JP2005006726A

JP2005006726A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2005006726A
Application number: JP2003171686A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Takahashi; 健太郎高橋
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】少ないＸ線照射で高速にＭＰＲ画像を生成するＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】ＭＰＲ画像生成範囲の断層画像撮影において、１枚目の撮影では物体断面の全範囲にＸ線を照射し、１回転分の透過Ｘ線データを取得する。２枚目以降の撮影ではＭＰＲ画像生成範囲のみにＸ線を照射し、Ｘ線を照射しない部分の投影データには１枚目のデータをあてはめて１回転分の透過Ｘ線データを作成する。このようにして求めた透過Ｘ線データからＭＰＲ画像生成領域について部分断層画像を再構成し、この部分断層画像をつなげてＭＰＲ画像を生成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線ＣＴ装置に係り、特にＭＰＲ画像を生成するＸ線ＣＴ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の断層画像を撮影したり、撮影した断層画像を基にＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ−ＰｌａｎｅｒＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像を生成することが行われている。
【０００３】
従来のＸ線ＣＴ装置の例を図６に示す。このようなＸ線ＣＴ装置で断層画像を生成するには、被検体のどの位置からどれだけの範囲の断層画像を撮影するかスキャン計画を立て、設定を行う。中央処理部でその情報が処理され、Ｘ線制御部やコリメータ制御部、スキャナ制御部にてスキャナが制御される。
【０００４】
図７に示すように、スキャナ部分ではＸ線管と検出器が撮影領域を挟んで対向する位置に固定されており、それらが一回転する間にＸ線管からＸ線が照射され、検出器にて被検体透過後のＸ線を測定する。検出器は複数の検出素子から構成されており、それらの素子から得られるデータにチャンネル番号を割り当てている。また、スキャナが１回転する間のサンプリング回数をビュー数とすると、検出器から得られた１回転分のデータは投影データ変換部で図８のような２次元投影データに変換される。図８の横方向は検出器のチャンネル番号、縦方向はビュー数である。
【０００５】
再構成処理部では、この投影データにフィルターリング（畳み込み重積法）とバックプロジェクション（逆投影）を行い、被検体の断層画像を再構成する。
【０００６】
ＭＰＲ画像の生成は、断層画像を再構成した後に、取得したいＭＰＲ画像範囲の複数の断層画像からＭＰＲ画像に必要な箇所の画像データを抽出し、それらを並べて１枚の画像とすることで行われる（図９参照）。このようなＭＰＲ画像生成の流れを図１０に示す。
【０００７】
また、ＭＰＲ画像を表示する三次元画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１０１４４９号公報（第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来のＸ線ＣＴ装置では、ＭＰＲ画像を生成するために、まずそのＭＰＲ画像の範囲の断層画像全てを全領域分再構成する必要がある。しかしＭＰＲ画像は断層画像の一部分の集合体であり、断層画像の撮影においてＭＰＲ画像の生成に使用しない箇所にもＸ線が照射されているので、本来は必要の無いＸ線を照射し無効被爆を招いている。また、検出器で得られる断層画像全範囲のデータからＭＰＲ画像が生成可能な投影データへの変換や、断層像の全領域を再構成する処理に時間を要している。
【００１０】
本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、少ないＸ線照射で高速にＭＰＲ画像を生成するＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体のＭＰＲ画像生成領域のみにＸ線を照射して透過Ｘ線データを取得するデータ取得手段と、前記ＭＰＲ画像生成領域以外についてあらかじめ用意されたデータを前記透過Ｘ線データにあてはめることにより、前記被検体の断層像再構成に必要な透過Ｘ線データを作成するデータ作成手段と、前記作成した透過Ｘ線データに基づいて、前記被検体のＭＰＲ画像生成領域における部分断層画像を再構成する再構成手段と、前記再構成した部分断層画像を用いてＭＰＲ画像を生成する画像生成手段と、を有している。
【００１２】
本願発明第１の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、被検体のＭＰＲ画像生成領域のみについて透過Ｘ線データが取得される。ＭＰＲ画像を生成する領域以外についてはあらかじめ用意されたデータをあてはめるので、Ｘ線を照射して透過Ｘ線データを取得する必要はない。
【００１３】
また、本願発明第１の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、透過Ｘ線データから部分断層画像を再構成し、その部分断層画像からＭＰＲ画像を生成する。すなわち、被検体断面の全ての領域について断層像の再構成を行う必要はなく、処理の対象となるデータ量を低減することができる。部分断層画像の再構成は、１回転分の透過Ｘ線データから行うことができる。
【００１４】
このようにして、本願発明第１の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、少ないＸ線照射で高速にＭＰＲ画像を生成することができる。
【００１５】
本願発明第２の特徴に係るＸ線ＣＴ装置は、本願発明第１の特徴に係るＸ線ＣＴ装置において、前記データ作成手段は、前記被検体の断面の全範囲にＸ線を照射して得られた透過Ｘ線データをあてはめることを特徴としている。
【００１６】
断層画像の再構成に用いる透過Ｘ線データにおいて、ＭＰＲ画像生成領域以外については任意のデータをあてはめることが可能であるが、被検体の断面の全範囲にＸ線を照射して得られた透過Ｘ線データをあてはめることで、ＭＰＲ画像のノイズやアーチファクト（偽像）を低減することができる。
【００１７】
なお、本願発明第２の特徴に係るＸ線ＣＴ装置では、被検体の断面の全範囲に対するＸ線の照射は、任意の体軸方向位置において１度行えばよい。例えば、断層画像１枚目については被検体の断面の全範囲にＸ線を照射して透過Ｘ線データを取得する。２枚目以降の断層画像においてはＭＰＲ画像生成領域についてのみＸ線を照射し、それ以外の領域については１枚目のデータをあてはめて断層画像の再構成に必要な透過Ｘ線データを作成することができる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１に、本実施の形態が適用されたＸ線ＣＴ装置１０の構成を示す。Ｘ線ＣＴ装置１０は、中央処理部１２により撮影対象物９９のスキャン計画を処理し、Ｘ線制御部１８やコリメータ制御部２０、スキャナ制御部２２によりスキャナ２４を制御する。Ｘ線照射領域演算処理部１４は、コリメータ制御部２０を制御してＸ線照射領域を調節する。
【００２０】
スキャナ２４は、Ｘ線管球２６と検出器３０とが撮影領域を挟んで対向する位置に固定されており、相対的な位置関係を保持しつつ回転する。スキャナが回転する間にＸ線管球２６からＸ線が照射され、検出器３０が撮影対象物９９透過後のＸ線量を測定する。Ｘ線管球２６が照射するＸ線はコリメータ２８により照射方向および幅が調整され、スキャン計画に従って撮影対象物９９にＸ線が照射される。
【００２１】
投影データ変換部３４は、検出器３０が測定したＸ線量を２次元投影データに変換する。変換された２次元投影データは、投影データ保存部４０に保存される。
【００２２】
再構成処理部４２は、投影データ保存部４０に保存されているデータを用いてデータのあてはめを行うことにより撮影対象物９９の各断層位置における１回転分の投影データを作成し、作成した投影データから部分断層画像の再構成を行う（後述）。なお、断層画像の全領域について再構成を行う場合は、投影データ変換部３４が変換した投影データを用いて、再構成処理部３６が再構成処理を行う。
【００２３】
ＭＰＲ画像作成部３８は、再構成処理部４２が再構成した部分断層画像からＭＰＲ画像を作成する（後述）。断層画像およびＭＰＲ画像は、画像表示部４６に表示される。
【００２４】
操作部４８は、図示しないキーボードやマウス、スイッチ等を含み、スキャン計画の設定や画像表示等の指示入力が可能に構成されている。
【００２５】
次に、上記実施の形態の作用を説明する。Ｘ線ＣＴ装置１０では、操作者は、撮影対象物９９のどの部分のＭＰＲ画像を作成するのか、というスキャン計画を操作部４８を介して設定する。Ｘ線ＣＴ装置１０は、該スキャン計画の指示入力に基づいてスキャナ２４を制御し、撮影対象物９９にＸ線を照射して投影データを得る。
【００２６】
この際、１枚目の断層画像では撮影対象物９９の断面の全範囲にＸ線を照射し、１回転全体の投影データを得ておく。２枚目以降の断層画像ではＭＰＲ画像の対象位置のみにＸ線を照射し、その部分の投影データを得る。図２（ａ）に、撮影対象物９９にＸ線が照射されたときの投影データ収集範囲、およびＸ線がＭＰＲ画像作成部分を透過する範囲を示す。１枚目の断層画像では撮影対象物９９の全範囲についてのデータ（図中Ａの範囲）が、２枚目以降の断層画像では撮影対象物９９のＭＰＲ画像作成範囲についてのデータ（図中Ｂの範囲）が取得される。
【００２７】
このように、Ｘ線ＣＴ装置１０では、２枚目以降の断層画像ではＭＰＲ画像作成範囲についてのみＸ線を照射するので、Ｘ線照射量を少なくすることができる。
【００２８】
なお、図２（ｂ）に示すように、データが取得される範囲はスキャナ２４の回転に従って変化する。また、図２（ｃ）に示すように、ＭＰＲ画像作成部分にはある程度の幅を持たせておくことが好ましい。
【００２９】
スキャナ２４が１回転して得られるデータを図３に示す。図３（ｂ）の横軸方向はチャンネル番号、縦軸方向はビュー数であり、網掛け部分はＭＰＲ画像作成部分を透過するデータの範囲を表している。このような投影データが、ＭＰＲ画像作成範囲について取得される。
【００３０】
得られた投影データから部分断層像を再構成するが、２枚目以降の投影データにはＭＰＲ画像の対象位置を透過する部分のデータしか存在しない。そこで、２枚目以降の投影データにおいては、Ｘ線を照射しない部分に１枚目の投影データをあてはめ、１回転全体の投影データを獲得する（図４参照）。
【００３１】
この際、シミュレーションにより作成したデータをあてはめることも可能であるが、上述のように、実際のデータに近いデータ１枚目の投影データをあてはめることで、作成するＭＰＲ画像のノイズやアーチファクトを低減することができる。
【００３２】
投影データのそれぞれからＭＰＲ画像部分のみの部分断層画像を再構成し、再構成したそれぞれの部分断層画像を１枚の画像につなげてＭＰＲ画像を作成する（図５参照）。このように、Ｘ線ＣＴ装置１０では、１回転分の投影データからＭＰＲ画像部分のみの部分断層像を再構成するので、ＭＰＲ画像を高速に作成することができる。
【００３３】
なお、部分断層画像に基づくＭＰＲ画像の作成は、従来から用いられている技術により行うことができる。
【００３４】
以上説明したように、Ｘ線ＣＴ装置１０では、少ないＸ線照射で高速にＭＰＲ画像を作成することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では１枚目の断層画像において撮影対象物９９の断面の全範囲にＸ線を照射し、得られた投影データを２枚目以降にあてはめる場合について説明しているが、全範囲へのＸ線の照射は１枚目の断層画像に限らず、２枚目以降の任意の断層画像で行うようにしてよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少ないＸ線照射で高速にＭＰＲ画像を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施形態に係り、Ｘ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係り、データ収集範囲を示す概念図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係り、スキャナ１回転分の投影データを示す図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係り、投影データのあてはめを示す概念図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係り、ＭＰＲ画像作成の流れを示す概念図である。
【図６】従来のＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。
【図７】従来のＸ線ＣＴ装置によるＸ線透過データの取得を示す図である。
【図８】従来のＸ線ＣＴ装置により取得した投影データを示す概念図である。
【図９】従来のＸ線ＣＴ装置による断層画像およびＭＰＲ画像を示す概念図である。
【図１０】従来のＸ線ＣＴ装置によるＭＰＲ画像作成の例を示す概念図である。
【符号の説明】
１０・・・Ｘ線ＣＴ装置、１４・・・Ｘ線照射領域演算処理部、１８・・・Ｘ線制御部、２０・・・コリメータ制御部、２２・・・スキャナ制御部、２４・・・スキャナ、２８・・・コリメータ、３４・・・投影データ変換部、３８・・・ＭＰＲ画像作成部、４０・・・投影データ保存部、４２・・・再構成処理部

Claims

被検体のＭＰＲ画像生成領域のみにＸ線を照射して透過Ｘ線データを取得するデータ取得手段と、
前記ＭＰＲ画像生成領域以外についてあらかじめ用意されたデータを前記透過Ｘ線データにあてはめることにより、前記被検体の断層像再構成に必要な透過Ｘ線データを作成するデータ作成手段と、
前記作成した透過Ｘ線データに基づいて、前記被検体のＭＰＲ画像生成領域における部分断層画像を再構成する再構成手段と、
前記再構成した部分断層画像を用いてＭＰＲ画像を生成する画像生成手段と、
を有するＸ線ＣＴ装置。
前記データ作成手段は、前記被検体の断面の全範囲にＸ線を照射して得られた透過Ｘ線データをあてはめることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。