成する場合には、上述した多数の横断面データをスキ
ャン方向に積み重ねたものを他の断面、例えばサジタル
面(矢状断) 31やコロナル面32の断層像として再構
成する。この際必要に応じて断面間のデータを補間す
る。また例えば心臓等の表面を表示する3次元表面表示
の場合には、まず2次元データの各々について閾値処理
によって領域抽出を行い、輪郭線を描く。閾値処理のみ
では困難な場合にはマニュアルでトレースして入力す
る。次いで断面間の輪郭線を接続する。この断面間の接
続は、必要に応じて断面間のデータを補間し、ボクセル
データとする方法、三角面素構成法など公知の方法が採
用される。次いで必要なシェーディングを施し、表面表
示画像を得る。更に表面表示画像と前述の断面像を合成
することも可能である。このように3次元画像形成部2
3で形成された画像信号は、ディスプレイ回路24でゲ
イン調整され、ディスプレイ30に送られ、再構成され
た断面像、表面表示画像或いはそれらの合成画像等が表
示される。上記いずれの場合にも図8の各断面データは
心臓周期の同じ条件で撮像された信号を用いて形成され
たデータであるので、拍動位相の不一致による画像歪の
増大を極力抑制することができ、診断価値の高い3次元
画像やサジタル(コロナル)再構成画像を得ることがで
きる。
There are various methods for three-dimensional image processing. For example, as shown in FIG. 8, when reconstructing a cross-sectional image other than a cross-sectional image, a large number of the above-mentioned cross-sectional data are transferred in the scanning direction. The stack is reconstructed as a tomographic image of another section, for example, a sagittal plane (sagittal section) 31 or a coronal plane 32. At this time, data between sections is interpolated as necessary. For example, in the case of a three-dimensional surface display for displaying the surface of a heart or the like, first, a region is extracted from each of the two-dimensional data by threshold processing, and an outline is drawn. If it is difficult to do so only by threshold processing, it is manually traced and input. Next, the contour lines between the cross sections are connected. For the connection between the cross sections, a known method such as a method of interpolating the data between the cross sections as necessary to obtain voxel data and a method of constructing a triangular surface element is employed. Next, necessary shading is performed to obtain a surface display image. Furthermore, it is also possible to combine the surface display image and the above-described cross-sectional image. Thus, the three-dimensional image forming unit 2
The image signal formed in 3 is gain-adjusted by the display circuit 24 and sent to the display 30, where a reconstructed cross-sectional image, surface display image, or a composite image thereof is displayed. In each of the above cases, since each of the cross-sectional data in FIG. 8 is data formed using signals imaged under the same conditions of the cardiac cycle, it is possible to minimize an increase in image distortion due to a mismatch in beat phases. Thus, a three-dimensional image or a sagittal (coronal) reconstructed image having a high diagnostic value can be obtained.

【0027】尚、以上の実施例では、回転円板が1スキ
ャンで1回転(360度)する場合について説明した
が、210〜240度のX線管移動でスキャンするいわ
ゆるハーフスキャンであっても適用できる。また回転円
板に搭載されたX線管を回転してスキャンするX線CT
装置について説明したが、本発明の画像作成方法は電子
ビーム方式のX線CT装置や2次元センサを有するコー
ンビーム方式のX線CT装置にも適用可能である。
In the above embodiment, the case where the rotating disk makes one rotation (360 degrees) in one scan has been described. However, a so-called half scan in which scanning is performed by moving the X-ray tube at 210 to 240 degrees is also possible. Applicable. X-ray CT that rotates and scans an X-ray tube mounted on a rotating disk
Although the apparatus has been described, the image forming method of the present invention is also applicable to an electron beam type X-ray CT apparatus and a cone beam type X-ray CT apparatus having a two-dimensional sensor.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、X
線を照射して得られた投影データに基づき画像を構成す
る際、前記X線制御手段から未だ投影データを取り込ん
でいない期間だけ投影データを取り込むようにする。こ
れにより被検体が無効被曝を受けることなくデータ計測
をし、画像歪が改善された画像が構成される。
As described above, according to the present invention, X
When constructing an image based on the projection data obtained by irradiating the lines, the projection data is taken in only during the period in which the projection data has not yet been taken from the X-ray control means. Thus, data measurement is performed without the subject being subjected to invalid exposure, and an image with reduced image distortion is configured.

【0029】また、X線管及びX線検出器と被検体の相
対位置を変えながら投影データを取り込むことにより、
所望の撮影部位のうち複数の断層画像が同一の拍動位相
を持つ、3次元画像やMPR再構成画像を形成すること
ができる。特に心臓の画像診断に有効な3次元画像を形
成することができる。
Further, by changing the relative position between the X-ray tube and the X-ray detector and the subject, the projection data is taken in.
It is possible to form a three-dimensional image or an MPR reconstructed image in which a plurality of tomographic images in a desired imaging region have the same pulsation phase. In particular, it is possible to form a three-dimensional image that is effective for a cardiac image diagnosis.

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

【図1】本発明に係るX線CT装置の構成例を示すブロ
ック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an X-ray CT apparatus according to the present invention.

【図2】X線制御パルス発生部のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of an X-ray control pulse generator.

【図3】X線出力パルスを示す波形図。FIG. 3 is a waveform chart showing an X-ray output pulse.

【図4】X線出力パルスを示す波形図。FIG. 4 is a waveform chart showing an X-ray output pulse.

【図5】X線出力パルス発生の過程を示す波形図。FIG. 5 is a waveform chart showing a process of generating an X-ray output pulse.

【図6】X線出力パルス発生の過程を示す波形図。FIG. 6 is a waveform chart showing a process of generating an X-ray output pulse.

【図7】X線出力パルス発生の過程を示す波形図。FIG. 7 is a waveform chart showing a process of generating an X-ray output pulse.

【図8】3次元画像再構成を説明するために用いた図。FIG. 8 is a diagram used for explaining three-dimensional image reconstruction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…スキャナガントリ部、11…回転円板、12…X
線管、13…コリメータ、14…開口部、15…X線検
出器、16…検出器回路、17…X線制御回路、20…
画像再構成部、21…計測データ収集回路、22…画像
演算回路、23…3次元画像形成部、24…ディスプレ
イ回路、30…ディスプレイ、50…心電計、60…X
線制御パルス発生部、61…心電同期ゲートパルス発生
回路、62…計測角度範囲フラッグ回路、63…X線制
御パルス発生回路
10: scanner gantry section, 11: rotating disk, 12: X
Tube, 13 ... collimator, 14 ... opening, 15 ... X-ray detector, 16 ... detector circuit, 17 ... X-ray control circuit, 20 ...
Image reconstructing unit, 21: measurement data collection circuit, 22: image calculation circuit, 23: three-dimensional image forming unit, 24: display circuit, 30: display, 50: electrocardiograph, 60: X
Line control pulse generation unit, 61: ECG gate pulse generation circuit, 62: Measurement angle range flag circuit, 63: X-ray control pulse generation circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X線管を被検体を中心にして連続回転さ
せるとともに該X線管からX線を照射し、被検体を挟ん
で前記X線管と対向配置されたX線検出器によって被検
体の透過X線を示す投影データを取り込み、該投影デー
タに基づいて画像を表示するX線CT装置において、 心電計からの心電波形に同期して被検体の静止期間を示
す心電同期ゲートパルスを発生する心電同期発生手段
と、 前記X線管及びX線検出器の1回転ごとに前記心電同期
ゲートパルスに基づいて、0°〜360°の角度範囲内
で未だ投影データを取り込んでいない角度範囲にのみ前
記X線管からX線を照射させるX線制御手段と、 前記X線管及びX線検出器の各回転ごとに前記X線検出
器から画像構成に必要な角度範囲の投影データを取り込
み、該投影データに基づき画像を構成する画像構成手段
と、 を備えたことを特徴とするX線CT装置。
An X-ray tube is rotated continuously around an object, irradiated with X-rays from the X-ray tube, and irradiated with an X-ray detector arranged opposite to the X-ray tube with the object interposed therebetween. An X-ray CT apparatus that captures projection data indicating transmitted X-rays of a subject and displays an image based on the projection data, wherein an ECG synchronization indicating a stationary period of the subject is synchronized with an electrocardiogram waveform from an electrocardiograph. An electrocardiographic synchronization generating means for generating a gate pulse; and for each rotation of the X-ray tube and the X-ray detector, the projection data within an angle range of 0 ° to 360 ° based on the electrocardiographic gate pulse. X-ray control means for irradiating X-rays from the X-ray tube only to an angle range that has not been captured, and an angle range necessary for image formation from the X-ray detector for each rotation of the X-ray tube and X-ray detector Fetches the projection data of X-ray CT apparatus characterized by comprising: the image construction means for constructing an image.
【請求項2】 X線管を被検体を中心にして連続回転さ
せるとともに該X線管からX線を照射し、被検体を挟ん
で前記X線管と対向配置されたX線検出器によって被検
体の透過X線を示す投影データを取り込み、該投影デー
タに基づいて画像を作成する画像作成方法において、 心電計からの心電波形に同期して被検体の静止期間を示
す心電同期ゲートパルスを発生する工程と、 前記X線管及びX線検出器の最初の1回転目に前記心電
同期ゲートパルスの出力期間だけ前記X線管からX線を
照射して投影データを取り込む工程と、 前記X線管及びX線検出器の2回転目以降は前記心電同
期ゲートパルスの出力に基づいて、0°〜360°の角
度範囲内にで未だ投影データを取り込んでいない角度範
囲にのみ前記X線管からX線を照射して投影データを取
り込む工程であって、画像構成に必要な角度範囲の投影
データが取り込まれるまで投影データの取り込みを繰り
返す工程と、 前記画像構成に必要な角度範囲の投影データに基づき画
像を構成する工程と、 を含む画像作成方法。
2. An X-ray tube is continuously rotated around an object, irradiated with X-rays from the X-ray tube, and irradiated by an X-ray detector arranged opposite to the X-ray tube with the object interposed therebetween. An image creation method for capturing projection data indicating transmitted X-rays of a subject and creating an image based on the projection data, comprising: an ECG gate indicating a stationary period of the subject in synchronization with an electrocardiogram waveform from an electrocardiograph. Generating a pulse; irradiating X-rays from the X-ray tube during the first rotation of the X-ray tube and X-ray detector during the output period of the ECG gate pulse to capture projection data; After the second rotation of the X-ray tube and the X-ray detector, based on the output of the ECG gate pulse, only the angle range within the angle range of 0 ° to 360 ° and in which the projection data has not been captured yet. X-rays are emitted from the X-ray tube to project A step of capturing the data, repeating the capture of the projection data until the projection data of the angle range required for the image configuration is captured, and a step of configuring an image based on the projection data of the angle range required for the image configuration, An image creation method including and.
【請求項3】 前記X線管及びX線検出器と被検体とを
相対的に被検体の体軸方向に移動させて3次元の投影デ
ータを取り込み、3次元画像又は被検体の体軸方向と平
行な面における2次元画像を生成することを特徴とする
請求項2の画像作成方法。
3. An X-ray tube and an X-ray detector and a subject are relatively moved in a body axis direction of the subject to acquire three-dimensional projection data, and a three-dimensional image or a body axis direction of the subject is captured. 3. The method according to claim 2, wherein a two-dimensional image on a plane parallel to the image is generated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4649150B2 (en) * 2003-10-03 2011-03-09 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus and imaging method

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