JP2005103254A - Method for reconstituting image, method for evaluating projection data, and x-ray ct apparatus - Google Patents

Method for reconstituting image, method for evaluating projection data, and x-ray ct apparatus Download PDF

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ジオングウェイ ヤン
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誠 郷野
Sueri Wangu
スエリ ワング
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for reconstituting an image with excellent quality from projection data for the portion of partial scan even when no perfect facing data are available, and to provide an X-ray CT apparatus for reconstituting the image. <P>SOLUTION: In a view channel space where actually measured projection data for the portion of partial scan are collected, the projection data for the portion of full scan is generated by supplementing a data point A where the actually measured projection data does not exist with the actually measured projection data in a mirror point A'. When the image is reconstituted on the basis of the projection data for the portion of full scan, data interpolated from the actually measured projection data in data points B, C near the mirror point A' are utilized in the case no actually measured projection data are available in the mirror point A'. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像再構成方法および投影データ(data)評価方法並びにX線CT(Computed Tomography)装置に関し、特に、パーシャルスキャン(partial scan)の投影データに基づいて画像を再構成する方法および投影データの正常性を評価する方法、並びに、そのような画像再構成や投影データ評価を行うX線CT装置に関する。   The present invention relates to an image reconstruction method, a projection data (data) evaluation method, and an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and more particularly, to a method and projection data for reconstructing an image based on partial scan projection data. The present invention relates to a method for evaluating the normality of X-ray, and an X-ray CT apparatus for performing such image reconstruction and projection data evaluation.

X線CT装置では、ビュー・チャンネル(view−channel)空間にハーフスキャン(half scan)分だけ実測投影データを収集し、フルスキャン(full scan)に足りない部分は実測投影データに含まれる対向データで補充して画像を再構成することがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平4−84940号公報(第3−4頁、第2−3図)
In the X-ray CT apparatus, the measured projection data is collected for the half scan (half scan) in the view-channel space, and the portion that is not sufficient for the full scan is the counter data included in the measured projection data. The image may be reconstructed by replenishing the image (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-4-84940 (page 3-4, Fig. 2-3)

ビュー・チャンネル空間におけるデータポイントは離散的なので、正しく対向するデータが実測データ中に必ずあるとは限らない。そのような場合は、実測データのうちで最も良く対向するデータが利用されるが、完全な対向データではないので、再構成画像の品質が良くない。   Since the data points in the view channel space are discrete, there is no guarantee that there is always correct data in the measured data. In such a case, the best facing data among the actually measured data is used, but the quality of the reconstructed image is not good because it is not complete facing data.

そこで、本発明の課題は、完全な対向データがない場合でもパーシャルスキャン分の投影データから品質の良い画像を再構成する方法、および、そのような画像再構成が可能なX線CT装置を実現することである。また、ビュー・チャンネル空間における投影データの正常性を判定する方法、および、そのような判定を行うX線CT装置を実現することを課題とする。   Accordingly, the object of the present invention is to realize a method for reconstructing a high-quality image from projection data for partial scan even when there is no complete counter data, and an X-ray CT apparatus capable of such image reconstruction. It is to be. Another object of the present invention is to realize a method for determining the normality of projection data in the view channel space and an X-ray CT apparatus for performing such determination.

(1)上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、パーシャルスキャン分の実測投影データが収集されたビュー・チャンネル空間において、実測投影データが存在しないデータポイントについてはそのミラーポイントにおける実測投影データで補充してフルスキャン分の投影データを形成し、前記フルスキャン分の投影データに基づいて画像を再構成する方法であって、前記ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用する、ことを特徴とする画像再構成方法である。   (1) One aspect of the invention for solving the above problem is that, in a view channel space where measured projection data for partial scan is collected, a data point for which measured projection data does not exist is at the mirror point. A method of forming projection data for a full scan by supplementing with actual projection data, and reconstructing an image based on the projection data for the full scan, in the vicinity when there is no actual projection data at the mirror point An image reconstruction method characterized by using data interpolated from actually measured projection data at a plurality of data points.

(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、X線を利用して撮影対象について画像再構成用の投影データをビュー・チャンネル空間に収集するデータ収集手段と、パーシャルスキャン分の実測投影データが収集された前記ビュー・チャンネル空間において、実測投影データが存在しないデータポイントについてはそのミラーポイントにおける実測投影データで補充してフルスキャン分の投影データを形成し、前記フルスキャン分の投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段と、を有するX線CT装置であって、前記再構成手段は、前記ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用する、ことを特徴とするX線CT装置である。   (2) Another aspect of the invention for solving the above problems is a data collection means for collecting projection data for image reconstruction in a view channel space for an imaging target using X-rays, and a partial scan. In the view channel space in which the actual projection data for the minute is collected, the data points for which the actual projection data does not exist are supplemented with the actual projection data at the mirror point to form the projection data for the full scan, and the full scan An X-ray CT apparatus having a reconstructing means for reconstructing an image based on projection data for a minute, wherein the reconstructing means includes a plurality of data in the vicinity thereof when there is no measured projection data at the mirror point. An X-ray CT apparatus is characterized by using data interpolated from measured projection data at a point.

(1)または(2)に記載の各観点での発明では、ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用するので、完全な対向データで補充することができ、これによって、品質の良い再構成画像を得ることができる。なお、パーシャルスキャンはハーフスキャンであることが、最小限のスキャンによって必要十分な投影データを得る点で好ましい。   In the invention according to each aspect described in (1) or (2), when there is no actual projection data at the mirror point, data interpolated from the actual projection data at a plurality of data points in the vicinity thereof is used. It can be supplemented with data, whereby a reconstructed image with good quality can be obtained. The partial scan is preferably a half scan from the viewpoint of obtaining necessary and sufficient projection data by a minimum scan.

(3)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ビュー・チャンネル空間に収集された投影データの正常性を評価する方法であって、前記ビュー・チャンネル空間において相互にミラーポイントの関係にあるデータポイント対における投影データの相違を求め、それに基づいて投影データの正常性を評価する、とを特徴とする投影データ評価方法である。   (3) Another aspect of the invention for solving the above-described problem is a method for evaluating the normality of projection data collected in a view channel space, which is a mirror point mutually in the view channel space. The projection data evaluation method is characterized in that a difference in projection data at a pair of data points having the relationship is obtained, and normality of the projection data is evaluated based on the difference.

(4)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、X線を利用して撮影対象について画像再構成用の投影データをビュー・チャンネル空間に収集するデータ収集手段と、前記投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段と、を有するX線CT装置であって、前記ビュー・チャンネル空間において相互にミラーポイントの関係にあるデータポイント対における投影データの相違を求め、それに基づいて投影データの正常性を評価する評価手段を具備する、ことを特徴とするX線CT装置である。   (4) According to another aspect of the invention for solving the above-described problem, there is provided data collection means for collecting projection data for image reconstruction in a view channel space for an imaging target using X-rays, and the projection An X-ray CT apparatus having reconstruction means for reconstructing an image based on data, and obtaining a difference in projection data between a pair of data points that are in a mirror point relationship with each other in the view channel space; An X-ray CT apparatus comprising an evaluation means for evaluating the normality of projection data based on the evaluation data.

(3)または(4)に記載の各観点での発明では、ビュー・チャンネル空間において相互にミラーポイントの関係にあるデータポイント対における投影データの相違を求め、それに基づいて投影データの正常性を評価する。相互にミラーポイントの関係にあるデータポイント対における投影データは相互に対向データとなり、本来同一の値となるべきものであるから、それらの相違に基づいて正常性を評価することができる。   In the invention according to each aspect described in (3) or (4), a difference in projection data in a data point pair mutually having a mirror point relationship in the view channel space is obtained, and the normality of the projection data is determined based on the difference. evaluate. Since the projection data in the data point pair that are in the relationship of mirror points with each other becomes mutually opposing data and should originally have the same value, normality can be evaluated based on the difference between them.

ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用することが、評価の制度を高める点で好ましい。   When there is no actual projection data at the mirror point, it is preferable to use data interpolated from the actual projection data at a plurality of data points in the vicinity of the mirror point in terms of enhancing the evaluation system.

本発明によれば、完全な対向データがない場合でもパーシャルスキャン分の投影データから品質の良い画像を再構成する方法、および、そのような画像再構成が可能なX線CT装置を実現することができる。また、ビュー・チャンネル空間における投影データの正常性を判定する方法、および、そのような判定を行うX線CT装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a method for reconstructing a high-quality image from projection data for partial scan even when there is no complete facing data, and an X-ray CT apparatus capable of such image reconstruction. Can do. In addition, it is possible to realize a method for determining the normality of projection data in the view channel space and an X-ray CT apparatus that performs such determination.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図1にX線CT装置のブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of an X-ray CT apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention is shown by the configuration of the apparatus. An example of an embodiment related to the method of the present invention is shown by the operation of the apparatus.

図1に示すように、本装置は、走査ガントリ(gantry)2、撮影テーブル(table)4および操作コンソール(console)6を備えている。走査ガントリ2はX線管20を有する。X線管20から放射された図示しないX線は、コリメータ(collimator)22により扇状のX線ビーム(beam)すなわちファンビーム(fan beam)となるように成形され、X線検出器24に照射される。   As shown in FIG. 1, the apparatus includes a scanning gantry 2, an imaging table 4, and an operation console 6. The scanning gantry 2 has an X-ray tube 20. X-rays (not shown) emitted from the X-ray tube 20 are formed into a fan-shaped X-ray beam, that is, a fan beam by a collimator 22 and irradiated to the X-ray detector 24. The

X線検出器24は、扇状のX線ビームの広がりの方向にアレイ(array)状に配列された複数の検出素子を有する。X線検出器24の構成については後にあらためて説明する。X線管20、コリメータ22およびX線検出器24は、X線照射・検出装置を構成する。X線照射・検出装置については後にあらためて説明する。   The X-ray detector 24 has a plurality of detection elements arranged in an array in the direction of expansion of the fan-shaped X-ray beam. The configuration of the X-ray detector 24 will be described later. The X-ray tube 20, the collimator 22, and the X-ray detector 24 constitute an X-ray irradiation / detection device. The X-ray irradiation / detection apparatus will be described later.

X線検出器24にはデータ収集部26が接続されている。データ収集部26はX線検出器24の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ(digital data)として収集する。   A data collection unit 26 is connected to the X-ray detector 24. The data collection unit 26 collects detection signals of individual detection elements of the X-ray detector 24 as digital data.

X線管20からのX線の照射は、X線コントローラ(controller)28によって制御される。なお、X線管20とX線コントローラ28との接続関係については図示を省略する。コリメータ22は、コリメータコントローラ30によって制御される。なお、コリメータ22とコリメータコントローラ30との接続関係については図示を省略する。   X-ray irradiation from the X-ray tube 20 is controlled by an X-ray controller 28. The connection relationship between the X-ray tube 20 and the X-ray controller 28 is not shown. The collimator 22 is controlled by a collimator controller 30. The connection relationship between the collimator 22 and the collimator controller 30 is not shown.

以上のX線管20からコリメータコントローラ30までのものが、走査ガントリ2の回転部34に搭載されている。回転部34の回転は、回転コントローラ36によって制御される。なお、回転部34と回転コントローラ36との接続関係については図示を省略する。   The components from the X-ray tube 20 to the collimator controller 30 described above are mounted on the rotating unit 34 of the scanning gantry 2. The rotation of the rotating unit 34 is controlled by the rotation controller 36. The connection relationship between the rotating unit 34 and the rotation controller 36 is not shown.

撮影テーブル4は、図示しない撮影の対象を走査ガントリ2のX線照射空間に搬入および搬出するようになっている。対象とX線照射空間との関係については後にあらためて説明する。   The imaging table 4 carries an imaging target (not shown) in and out of the X-ray irradiation space of the scanning gantry 2. The relationship between the object and the X-ray irradiation space will be described later.

操作コンソール6はデータ処理装置60を有する。データ処理装置60は、例えばコンピュータ(computer)等によって構成される。データ処理装置60には、制御インタフェース(interface)62が接続されている。制御インタフェース62には、走査ガントリ2と撮影テーブル4が接続されている。データ処理装置60は制御インタフェース62を通じて走査ガントリ2および撮影テーブル4を制御する。   The operation console 6 has a data processing device 60. The data processing device 60 is configured by, for example, a computer. A control interface (interface) 62 is connected to the data processing device 60. The control gantry 2 and the imaging table 4 are connected to the control interface 62. The data processing device 60 controls the scanning gantry 2 and the imaging table 4 through the control interface 62.

走査ガントリ2内のデータ収集部26、X線コントローラ28、コリメータコントローラ30および回転コントローラ36が制御インタフェース62を通じて制御される。なお、それら各部と制御インタフェース62との個別の接続については図示を省略する。   The data acquisition unit 26, the X-ray controller 28, the collimator controller 30 and the rotation controller 36 in the scanning gantry 2 are controlled through the control interface 62. Note that illustration of individual connections between these units and the control interface 62 is omitted.

データ処理装置60には、また、データ収集バッファ64が接続されている。データ収集バッファ64には、走査ガントリ2のデータ収集部26が接続されている。データ収集部26で収集されたデータがデータ収集バッファ64を通じてデータ処理装置60に入力される。   A data collection buffer 64 is also connected to the data processing device 60. A data collection unit 26 of the scanning gantry 2 is connected to the data collection buffer 64. Data collected by the data collection unit 26 is input to the data processing device 60 through the data collection buffer 64.

データ処理装置60には記憶装置66が接続されている。記憶装置66は、走査ガントリ2が収集したデータを記憶する。走査ガントリ2、データ収集バッファ64、データ処理装置60および記憶装置66からなる部分は、本発明におけるデータ収集手段の実施の形態の一例である。   A storage device 66 is connected to the data processing device 60. The storage device 66 stores data collected by the scanning gantry 2. The portion comprising the scanning gantry 2, the data collection buffer 64, the data processing device 60, and the storage device 66 is an example of an embodiment of the data collection means in the present invention.

記憶装置66は、また、データ処理装置60のためのプログラム(program)を記憶する。データ処理装置60が記憶装置66に記憶されたプログラムを実行することにより、撮影に関わる各種のデータ処理が行われる。   The storage device 66 also stores a program for the data processing device 60. When the data processing device 60 executes the program stored in the storage device 66, various data processing related to photographing is performed.

データ処理装置60は、データ収集バッファ64を通じて記憶装置66に収集した複数ビューの投影データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back projection)法等が用いられる。データ処理装置60は、本発明における再構成手段の実施の形態の一例である。   The data processing device 60 performs image reconstruction using projection data of a plurality of views collected in the storage device 66 through the data collection buffer 64. For the image reconstruction, for example, a filtered back projection method or the like is used. The data processing device 60 is an example of an embodiment of the reconstruction means in the present invention.

データ処理装置60には、また、表示装置68および操作装置70が接続されている。表示装置68は、データ処理装置60から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置70は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置60に入力する。使用者は表示装置68および操作装置70を使用してインタラクティブ(interactive)に本装置を操作する。   A display device 68 and an operation device 70 are also connected to the data processing device 60. The display device 68 displays the reconstructed image and other information output from the data processing device 60. The operation device 70 is operated by a user and inputs various instructions and information to the data processing device 60. The user operates the present apparatus interactively using the display device 68 and the operation device 70.

図2に、X線検出器24の模式的構成を示す。同図に示すように、X線検出器24は、多数のX線検出素子24(i)を1次元のアレイ状に配列した多チャンネルのX線検出器となっている。iはチャンネル番号であり例えばi=1〜1000である。X線検出素子24(i)は、全体として、円筒凹面状に湾曲したX線入射面を形成する。   FIG. 2 shows a schematic configuration of the X-ray detector 24. As shown in the figure, the X-ray detector 24 is a multi-channel X-ray detector in which a large number of X-ray detection elements 24 (i) are arranged in a one-dimensional array. i is a channel number, for example, i = 1 to 1000. The X-ray detection element 24 (i) as a whole forms an X-ray incident surface curved in a cylindrical concave shape.

X線検出器24は、図3に示すように、複数のX線検出素子24(ik)を2次元のアレイ状に配列したものであってよい。複数のX線検出素子24(ik)は、全体として、円筒凹面状に湾曲したX線入射面を形成する。kは列番号であり例えばk=1,2,3,4である。X線検出素子24(ik)は、列番号kが同一なもの同士でそれぞれ検出素子列を構成する。なお、X線検出器24の検出素子列は4列に限るものではなく、それ以上または以下の複数であってよい。   As shown in FIG. 3, the X-ray detector 24 may include a plurality of X-ray detection elements 24 (ik) arranged in a two-dimensional array. The plurality of X-ray detection elements 24 (ik) as a whole form an X-ray incident surface curved in a cylindrical concave shape. k is a column number, for example, k = 1, 2, 3, 4. The X-ray detection elements 24 (ik) each have the same column number k and constitute a detection element array. Note that the number of detection element rows of the X-ray detector 24 is not limited to four rows, and may be more or less than that.

X線検出素子24(ik)は、例えばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル(CdTe)等を利用した半導体X線検出素子、あるいは、キセノン(Xe)ガスを利用した電離箱型のX線検出素子であってよい。   The X-ray detection element 24 (ik) is configured by a combination of, for example, a scintillator and a photodiode. However, the present invention is not limited to this. For example, a semiconductor X-ray detection element using cadmium tellurium (CdTe) or the like, or an ionization chamber type X-ray detection element using xenon (Xe) gas may be used.

図4に、X線照射・検出装置におけるX線管20とコリメータ22とX線検出器24の相互関係を示す。なお、図4の(a)は走査ガントリ2の正面から見た状態を示す図、(b)は側面から見た状態を示す図である。同図に示すように、X線管20から放射されたX線は、コリメータ22により扇状のX線ビーム400となるように成形されてX線検出器24に照射される。以下、扇状のX線ビームをファンビームX線ともいう。   FIG. 4 shows the interrelationship among the X-ray tube 20, the collimator 22, and the X-ray detector 24 in the X-ray irradiation / detection apparatus. 4A is a diagram showing a state seen from the front of the scanning gantry 2, and FIG. 4B is a diagram showing a state seen from the side. As shown in the figure, the X-rays radiated from the X-ray tube 20 are shaped into a fan-shaped X-ray beam 400 by the collimator 22 and irradiated to the X-ray detector 24. Hereinafter, the fan-shaped X-ray beam is also referred to as a fan beam X-ray.

図4の(a)では、ファンビームX線400の広がりを示す。ファンビームX線400の広がり方向は、X線検出器24におけるチャンネルの配列方向に一致する。コリメータ22は、空間を隔てて互いに対向する1対のコリメータブレード(collimator blade)222,224を有する。コリメータブレード222,224の間の空間が、ファンビームX線400の広がりの方向の開口(アパーチャ:aperture)となる。このアパーチャがファンビームX線400の開き角度を決定する。開き角度はファンアングル(fan angle)とも呼ばれる。   In FIG. 4A, the spread of the fan beam X-ray 400 is shown. The spreading direction of the fan beam X-ray 400 matches the channel arrangement direction in the X-ray detector 24. The collimator 22 has a pair of collimator blades 222 and 224 facing each other with a space therebetween. A space between the collimator blades 222 and 224 becomes an opening (aperture) in a direction in which the fan beam X-ray 400 spreads. This aperture determines the opening angle of the fan beam X-ray 400. The opening angle is also called a fan angle.

図4の(b)ではファンビームX線400の厚みを示す。ファンビームX線400の厚み方向は、X線検出器24における複数の検出素子列の並設方向に一致する。コリメータ22は、空間を隔てて互いに対向する1対のコリメータブレード226,228を有する。コリメータブレード226,228の間の空間が、ファンビームX線400の厚みの方向のアパーチャとなる。このアパーチャがファンビームX線400の厚みを決定する。   FIG. 4B shows the thickness of the fan beam X-ray 400. The thickness direction of the fan beam X-ray 400 matches the direction in which a plurality of detection element rows in the X-ray detector 24 are arranged. The collimator 22 has a pair of collimator blades 226 and 228 that face each other with a space therebetween. A space between the collimator blades 226 and 228 becomes an aperture in the direction of the thickness of the fan beam X-ray 400. This aperture determines the thickness of the fan beam X-ray 400.

このようなファンビームX線400の扇面に体軸を交差させて、例えば図5に示すように、撮影テーブル4に載置された対象8がX線照射空間に搬入される。走査ガントリ2は、内部にX線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。   As shown in FIG. 5, for example, the object 8 placed on the imaging table 4 is carried into the X-ray irradiation space with the body axis intersecting the fan surface of the fan beam X-ray 400. The scanning gantry 2 has a cylindrical structure including an X-ray irradiation / detection device inside.

X線照射空間は走査ガントリ2の筒状構造の内側空間に形成される。ファンビームX線400によってスライス(slice)された対象8の像がX線検出器24に投影される。X線検出器24によって、対象8を透過したX線が検出される。対象8に照射するファンビームX線400の厚みthは、コリメータ22のアパーチャによって定まる。   The X-ray irradiation space is formed in the inner space of the cylindrical structure of the scanning gantry 2. An image of the object 8 sliced by the fan beam X-ray 400 is projected onto the X-ray detector 24. X-rays transmitted through the object 8 are detected by the X-ray detector 24. The thickness th of the fan beam X-ray 400 irradiated to the object 8 is determined by the aperture of the collimator 22.

X線管20、コリメータ22およびX線検出器24からなるX線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象8の体軸の周りを回転(スキャン:scan)する。これによって、アキシャルスキャン(axial scan)が行われる。アキシャルスキャンにより複数ビューの投影データが収集される。投影データが記憶されたメモリ(memory)空間は、ビュー・チャンネル空間と呼ばれる。   The X-ray irradiation / detection device including the X-ray tube 20, the collimator 22, and the X-ray detector 24 rotates (scans) around the body axis of the object 8 while maintaining their mutual relationship. As a result, an axial scan is performed. Multiple views of projection data are collected by axial scanning. A memory space in which projection data is stored is called a view channel space.

図6に、ビュー・チャンネル空間の概念図を示す。同図において、縦軸がビューであり横軸がチャンネルである。ビューはファンビームX線400の中心ビームの回転角度βで表す。中心ビームは回転中心を通るビームである。チャンネルは中心ビームを基準とするX線ビームの角度γで表す。このようなビュー・チャンネル空間が検出素子列ごとに形成される。   FIG. 6 shows a conceptual diagram of the view channel space. In the figure, the vertical axis is a view and the horizontal axis is a channel. The view is represented by the rotation angle β of the center beam of the fan beam X-ray 400. The central beam is a beam that passes through the center of rotation. The channel is represented by an angle γ of the X-ray beam with respect to the center beam. Such a view channel space is formed for each detection element array.

フルスキャンを行ったときは、βが0から2πまでの範囲の投影データが実測で得られるが、ハーフスキャンを行ったときは、βが0からπ+2γmax までの範囲の投影データしか実測されないので、π+2γmax から2πまでの範囲にはデータがない。なお、2γmax はファンビームX線400のファンアングルである。 When full scan is performed, projection data in the range of β from 0 to 2π can be obtained by actual measurement, but when half scan is performed, only projection data in the range of β from 0 to π + 2γ max is actually measured. There is no data in the range from π + 2γ max to 2π. 2γ max is the fan angle of the fan beam X-ray 400.

ハーフスキャンの投影データからフルスキャンの投影データを形成するときは、π+2γmax から2πまでの範囲にハーフスキャンの投影データを補充する。データの補充はミラーポイント(mirror point)の関係を利用して行われる。 When forming full-scan projection data from half-scan projection data, the half-scan projection data is supplemented in a range from π + 2γ max to 2π. The replenishment of data is performed using the relationship of mirror points.

π+2γmax から2πまでの範囲におけるデータポイントAに関して、ミラーポイントA’がある。データポイントAのビュー・チャンネル(βA,γA)と、ミラーポイントA’のビュー・チャンネル(βA',γA')は次式のような関係にある。 For data point A in the range from π + 2γ max to 2π, there is a mirror point A ′. The view channel (β A , γ A ) of the data point A and the view channel (β A ′ , γ A ′ ) of the mirror point A ′ have the following relationship.

Figure 2005103254
Figure 2005103254

このような関係にあるデータポイントのデータ同士はいわゆる対向データとなり同一の値を持つので、データポイントAにデータポイントA’のデータを複写することにより、実際にスキャンしたのと等価のデータを得ることができる。   Data at the data points having such a relationship become so-called opposite data and have the same value. Therefore, by copying the data at the data point A ′ to the data point A, data equivalent to that actually scanned is obtained. be able to.

これをπ+2γmax から2πまでの範囲の全てのデータポイントについて行ってフルスキャン分のデータを得るのであるが、実際のスキャンでは、ビューβの値がディスクリート(discrete)になっているので、データポイントAによっては、そのミラーポイントA’の位置にはデータがなく、その近傍のデータポイントBおよびCにしかないことも多い。 This is performed for all data points in the range from π + 2γ max to 2π to obtain data for the full scan. However, in the actual scan, the value of view β is discrete, so the data point Depending on A, there is no data at the position of the mirror point A ′, and there are often only data points B and C in the vicinity thereof.

そこで、そのような場合は、データポイントA’のデータをデータポイントB,Cにおけるデータからの補間によって求め、これをデータポイントAのデータとする。すなわち、   Therefore, in such a case, the data at the data point A ′ is obtained by interpolation from the data at the data points B and C, and this is used as the data at the data point A. That is,

Figure 2005103254
Figure 2005103254

ここで、
βB:データポイントBのビュー
βC:データポイントCのビュー
なお、データポイントB,Cのチャンネルは同一である。
here,
β B : view of data point B β C : view of data point C The channels of data points B and C are the same.

このようにすることにより、フルスキャン分の正しいデータを得ることができる。なお、補間は上記のような1次補間に限らず、2次や3次等の適宜の高次の補間を行うようにしてもよい。   By doing so, correct data for a full scan can be obtained. Note that the interpolation is not limited to the primary interpolation as described above, and appropriate higher-order interpolation such as quadratic or cubic may be performed.

データ処理装置60は、以上のようなフルスキャンデータ形成を行った後に画像再構成を行う。上記の処理により、ハーフスキャン分のデータからフルスキャン分の正しいデータが得られるので、再構成画像は品質の良いものとなる。それに加えて、画像再構成に用いられるデータはもともとハーフスキャン分のデータなので、フルスキャンを行った場合よりも時間分解能の良い画像を得ることできる。なお、スキャンはハーフスキャンに限らず、ハーフスキャン以上、フルスキャン未満の適宜のパーシャルスキャン(partial scan)であってよい。   The data processing device 60 performs image reconstruction after performing full scan data formation as described above. With the above processing, correct data for the full scan can be obtained from the data for the half scan, so that the reconstructed image has a good quality. In addition, since the data used for image reconstruction is originally data for half scan, it is possible to obtain an image with better time resolution than when full scan is performed. The scan is not limited to a half scan, and may be an appropriate partial scan that is greater than or equal to a half scan and less than a full scan.

時間分解能をとくに高める必要がないときは、フルスキャンを行うようにしてもよい。フルスキャンを行った場合はβが0から2πまでの範囲の投影データが得られ、データポイントAのデータも実測値となる。   When it is not particularly necessary to increase the time resolution, a full scan may be performed. When a full scan is performed, projection data in the range of β from 0 to 2π is obtained, and the data at data point A is also an actual measurement value.

このようなフルスキャン分のデータにおいて、理想的にはデータポイントAのデータはミラーポイントA’のデータと同一の値となるべきであるが、ノイズ(noise)や対象8の体動等により相違が生じる場合がある。この相違が大きいときは、対向データ間の矛盾により再構成画像の品質が低下する。   In such data for a full scan, the data at the data point A should ideally be the same value as the data at the mirror point A ′, but it differs depending on noise, body movement of the object 8, etc. May occur. When this difference is large, the quality of the reconstructed image is deteriorated due to the contradiction between the opposing data.

そこで、データ処理装置60はデータポイントAのデータとそのミラーポイントのデータA’についてそれらの相違を求め、この相違に基づいて異常の有無を検出する。その場合も、データポイントAに対応する正確なミラーポイントA’がないときは、近傍のデータポイントB,Cのデータから補間したデータを利用する。これによって、評価の制度を高めることができる。   Therefore, the data processing device 60 obtains a difference between the data at the data point A and the data A ′ at the mirror point, and detects the presence / absence of an abnormality based on the difference. Also in this case, when there is no accurate mirror point A 'corresponding to the data point A, data interpolated from data of neighboring data points B and C is used. As a result, the evaluation system can be enhanced.

このような判定によりデータ異常を検出したときは、その旨を表示して画像再構成を中止するか、異常報知を付与して再構成画像を表示する。これによって、使用者はスキャンのやり直し等適宜の処置を行うことができる。   When a data abnormality is detected by such determination, the fact is displayed and the image reconstruction is stopped, or the abnormality notification is given and the reconstructed image is displayed. As a result, the user can take appropriate measures such as re-scanning.

X線CT装置のブロック図である。It is a block diagram of an X-ray CT apparatus. X線検出器の模式的構成を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of an X-ray detector. X線検出器の模式的構成を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of an X-ray detector. X線照射・検出装置の模式的構成を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of a X-ray irradiation / detection apparatus. X線照射・検出装置の模式的構成を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of a X-ray irradiation / detection apparatus. ビュー・チャンネル空間を示す図である。It is a figure which shows view channel space.

符号の説明Explanation of symbols

2 走査ガントリ
20 X線管
22 コリメータ
24 X線検出器
26 データ収集部
28 X線コントローラ
30 コリメータコントローラ
32 回転部
36 回転コントローラ
4 撮影テーブル
6 操作コンソール
60 データ処理装置
62 制御インタフェース
64 データ収集バッファ
66 記憶装置
68 表示装置
70 操作装置
2 Scanning gantry 20 X-ray tube 22 Collimator 24 X-ray detector 26 Data acquisition unit 28 X-ray controller 30 Collimator controller 32 Rotation unit 36 Rotation controller 4 Imaging table 6 Operation console 60 Data processing device 62 Control interface 64 Data acquisition buffer 66 Storage Device 68 Display device 70 Operating device

Claims (8)

パーシャルスキャン分の実測投影データが収集されたビュー・チャンネル空間において、実測投影データが存在しないデータポイントについてはそのミラーポイントにおける実測投影データで補充してフルスキャン分の投影データを形成し、前記フルスキャン分の投影データに基づいて画像を再構成する方法であって、
前記ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用する、
ことを特徴とする画像再構成方法。
In the view channel space where the actual projection data for the partial scan is collected, the data points for which the actual projection data does not exist are supplemented with the actual projection data at the mirror point to form the projection data for the full scan. A method for reconstructing an image based on scan projection data,
When there is no actual projection data at the mirror point, use data interpolated from the actual projection data at a plurality of data points in the vicinity thereof,
An image reconstruction method characterized by the above.
前記パーシャルスキャンはハーフスキャンである、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像再構成方法。
The partial scan is a half scan.
The image reconstruction method according to claim 1.
ビュー・チャンネル空間に収集された投影データの正常性を評価する方法であって、
前記ビュー・チャンネル空間において相互にミラーポイントの関係にあるデータポイント対における投影データの相違を求め、それに基づいて投影データの正常性を評価する、
ことを特徴とする投影データ評価方法。
A method for evaluating the normality of projection data collected in a view channel space, comprising:
Determining a difference in projection data in a data point pair having a mirror point relationship with each other in the view channel space, and evaluating the normality of the projection data based on the difference.
A projection data evaluation method characterized by that.
前記ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用する、
ことを特徴とする請求項3に記載の投影データ評価方法。
When there is no actual projection data at the mirror point, use data interpolated from the actual projection data at a plurality of data points in the vicinity thereof,
The projection data evaluation method according to claim 3, wherein:
X線を利用して撮影対象について画像再構成用の投影データをビュー・チャンネル空間に収集するデータ収集手段と、
パーシャルスキャン分の実測投影データが収集された前記ビュー・チャンネル空間において、実測投影データが存在しないデータポイントについてはそのミラーポイントにおける実測投影データで補充してフルスキャン分の投影データを形成し、前記フルスキャン分の投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段と、
を有するX線CT装置であって、
前記再構成手段は、
前記ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用する、
ことを特徴とするX線CT装置。
Data collection means for collecting projection data for image reconstruction in a view channel space for an imaging object using X-rays;
In the view channel space where the actual projection data for the partial scan is collected, the data points for which the actual projection data does not exist are supplemented with the actual projection data at the mirror point to form the projection data for the full scan, Reconstruction means for reconstructing an image based on projection data for a full scan;
An X-ray CT apparatus having
The reconstruction means includes
When there is no actual projection data at the mirror point, use data interpolated from the actual projection data at a plurality of data points in the vicinity thereof,
An X-ray CT apparatus characterized by that.
前記パーシャルスキャンはハーフスキャンである、
ことを特徴とする請求項5に記載のX線CT装置。
The partial scan is a half scan.
The X-ray CT apparatus according to claim 5.
X線を利用して撮影対象について画像再構成用の投影データをビュー・チャンネル空間に収集するデータ収集手段と、
前記投影データに基づいて画像を再構成する再構成手段と、
を有するX線CT装置であって、
前記ビュー・チャンネル空間において相互にミラーポイントの関係にあるデータポイント対における投影データの相違を求め、それに基づいて投影データの正常性を評価する評価手段、
を具備することを特徴とするX線CT装置。
Data collection means for collecting projection data for image reconstruction in a view channel space for an imaging object using X-rays;
Reconstructing means for reconstructing an image based on the projection data;
An X-ray CT apparatus having
An evaluation means for determining a difference of projection data in a data point pair having a mirror point relationship with each other in the view channel space, and evaluating the normality of the projection data based on the difference
An X-ray CT apparatus comprising:
前記評価手段は、
前記ミラーポイントに実測投影データがないときはその近傍の複数のデータポイントにおける実測投影データから補間したデータを利用する、
ことを特徴とする請求項7に記載のX線CT装置。
The evaluation means includes
When there is no actual projection data at the mirror point, use data interpolated from the actual projection data at a plurality of data points in the vicinity thereof,
The X-ray CT apparatus according to claim 7.
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