JP2006000226A - X-ray ct apparatus - Google Patents

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JP2006000226A JP2004177406A JP2004177406A JP2006000226A JP 2006000226 A JP2006000226 A JP 2006000226A JP 2004177406 A JP2004177406 A JP 2004177406A JP 2004177406 A JP2004177406 A JP 2004177406A JP 2006000226 A JP2006000226 A JP 2006000226A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To capture a tomogram with less artifact even when a highly absorbent article for X rays such as a metal exists. <P>SOLUTION: A reconstruction function which decreases a high-frequency element as shown in Figure 5 is used in a range R1 including the highly absorbent article M, and a standard reconstruction function such as Shepp & Logan function is used in a normal range R3. A reconstruction function which interpolates between the reconstruction function of the range of the highly absorbent article and the reconstruction function of the normal range corresponding to a distance from the range including the highly absorbent article M and gradually shifts is used in a shifting range R2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、X線高吸収体によるアーチファクトを軽減した断層画像を得るコーンビーム型のX線CT装置に関するものである。   The present invention relates to a cone beam type X-ray CT apparatus for obtaining a tomographic image in which artifacts due to an X-ray superabsorber are reduced.

X線CT(Computer Tomography)装置においては、被検体の内部に金属等のX線高吸収体が存在すると、X線強度の減弱に伴う高周波成分が投影データに含まれるようになり、再構成画像にストリークアーチファクトと呼ばれる直線状の偽像が生じ、診断の妨げとなる。   In an X-ray CT (Computer Tomography) apparatus, if an X-ray high-absorber such as a metal is present inside a subject, a high-frequency component accompanying the attenuation of the X-ray intensity is included in the projection data. A streak artifact called a streak artifact is generated, which hinders diagnosis.

このようなアーチファクトを除去或いは低減するため、例えば特許文献1では、先ず投影データを再構成して断層画像を作成し、この断層画像から金属などに関する関心領域を設定する。そして、投影データ上における関心領域に対応する領域を求め、この領域について移動平均処理を行う。この移動平均処理された投影データを再構成することによって、アーチファクトの低減された断層画像を得る。   In order to remove or reduce such artifacts, for example, in Patent Document 1, a projection image is first reconstructed to generate a tomographic image, and a region of interest related to metal or the like is set from the tomographic image. Then, a region corresponding to the region of interest on the projection data is obtained, and moving average processing is performed on this region. By reconstructing the moving average processed projection data, a tomographic image with reduced artifacts is obtained.

特開平6−98886号公報JP-A-6-98886

コーンビーム型X線CT装置などで、1人の患者に対する複数の断層画像を再構成する場合に同一の再構成関数が用いられる。このため、体内外に金属を有する患者を撮影して断層画像を作成した場合に、金属が存在する断面の断層画像は、アーチファクトが発生して診断に不向きな画像となってしまう。   The same reconstruction function is used when reconstructing a plurality of tomographic images for one patient in a cone beam X-ray CT apparatus or the like. For this reason, when a tomographic image is created by photographing a patient who has a metal inside and outside the body, the tomographic image of a cross section where the metal exists becomes an image unsuitable for diagnosis due to the occurrence of an artifact.

また、このアーチファクトを除去するための前述の特許文献1の方法では、金属等の高吸収体の存在或いはその存在領域を断層画像より発見するために、最初に再構成処理を行わなければならない。そして、投影データを補正した後に、再度再構成処理を行うことになる。   Moreover, in the method of the above-mentioned patent document 1 for removing this artifact, a reconstruction process must first be performed in order to find the presence of a high-absorbent material such as metal or the existence region thereof from a tomographic image. Then, after correcting the projection data, the reconstruction process is performed again.

つまり、2度の再構成処理をする必要があるが、再構成処理は計算量が極めて膨大で、時間のかかる処理である。特に、X線検出器に二次元平面検出器を用いたコーンビーム型CT装置の場合には、体軸方向のスライスピッチも画素ピッチと同等の細かさで再構成できるため、再構成処理にかかる時間は多大なものとなる。   That is, it is necessary to perform the reconstruction process twice. However, the reconstruction process is a process that requires an enormous amount of calculation and takes time. In particular, in the case of a cone beam CT apparatus using a two-dimensional flat panel detector as an X-ray detector, the slice pitch in the body axis direction can be reconstructed with the same fineness as the pixel pitch, and thus the reconstruction process is performed. Time will be tremendous.

また、アーチファクトを除去或いは低減するために、投影データに移動平均処理を行えば処理時間が増大し、更に移動平均処理では精度の良い補正を行うことができない。   Further, if the moving average process is performed on the projection data in order to remove or reduce the artifact, the processing time increases, and further, the moving average process cannot perform an accurate correction.

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、計算時間の損失がなく撮影サイクルを維持することができ、効率の良い撮影、診断に有効なX線CT装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an X-ray CT apparatus that solves the above-described problems, can maintain an imaging cycle without loss of calculation time, and is effective for efficient imaging and diagnosis.

上記目的を達成するための本発明に係るX線CT装置は、投影画像から高吸収体領域を抽出し再構成する断面が高吸収体を含むか否かを決定する決定手段と、前記高吸収体を含まない断面について通常の第1の再構成関数を使用して再構成する第1の再構成手段と、前記高吸収体を含む断面についてより高周波をカットするアーチファクト軽減効果の高い第2の再構成関数を用いて再構成する第2の再構成手段と、前記高吸収体を含む断面の近傍の断面についてその距離に応じて前記第2の再構成関数から前記第1の再構成関数に漸次移行する第3の再構成関数を用いて再構成する第3の再構成手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an X-ray CT apparatus according to the present invention includes a determination unit that extracts a superabsorber region from a projection image and determines whether or not a cross section to be reconstructed includes the high absorber, and the high absorption A first reconstructing means for reconstructing a cross section not including a body using a normal first reconstruction function; and a second high artifact reducing effect for cutting a higher frequency with respect to the cross section including the high absorbent. A second reconstructing means for reconstructing using a reconstruction function, and a cross section in the vicinity of the cross section including the superabsorber, from the second reconstruction function to the first reconstruction function according to the distance thereof. And third reconstruction means for reconstructing using a third reconstruction function that gradually shifts.

また、本発明に係るX線CT装置は、投影画像から高吸収体領域を抽出した該高吸収体領域と再構成する点との距離を求め、該距離によって逆投影するデータを求めるための範囲を決定する決定手段と、前記範囲内の投影データを補間することによって求めたデータを逆投影して再構成を行う再構成手段とを有することを特徴とする。   Further, the X-ray CT apparatus according to the present invention obtains a distance between the superabsorber region extracted from the projection image and a point to be reconstructed, and a range for obtaining data to be back-projected based on the distance. And a reconstruction means for reconstructing by reprojecting data obtained by interpolating projection data within the range.

本発明に係るX線CT装置によれば、再構成関数を変更することによって金属アーチファクトの少ない断層画像を得ることができ、診断上有効であり、再構成関数を変更するだけであるので、計算時間の損失がなく撮影サイクルを維持することが可能となり、効率の良い撮影、診断が有効に実施できる。   According to the X-ray CT apparatus of the present invention, it is possible to obtain a tomographic image with less metal artifacts by changing the reconstruction function, which is effective for diagnosis and only changes the reconstruction function. The imaging cycle can be maintained without loss of time, and efficient imaging and diagnosis can be performed effectively.

また、逆投影するデータ範囲を高吸収体に合わせて可変にすることで、アーチファクトの少ない自然な断層画像を得ることができる。   Further, by making the data range to be backprojected variable according to the high absorber, a natural tomographic image with few artifacts can be obtained.

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。   The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.

図1は本発明によるX線CTシステムの構成図である。患者である被写体Sを挟んでX線源1とX線検出器2が配置され、X線源1には撮影システム制御部3の出力が、X線発生制御部4を介して接続されている。また、X線検出器2の出力は画像入力部5を介して撮影システム制御部3に接続されている。更に、撮影システム制御部3には、画像処理部6、画像保存部7、診断モニタ8、操作部9、ネットワーク10が接続されており、ネットワーク10にはプリンタ11、診断ワークステーション12、画像データベース13が接続されている。   FIG. 1 is a block diagram of an X-ray CT system according to the present invention. An X-ray source 1 and an X-ray detector 2 are disposed across a subject S as a patient, and an output of an imaging system control unit 3 is connected to the X-ray source 1 via an X-ray generation control unit 4. . The output of the X-ray detector 2 is connected to the imaging system control unit 3 via the image input unit 5. Further, an image processing unit 6, an image storage unit 7, a diagnostic monitor 8, an operation unit 9, and a network 10 are connected to the imaging system control unit 3, and a printer 11, a diagnostic workstation 12, and an image database are connected to the network 10. 13 is connected.

X線発生装置制御部4により制御されたX線源1から発生したX線は、患者である被写体Sを透過してX線検出器2により検知され、検知されたX線は投影画像として画像入力部5に入力される。このX線源1とX線検出器2は被写体Sを回転中心として回転を行いながら所定の回転角度毎に投影画像の収集を行う。或いは、X線源1とX線検出器2の位置関係を保持しながら、回転テーブルに固定した被写体Sを回転させてもよい。   X-rays generated from the X-ray source 1 controlled by the X-ray generator control unit 4 pass through the subject S as a patient and are detected by the X-ray detector 2, and the detected X-rays are imaged as projection images. Input to the input unit 5. The X-ray source 1 and the X-ray detector 2 collect projection images at every predetermined rotation angle while rotating around the subject S as a rotation center. Alternatively, the subject S fixed to the rotary table may be rotated while maintaining the positional relationship between the X-ray source 1 and the X-ray detector 2.

入力された各回転角度の投影画像は、撮影システム制御部3を介して画像処理部6によってX線検出器2の補正、対数変換を含めた前処理や再構成処理等の画像処理がなされ、断層画像群が作成される。作成された断層画像群は診断モニタ8に表示、画像保存部7に保存、ネットワーク10を介してプリンタ11、診断ワークステーション12、画像データベース13に出力される。表示のウインドウ操作や体軸方向の断層画像の切換表示操作や断面変換操作、三次元表面表示操作などの種々の操作は操作部9によって行われる。   The input projection image at each rotation angle is subjected to image processing such as preprocessing and reconstruction processing including correction and logarithmic conversion of the X-ray detector 2 by the image processing unit 6 via the imaging system control unit 3. A tomographic image group is created. The created tomographic image group is displayed on the diagnostic monitor 8, stored in the image storage unit 7, and output to the printer 11, the diagnostic workstation 12, and the image database 13 via the network 10. Various operations such as a display window operation, a tomographic image switching display operation in the body axis direction, a cross-section conversion operation, and a three-dimensional surface display operation are performed by the operation unit 9.

図2はこのシステムにおけるCT撮影のフローチャート図である。最初に、ステップS201で管電圧、管電流、曝射時間などの撮影条件や患者名、年齢、性別などの患者情報や、検査IDなど検査情報が設定される。設定された撮影条件に合わせてステップS202で撮影が行われると、撮影により得られた投影画像に対してステップS203で前処理が実行される。   FIG. 2 is a flowchart of CT imaging in this system. First, in step S201, imaging conditions such as tube voltage, tube current, and exposure time, patient information such as patient name, age, and sex, and examination information such as an examination ID are set. When shooting is performed in step S202 in accordance with the set shooting conditions, pre-processing is performed in step S203 on the projection image obtained by shooting.

そして、前処理された投影画像をステップS204で再構成処理することによって断層画像が作成される。作成した断層画像をステップS205で表示して、ステップS206でこの表示画像を確認することによって撮影の成否の判断を行う。   Then, the tomographic image is created by reconstructing the preprocessed projection image in step S204. The created tomographic image is displayed in step S205, and the display image is confirmed in step S206 to determine the success or failure of imaging.

撮影に失敗していればステップS202に戻って再撮影を行い、撮影に成功していれば、ステップS207で作成した断層画像を画像サーバーなどに転送し、次の撮影に移ってゆく。   If imaging has failed, the process returns to step S202 to perform re-imaging. If imaging has succeeded, the tomographic image created in step S207 is transferred to an image server or the like, and the process proceeds to the next imaging.

図3は処理のフローチャート図を示し、先ずステップS301で撮影によって得られた投影画像から高吸収体の抽出を行う。高吸収体ではX線の減衰が大きいため、投影画像上で高吸収体領域の画素値は相対的に小さな値となっている。   FIG. 3 shows a flowchart of the process. First, the superabsorbent is extracted from the projection image obtained by photographing in step S301. Since the X-ray attenuation is large in the high absorber, the pixel value of the high absorber region is a relatively small value on the projection image.

従って、閾値処理によって2値化して概略の形状を抽出し、2値画像処理である膨張(expansion)処理、侵食(erosion)処理を繰り返すことにより、余分な小成分や穴などを取り除くことができ、無駄なく鮮明に高吸収体領域を抽出することができる。高吸収体領域を抽出すると、ステップS302で抽出した高吸収体領域に対応するスライス位置を同定する。   Therefore, binarization is performed by threshold processing, and an approximate shape is extracted. By repeating expansion processing and erosion processing, which are binary image processing, extra small components and holes can be removed. Therefore, it is possible to extract the high-absorber region clearly without waste. When the superabsorber region is extracted, the slice position corresponding to the superabsorber region extracted in step S302 is identified.

これは、図4に示すように投影画像Pの縦方向がスライス方向に相当するので、被写体S中の金属などの高吸収体Mの存在する縦方向範囲を同定し、これを高吸収体Mの存在するスライス位置範囲とする。そして、ステップS303でこのスライス位置範囲の上下に移行範囲を設定する。この範囲の幅はスライス位置範囲の幅を、所定の割合で拡大又は縮小した幅を用いればよい。   As shown in FIG. 4, since the vertical direction of the projection image P corresponds to the slice direction, the vertical range in which the high-absorber M such as metal in the subject S exists is identified, and the high-absorber M is identified. Is the slice position range in which. In step S303, a transition range is set above and below the slice position range. As the width of this range, a width obtained by expanding or reducing the width of the slice position range at a predetermined rate may be used.

このようにして、ステップS304で高吸収体Mが存在するスライス位置範囲、移行範囲、及びその他の通常範囲が決まるので、それぞれの範囲内で再構成時の再構成関数を設定する。   In this way, since the slice position range, transition range, and other normal ranges in which the superabsorbent M exists are determined in step S304, a reconstruction function at the time of reconstruction is set within each range.

再構成関数は図4に示すように高吸収体Mが含まれる範囲R1内では、図5に示すような高周波成分を低下させる再構成関数を用い、通常の範囲R3ではShepp&Logan関数のような標準的な再構成関数を用いる。移行範囲R2においては、高吸収体Mが含まれる範囲からの距離に応じて、高吸収体範囲の再構成関数と通常範囲の再構成関数を補間して漸次移行する再構成関数を用いる。   As shown in FIG. 4, the reconstruction function uses a reconstruction function that reduces the high-frequency component as shown in FIG. 5 in the range R1 in which the high-absorber M is included, and a standard such as the Shepp & Logan function in the normal range R3. A general reconstruction function is used. In the transition range R2, a reconstruction function that gradually transitions by interpolating the reconstruction function of the high absorber range and the reconstruction function of the normal range according to the distance from the range including the high absorber M is used.

このように設定された再構成関数を、図2のステップS204で再構成処理する際に、そのスライス位置に応じて再構成関数を選択して再構成する。   When the reconstruction function set in this way is reconstructed in step S204 of FIG. 2, the reconstruction function is selected and reconstructed according to the slice position.

このようにして、高吸収体Mを含まない断面については通常通りの再構成画像が得られ、高吸収体Mを含む断面についてはアーチファクトの軽減された再構成画像が得られる。そして、高吸収体Mを含む断面から高吸収体Mを含まない断面への移行領域の断面では、断面間の変化を滑らかなものとすることができる。   In this manner, a normal reconstruction image is obtained for a cross section that does not include the superabsorbent body M, and a reconstructed image with reduced artifacts is obtained for a cross section that includes the superabsorbent body M. And in the cross section of the transition area | region from the cross section containing the high absorber M to the cross section which does not contain the high absorber M, the change between cross sections can be made smooth.

実施例2では、実施例1と同様に図2のフローチャート図のステップS203の前処理とステップS204での再構成処理が実行される。図6はこの部分における実施例2のフローチャート図を示している。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the pre-processing in step S203 and the reconfiguration processing in step S204 in the flowchart of FIG. 2 are executed. FIG. 6 shows a flowchart of the second embodiment in this part.

ここでは、実施例1と同様に撮影によって得られた投影画像から高吸収体の抽出を行う。そして、再構成処理ではコンボリューション処理の後に、各再構成点ごとに全投影画像において対応するデータを逆投影する。この対応するデータを高吸収体との距離に応じて適応的に算出するために、ステップS602〜ステップS604を実行する。先ず、ステップS602では投影画像上における再構成点と高吸収体との距離を求める。   Here, as in the first embodiment, the superabsorber is extracted from the projection image obtained by photographing. In the reconstruction process, after the convolution process, corresponding data in all projected images is back-projected for each reconstruction point. Steps S602 to S604 are executed in order to adaptively calculate the corresponding data in accordance with the distance from the high absorber. First, in step S602, the distance between the reconstruction point on the projection image and the superabsorber is obtained.

このために、再構成点の投影画像上の座標を求める。座標系は図7に示すように、三次元の絶対座標系を(X,Y,Z)とし、再構成する断層面を三次元絶対座標系の(X,Y)平面としてスライス方向をZ軸にとる。   For this purpose, the coordinates of the reconstruction point on the projection image are obtained. As shown in FIG. 7, the coordinate system is the three-dimensional absolute coordinate system (X, Y, Z), the tomographic plane to be reconfigured is the (X, Y) plane of the three-dimensional absolute coordinate system, and the slice direction is the Z axis. Take it.

X線源1の回転中心は三次元絶対座標系の原点O(0,0,0)であるとして、X線源1の回転開始の位置の座標を(−D0,0,0)であるとする。X線源1が角度θだけ回転したときのX線源1の位置の座標は(−D0 cosθ,−D0 sinθ,0)となる。そして、再構成点を(rx,ry,rZ)として、X線源1から原点Oを通って、反対側にD0+D1の個所に垂直に投影面があるとして、投影面上にO’を原点とする局所的な二次元座標系(x,y)をとる。 Assuming that the rotation center of the X-ray source 1 is the origin O (0, 0, 0) of the three-dimensional absolute coordinate system, the coordinates of the rotation start position of the X-ray source 1 are (−D0, 0, 0). To do. The coordinates of the position of the X-ray source 1 when the X-ray source 1 is rotated by the angle θ are (−D0 cos θ, −D0 sin θ, 0). Then, assuming that the reconstruction point is (r x , r y , r Z ), the projection plane passes through the origin O from the X-ray source 1 and is perpendicular to the position D0 + D1 on the opposite side, and O ′ on the projection plane. A local two-dimensional coordinate system (x, y) with the origin as.

この投影面と局所二次元座標系における再構成点の座標を(Px,Py)とすれば、次のように現すことができる。
Px={rx−t×(D0 cosθ+rx)−D1 cos}× cosθ−{ry−t×(D0 sinθ+ry)−D1 sinθ}×sinθ
Py=rz−t
ただし、t={(rx−D1 cosθ)×D1 cosθ+(ry−D1 sinθ)×D1 sinθ}/{(rx−D0 cosθ)×D1 cosθ+(ry−D0 sinθ)×D1 sinθ}
If the coordinates of the reconstructed point in the projection plane and the local two-dimensional coordinate system are (Px, Py), they can be expressed as follows.
Px = {r x -t × ( D0 cosθ + r x) -D1 cos} × cosθ- {r y -t × (D0 sinθ + r y) -D1 sinθ} × sinθ
Py = r z −t
However, t = {(r x -D1 cosθ) × D1 cosθ + (r y -D1 sinθ) × D1 sinθ} / {(r x -D0 cosθ) × D1 cosθ + (r y -D0 sinθ) × D1 sinθ}

この再構成点(Px,Py)と高吸収体との距離を求める。高吸収体の領域は前述のように2値画像として求めることができ、この高吸収体領域の境界線を求める。境界線を抽出する方法は、例えば非特許文献1に記載されている画像処理アルゴリズムを用いればよい。これにより、高吸収体の境界線の点列の座標Qn(Xn,Yn)が求まる。   The distance between the reconstruction point (Px, Py) and the superabsorber is obtained. As described above, the superabsorber region can be obtained as a binary image, and the boundary line of the superabsorber region is obtained. As a method for extracting the boundary line, for example, an image processing algorithm described in Non-Patent Document 1 may be used. Thereby, the coordinates Qn (Xn, Yn) of the point sequence of the boundary line of the high absorber are obtained.

画像処理アルゴリズムの最新動向:高木幹雄他編(株)新技術コミュニケーションズの5.幾何学的特徴の処理(2)Latest trends in image processing algorithms: Mikio Takagi et al., New Technology Communications Inc. 5. Geometric feature processing (2)

再構成点と高吸収体との距離PQは、再構成点と境界線の点列との最小距離によって求める。つまり、PQ=min√{(Px−Xn)2+(Py−Yn)2)である。 The distance PQ between the reconstructed point and the superabsorber is obtained from the minimum distance between the reconstructed point and the boundary point sequence. That is, PQ = min√ {(Px−Xn) 2 + (Py−Yn) 2 ).

このようにして、図6のステップS602で再構成点と高吸収体との距離が求まると、ステップS603でこの距離に応じた逆投影データ範囲を決定する。この決め方は、例えば画素サイズで定義された距離と逆投影データ範囲を横画素数×縦画素数で表した次の表1のテーブルを用いればよい。   In this way, when the distance between the reconstruction point and the superabsorber is obtained in step S602 in FIG. 6, the backprojection data range corresponding to this distance is determined in step S603. For example, the table shown in Table 1 below may be used in which the distance defined by the pixel size and the backprojection data range are represented by the number of horizontal pixels × the number of vertical pixels.

表1
距離 範囲
0〜1 7×7
1〜2 6×6
2〜3 5×5
3〜4 4×4
4〜5 3×3
Table 1
Distance range
0 to 1 7 × 7
1-2 6 × 6
2-3 3 × 5
3-4 4x4
4-5 3 × 3

また、逆投影データ範囲の横画素数と縦画素数を違う大きさにすることもできる。これは例えば図8に示すように、再構成点の最近傍の高吸収体の境界線の部分線分、例えば最短距離の点を中心にした所定の数の点列が縦長であれば、逆投影データ範囲を横長にとるようにする。また、この逆に点列が横長であれば、図9に示すように逆投影データ範囲を縦長にとるようにする。   Also, the number of horizontal pixels and the number of vertical pixels in the backprojection data range can be made different sizes. For example, as shown in FIG. 8, if a predetermined number of points centered on a part of the boundary line of the superabsorber closest to the reconstruction point, for example, the shortest distance point, is vertically long, Make the projection data range horizontally long. On the contrary, if the point sequence is horizontally long, the back projection data range is vertically long as shown in FIG.

逆投影範囲が求まると、ステップS604でこの範囲内の投影画像データを補間して逆投影データを求める。補間には、スプライン関数等の補間関数を用いてもよいし、或いは再構成点からの距離の逆数を正規化した重み付けで足し込んだデータを用いることもできる。   When the back projection range is obtained, back projection data is obtained by interpolating projection image data within this range in step S604. For the interpolation, an interpolation function such as a spline function may be used, or data obtained by adding weights obtained by normalizing the reciprocal of the distance from the reconstruction point may be used.

このようにして求めた逆投影データを逆投影することによって、アーチファクトで低減された再構成画像を作成することができる。   By reprojecting the backprojection data obtained in this way, a reconstructed image reduced by artifacts can be created.

投影画像データから高吸収体領域を抽出した後に、再構成処理の中の逆投影処理においてアーチファクトを低減する方法を説明すると、X線CT装置の再構成処理として最も一般的に用いられている手法は、コンボリューション(演算)・バックプロジェクション(逆投影演算)法である。   A method of reducing artifacts in back projection processing in reconstruction processing after extracting a high-absorber region from projection image data will be described. The most commonly used method as reconstruction processing of an X-ray CT apparatus Is a convolution (calculation) / back projection (back projection calculation) method.

コーンビームCTにおいても、このコンボリューション・バックプロジェクション法を、コーンビームに拡張したFeldkampの方法が用いられている。このFeldkampの方法は、image=BP[w1×{w2=proj*func}]Λと表すことができる。 In the cone beam CT, the Feldkamp method, which is an extension of this convolution back projection method to a cone beam, is used. This Feldkamp method can be expressed as image = BP [w 1 × {w 2 = proj * func}] Λ.

ここで、imageは再構成画像、projは投影データ、funcは再構成関数と呼ばれるコンボリューション関数データであり、w1、w2は重みを表し、*はコンボリューション、BPはバックプロジェクションを表している。 Here, image is a reconstructed image, proj is projection data, func is convolution function data called a reconstruction function, w 1 and w 2 represent weights, * represents convolution, and BP represents back projection. Yes.

図10は従来のバックプロジェクションの説明図を示し、バックプロジェクションは再構成点Aを通るX線源1からのX線経路の投影画像P上における点のデータを1周(ハーフスキャンでは半周+ファン角度)に渡って、全て足し込むことによって行われる。ただし、X線経路の投影画像P上における点は、必ずしも投影画像Pの画素の中心点に一致するとは限らないため、その点の近傍4点を補間したデータを逆投影データとして足し込んでいる。   FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional backprojection. In the backprojection, the data of a point on the projected image P of the X-ray path from the X-ray source 1 passing through the reconstruction point A is made one round (half round + fan in the half scan). This is done by adding everything over the angle. However, since the points on the projected image P of the X-ray path do not necessarily coincide with the center point of the pixel of the projected image P, data obtained by interpolating four points in the vicinity of the point is added as backprojected data. .

本発明では、この逆投影に用いるデータを全て近傍4点とするのではなく、図11に示すように投影画像P上で再構成点Aと抽出された高吸収体Mとの距離に応じて範囲を可変にするものである。つまり、高吸収体Mとの距離が近ければ、より広い範囲にわたるデータを補間して用い、高吸収体Mとの距離が遠ければ、その範囲を狭めるものである。これによって、高吸収体Mの近辺における高周波成分の影響を緩和することができ、アーチファクトが低減された再構成画像を得ることができる。   In the present invention, the data used for this backprojection are not all four points in the vicinity, but depending on the distance between the reconstruction point A and the extracted superabsorbent M on the projection image P as shown in FIG. The range is variable. That is, if the distance to the high absorber M is short, data over a wider range is used by interpolation, and if the distance to the high absorber M is long, the range is narrowed. Thereby, the influence of the high frequency component in the vicinity of the high absorber M can be reduced, and a reconstructed image with reduced artifacts can be obtained.

X線CTシステムの構成図である。1 is a configuration diagram of an X-ray CT system. 撮影の流れのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the flow of imaging | photography. 処理の流れのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the flow of a process. 断面位置によって再構成関数を変更する説明図である。It is explanatory drawing which changes a reconstruction function with a cross-sectional position. 再構成関数の周波数特性のグラフ図である。It is a graph of the frequency characteristic of a reconstruction function. 処理の流れのフローチャート図である。It is a flowchart figure of the flow of a process. 再構成点と投影面の幾何学的位置関係の説明図である。It is explanatory drawing of the geometric positional relationship of a reconstruction point and a projection surface. 再構成点の最近傍の高吸収体の境界線の部分線分が縦長である場合の説明図である。It is explanatory drawing in case the partial line segment of the boundary line of the superabsorber nearest the reconstruction point is vertically long. 再構成点の最近傍の高吸収体の境界線の部分線分が横長である場合の説明図である。It is explanatory drawing when the partial line segment of the boundary line of the superabsorber nearest to a reconstruction point is horizontally long. 従来のバックプロジェクションの説明図である。It is explanatory drawing of the conventional back projection. 可変な逆投影データ範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the variable backprojection data range.

符号の説明Explanation of symbols

1 X線源
2 X線検出器
3 撮影システム制御部
4 X線発生制御部
5 画像入力部
6 画像処理部
7 画像保存部
8 診断モニタ
9 操作部
1 X-ray source 2 X-ray detector 3 Imaging system control unit 4 X-ray generation control unit 5 Image input unit 6 Image processing unit 7 Image storage unit 8 Diagnostic monitor 9 Operation unit

Claims (4)

投影画像から高吸収体領域を抽出し再構成する断面が高吸収体を含むか否かを決定する決定手段と、前記高吸収体を含まない断面について通常の第1の再構成関数を使用して再構成する第1の再構成手段と、前記高吸収体を含む断面についてより高周波をカットするアーチファクト軽減効果の高い第2の再構成関数を用いて再構成する第2の再構成手段と、前記高吸収体を含む断面の近傍の断面についてその距離に応じて前記第2の再構成関数から前記第1の再構成関数に漸次移行する第3の再構成関数を用いて再構成する第3の再構成手段とを備えたことを特徴とするX線CT装置。   Determining means for determining whether or not a cross section to be reconstructed by extracting a superabsorber region from the projection image includes a high absorber, and using a normal first reconstruction function for the cross section not including the superabsorber; First reconstructing means for reconstructing, and second reconstructing means for reconstructing using a second reconstruction function having a high artifact mitigation effect that cuts higher frequencies for a cross section including the superabsorbent body, A third reconstruction is performed using a third reconstruction function that gradually shifts from the second reconstruction function to the first reconstruction function according to the distance of a section in the vicinity of the section including the superabsorbent. An X-ray CT apparatus comprising: 投影画像から高吸収体領域を抽出した該高吸収体領域と再構成する点との距離を求め、該距離によって逆投影するデータを求めるための範囲を決定する決定手段と、前記範囲内の投影データを補間することによって求めたデータを逆投影して再構成を行う再構成手段とを有することを特徴とするX線CT装置。   Determining means for obtaining a distance between the superabsorber region obtained by extracting the superabsorber region from the projection image and a point to be reconstructed, and determining a range for obtaining data to be backprojected according to the distance; and a projection within the range An X-ray CT apparatus comprising: reconstruction means for performing reconstruction by back projecting data obtained by interpolating data. 前記決定手段は予め前記高吸収体領域再構成点間距離と逆投影データ範囲のテーブルを用いて、前記高吸収体領域再構成点間距離から前記逆投影データ範囲を決定することを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。   The determining means determines the backprojection data range from the distance between the superabsorber region reconstruction points in advance using a table of the distance between the superabsorber region reconstruction points and the backprojection data range. The X-ray CT apparatus according to claim 2. 前記再構成点の最近傍の前記高吸収体の境界線の部分線分が縦長であれば、前記逆投影データ範囲を横長に、前記部分線分が横長であれば前記逆投影データ範囲を縦長にとることを特徴とする請求項3に記載のX線CT装置。   If the partial line segment of the boundary line of the superabsorber nearest to the reconstruction point is vertically long, the backprojection data range is horizontally long.If the partial line segment is horizontally long, the backprojection data range is vertically long. The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein
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