JP2007209746A - X-ray computerized tomography apparatus and correction data creation method for x-ray computerized tomography - Google Patents

X-ray computerized tomography apparatus and correction data creation method for x-ray computerized tomography Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray computerized tomography apparatus and a correction data creation method for X-ray computerized tomography capable of providing correction data in a relatively small-size phantom and providing X-ray absorption rates of water and air in a single scan sequence. <P>SOLUTION: This X-ray computerized tomography apparatus executes a helical scan while moving a bed and collects data for a rotation by changing a relative positional relation between a detector system 103 and the phantom. This apparatus discriminates the data acquired by scanning an air region and and the data acquired by scanning a water region based on, for example, the positional information obtained by the positioning scan or a difference in the X-ray absorption rates between the air and the water and creates the correction data based thereon. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、多列検出器を有するX線コンピュータ断層撮影装置及びX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法に関するもので、特に、診断画像撮影前の補正データ生成時に利用されるものである。   The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus having a multi-row detector and an X-ray computed tomography correction data generation method, and is particularly used when generating correction data before imaging a diagnostic image.

周知の通り、X線コンピュータ断層撮影装置は、X線が被検体内で受けた吸収量に基づいて臓器等の組織のX線吸収率をCT値という指標として計算(再構成)することによって画像(断層像)を得るものである。このCT値は、通常水や空気のX線吸収率が基準とされ、これに対応するように補正データを用いて補正される。補正データの取得方法としては、出力像から多数の投影角度下での画像の再投影により補正データを求める手法(例えば、特許文献1参照)、螺旋状データ収集ユニットにより収集されたデータから断層画像を作成する手法(例えば、特許文献2参照)、n回転分のデータから加算平均したものを補正データとする手法(例えば、特許文献3参照)等がある。
特開2002−191591公報 特開平10−192272号公報 特開平10−248301号公報
As is well known, an X-ray computed tomography apparatus calculates (reconstructs) an image by calculating the X-ray absorption rate of a tissue such as an organ as an index called a CT value based on the amount of X-rays received in the subject. (Tomographic image) is obtained. The CT value is normally corrected using correction data so that the X-ray absorption rate of water or air is used as a reference. As a method for obtaining correction data, a method for obtaining correction data by re-projecting an image from a plurality of projection angles from an output image (see, for example, Patent Document 1), a tomographic image from data collected by a spiral data collection unit (For example, refer to Patent Document 2), a method of using an average of n rotation data as correction data (for example, refer to Patent Document 3), and the like.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-191591 JP-A-10-192272 Japanese Patent Laid-Open No. 10-248301

しかしながら、従来の補正データ取得方法には、例えば次のような問題がある。   However, the conventional correction data acquisition method has the following problems, for example.

すなわち、従来の手法によれば、X線検出器の多列化の進歩(例えば検出列数の増加)に伴ってファントムのサイズも大きくする必要がある。しかしながら、列方向(寝台長手方向)に大型化したファントムを寝台に設定することは、困難であると共に多大な作業負担を招く。また、検出列数に応じた径の異なるファントムを複数所持するのは、広い保管スペースが必要とされ、実用的ではない。   That is, according to the conventional method, it is necessary to increase the size of the phantom as the number of rows of X-ray detectors advances (for example, the number of detection rows increases). However, it is difficult to set a phantom that is enlarged in the row direction (longitudinal direction of the bed) as a bed, and causes a great work load. In addition, possessing a plurality of phantoms having different diameters according to the number of detection rows requires a wide storage space and is not practical.

また、従来の手法によれば、水が満たされたファントムをスキャンすることでX線吸収率を取得し、また、ファントム等の撮影対象が設置されていない状態でスキャンを実行することにより、空気のX線吸収率を取得している。従って、水及び空気のX線吸収率を取得するためには、ファントムが設置された状態とされていない状態との二回に亘ってスキャン動作を行う必要があり、多大な作業負担を招く。   In addition, according to the conventional method, the X-ray absorption rate is acquired by scanning a phantom filled with water, and the scan is executed in a state where an imaging target such as a phantom is not installed. The X-ray absorption rate is acquired. Therefore, in order to acquire the X-ray absorption rate of water and air, it is necessary to perform the scanning operation twice, that is, the state where the phantom is installed and the state where the phantom is not installed, which causes a great work load.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、比較的小型のファントムで補正データを取得でき、また、一回のスキャンシーケンスで水及び空気のX線吸収率を取得可能なX線コンピュータ断層撮影装置及びX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and X-ray computed tomography can acquire correction data with a relatively small phantom and can acquire X-ray absorption rates of water and air in a single scan sequence. An object is to provide an imaging apparatus and a correction data generation method for X-ray computed tomography.

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

本発明の第1の視点は、キャリブレーション用ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記キャリブレーション用ファントムが存在しない第1の領域及び前記キャリブレーション用ファントムが存在する第2の領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集する投影データ収集ユニットと、収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記空気領域に関する第1のデータと前記キャリブレーション用ファントム領域に関する第2のデータとを弁別する弁別ユニットと、弁別された第1のデータ及び第2のデータに基づいて、補正データを生成するデータ生成ユニットと、を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置である。   According to a first aspect of the present invention, the calibration phantom can be moved by continuously moving the top board on which the calibration phantom is mounted and continuously rotating the X-ray tube while exposing the X-ray. A projection data collection unit that collects projection data relating to a scan area including a first area that does not exist and a second area in which the calibration phantom exists, and based on a predetermined criterion from the collected projection data A discrimination unit for discriminating between the first data relating to the air region and the second data relating to the calibration phantom region, and data generation for generating correction data based on the discriminated first data and second data And an X-ray computed tomography apparatus.

本発明の第2の視点は、キャリブレーション用ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記キャリブレーション用ファントムが存在する領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集する投影データ収集ユニットと、収集された前記投影データに基づいて、補正データを生成するデータ生成ユニットと、を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置である。   According to a second aspect of the present invention, the calibration phantom is moved by continuously moving the top board on which the calibration phantom is mounted and exposing the X-ray by the X-ray tube. An X-ray computer comprising: a projection data collection unit that collects projection data relating to a scan area including an existing area; and a data generation unit that generates correction data based on the collected projection data It is a tomography apparatus.

本発明の第3の視点は、水ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記水ファントムが存在しない第1の領域及び前記水ファントムが存在する第2の領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集し、収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記空気領域に関する空気データと前記水領域に関する水データとを弁別し、弁別された空気データ及び水データに基づいて、補正データを生成すること、を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法である。   According to a third aspect of the present invention, the top plate on which the water phantom is mounted is continuously moved and continuously rotated while being exposed to X-rays by the X-ray tube. Projection data relating to a scan area including the area and the second area where the water phantom is present, and collecting air data relating to the air area and water relating to the water area from the collected projection data based on a predetermined criterion. A correction data generation method for X-ray computed tomography characterized by comprising: discriminating data and generating correction data based on the discriminated air data and water data.

本発明の第4の視点は、水ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記水ファントムが存在する領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集し、収集された前記投影データに基づいて、補正データを生成すること、を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, an area in which the water phantom is present is obtained by continuously moving the top board on which the water phantom is mounted and continuously rotating the X-ray tube while exposing the X-ray. An X-ray computed tomography correction data generation method comprising: collecting projection data related to a scan region including the correction data and generating correction data based on the collected projection data.

以上本発明によれば、比較的小型のファントムで補正データを取得でき、また、一回のスキャンシーケンスで水及び空気のX線吸収率を取得可能なX線コンピュータ断層撮影装置及びX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法を実現することができる。   As described above, according to the present invention, an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray computed tomography apparatus that can acquire correction data with a relatively small phantom and that can acquire X-ray absorption rates of water and air in one scan sequence. A method for generating correction data for photographing can be realized.

以下、本発明の第1実施形態及び第2実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

以下、本発明の第1実施形態及び第2実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

また、以下の説明においては、キャリブレーション用ファントム内に満たされている媒体が水である場合(すなわち、水ファントムである場合)について説明する。しかしながら、これに拘泥されず、X線吸収率が水に近いものであれば、その内部に満たされている媒体はどの様なものであってもよい。例えば、フォトカウント数が少ない場合には、X線吸収率が水よりも低いポリプロピレン製のキャリブレーション用ファントム(ポリプロピレンファントム)を用いることができる。   In the following description, a case where the medium filled in the calibration phantom is water (that is, a case where the medium is a water phantom) will be described. However, it is not limited to this, and any medium may be used as long as the X-ray absorption rate is close to that of water. For example, when the number of photocounts is small, a calibration phantom made of polypropylene (polypropylene phantom) having an X-ray absorption rate lower than that of water can be used.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して本発明によるX線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明する。なお、X線コンピュータ断層撮影装置には、X線管とX線検出器とが1体として被検体の周囲を回転する回転/回転(ROTATE/ROTATE)タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、X線管のみが被検体の周囲を回転する固定/回転(STATIONARY/ROTATE)タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転/回転タイプとして説明する。
(First embodiment)
Embodiments of an X-ray computed tomography apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The X-ray computed tomography apparatus includes a rotation / rotation (ROTATE / ROTATE) type in which an X-ray tube and an X-ray detector are rotated as one body, and a large number of detection elements in a ring shape. There are various types such as a fixed / rotated (STATIONARY / ROTATE) type in which only the X-ray tube is rotated around the subject, and the present invention can be applied to any type. Here, the rotation / rotation type that currently occupies the mainstream will be described.

また、1スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲1周、約360°分の投影データが、またハーフスキャン法でも180°+ビュー角分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式にも本発明を適用可能である。ここでは、前者を例に説明する。   In addition, to reconstruct one slice of tomographic image data, projection data for about 360 ° around the periphery of the subject is required, and projection data for 180 ° + view angle is also required in the half scan method. . The present invention can be applied to any reconstruction method. Here, the former will be described as an example.

また、近年では、X線管とX線検出器との複数のペアを回転フレームに搭載したいわゆる多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本発明では、従来からの一管球型のX線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。   In recent years, the so-called multi-tube X-ray computed tomography apparatus in which a plurality of pairs of X-ray tubes and X-ray detectors are mounted on a rotating frame has been commercialized, and the development of peripheral technologies has progressed. Yes. The present invention can be applied to both a conventional single-tube X-ray computed tomography apparatus and a multi-tube X-ray computed tomography apparatus. Here, a single tube type will be described.

図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置のブロック構成を示した図である。このX線コンピュータ断層撮影装置10は、X線管球101、回転フレーム102、二次元検出器システム103、データ収集回路(DAS)104、非接触データ伝送装置105、前処理装置106、架台駆動部107、スリップリング108、高電圧発生装置109、記憶装置111、補助記憶装置112、再構成装置114、入力装置115、表示装置116、画像処理装置118、ネットワーク通信装置119、ホストコントローラ110、データ/制御バス300を具備している。   FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. The X-ray computed tomography apparatus 10 includes an X-ray tube 101, a rotating frame 102, a two-dimensional detector system 103, a data acquisition circuit (DAS) 104, a non-contact data transmission device 105, a preprocessing device 106, a gantry drive unit. 107, slip ring 108, high voltage generator 109, storage device 111, auxiliary storage device 112, reconstruction device 114, input device 115, display device 116, image processing device 118, network communication device 119, host controller 110, data / A control bus 300 is provided.

X線管球101は、X線を発生する真空管であり、回転リング102に設けられている。当該X線管球101には、X線の曝射に必要な電力(管電流、管電圧)が高電圧発生装置109からスリップリング108を介して供給される。X線管球101は、供給された高電圧により電子を加速させターゲットに衝突させることで、有効視野領域FOV内に載置された被検体に対してX線を曝射する。   The X-ray tube 101 is a vacuum tube that generates X-rays, and is provided on the rotating ring 102. The X-ray tube 101 is supplied with electric power (tube current, tube voltage) necessary for X-ray exposure from the high voltage generator 109 via the slip ring 108. The X-ray tube 101 exposes X-rays to the subject placed in the effective visual field region FOV by accelerating electrons by the supplied high voltage and colliding with the target.

なお、X線管球101と被検体との間には、当該X線管球101から曝射されるX線ビームの形状をコーン状(四角錐状)又はファンビーム状に整形するコリメータ(図示せず)が設けられている。   It should be noted that a collimator for shaping the shape of the X-ray beam exposed from the X-ray tube 101 into a cone shape (quadrangular pyramid shape) or a fan beam shape between the X-ray tube 101 and the subject (see FIG. Not shown).

回転リング102には、X線管球101及び検出器システム103が設けられている。回転リング102は、架台駆動部107により駆動され、X線管球101及び検出器システム103とともに1回転あたり1秒以下という高速で被検体の回りを回転する。   The rotating ring 102 is provided with an X-ray tube 101 and a detector system 103. The rotating ring 102 is driven by the gantry driving unit 107 and rotates around the subject at a high speed of 1 second or less per rotation together with the X-ray tube 101 and the detector system 103.

二次元検出器システム103は、被検体を透過したX線を検出する検出器システムであり、X線管球101に対向する向きで回転リング102に取り付けられている。当該二次元検出器システム103には、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせで構成される複数の検出素子が、被検体を搭載する寝台の長手方向(スライス方向)とそれに直交するチャンネル方向とに関してマトリクス状に配列されている。ここでは、例えばチャンネル方向に関しては1,000個(1,000チャンネル)程度の検出素子が配列されているものとする(以下、この1,000個の検出素子配列において、チャンネル方向に関する一の列を「検出素子列」と称する)。   The two-dimensional detector system 103 is a detector system that detects X-rays that have passed through a subject, and is attached to the rotating ring 102 in a direction facing the X-ray tube 101. In the two-dimensional detector system 103, a plurality of detection elements constituted by a combination of a scintillator and a photodiode are arranged in a matrix with respect to the longitudinal direction (slice direction) of the bed on which the subject is mounted and the channel direction orthogonal thereto. Is arranged. Here, for example, about 1,000 (1,000 channels) detection elements are arranged in the channel direction (hereinafter, in this 1,000 detection element arrangement, one row in the channel direction is arranged). (Referred to as “detection element array”).

なお、検出素子において入射X線を電荷に変換する方式として、直接変換方式と間接変換方式とがある。直接変換方式とは、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光電現象を利用するものである。一方、間接変換型とは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し、さらにその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換するものである。本X線検出素子は、いずれの方式であってもよい。   There are a direct conversion method and an indirect conversion method as a method of converting incident X-rays into electric charges in the detection element. The direct conversion method uses generation of electron-hole pairs in a semiconductor by X-rays and transfer to the electrodes, that is, photoelectric phenomenon. On the other hand, the indirect conversion type converts X-rays into light with a phosphor such as a scintillator, and further converts the light into charges with a photoelectric conversion element such as a photodiode. The X-ray detection element may be any method.

データ収集回路(DAS)104は、DASチップが配列された複数のデータ収集素子列を有し、2次元検出器システム103で検出されたM×Nの全チャンネルに関する膨大なデータ(生データ)を入力し、増幅処理、A/D変換処理等の後、一括して光通信を応用した非接触データ伝送装置105を介して固定側のデータ処理ユニットに伝送する。   The data acquisition circuit (DAS) 104 has a plurality of data acquisition element arrays in which DAS chips are arranged, and enormous amounts of data (raw data) relating to all M × N channels detected by the two-dimensional detector system 103. After input, amplification processing, A / D conversion processing, etc., the data are transmitted to the fixed-side data processing unit via the non-contact data transmission device 105 applying optical communication all at once.

非接触データ伝送装置105は、収集したX線透過データを光学的に次段装置に伝送する。当該非接触データ伝送装置105やDAS104等については、2次元検出器システム103において、膨大且つ高速に発生する2次元投影データを時間遅れなく伝送するための超高速処理化が図られている。   The non-contact data transmission device 105 optically transmits the collected X-ray transmission data to the next-stage device. With respect to the non-contact data transmission device 105, DAS 104, and the like, the two-dimensional detector system 103 is designed for ultra-high speed processing for transmitting enormous and high-speed 2D projection data without time delay.

前処理装置106は、非接触データ伝送装置105を介して、DAS104から生データを受け取り、感度補正やX線強度補正を実行する。各種補正を受けた360度分の生データは、記憶装置111に一旦記憶される。なお、当該前処理装置106によって前処理が施された生データは、「投影データ」と呼ばれる。   The preprocessing device 106 receives raw data from the DAS 104 via the non-contact data transmission device 105, and executes sensitivity correction and X-ray intensity correction. The raw data for 360 degrees subjected to various corrections is temporarily stored in the storage device 111. The raw data preprocessed by the preprocessing device 106 is called “projection data”.

架台駆動部107は、診断用開口内に挿入された被検体の体軸方向に平行な中心軸のまわりに、X線管球101と二次元検出器システム103とを一体で回転させる等の駆動制御を行う。   The gantry driving unit 107 drives the X-ray tube 101 and the two-dimensional detector system 103 as one body around a central axis parallel to the body axis direction of the subject inserted into the diagnostic aperture. Take control.

高電圧発生装置109は、スリップリング108を介して、X線の曝射に必要な電力をX線管球101に供給する装置であり、高電圧変圧器、フィラメント加熱変換器、整流器、高電圧切替器等から成る。この高電圧発生装置109によるX線管球101への高電圧供給は、スリップリング108により行われる。   The high voltage generator 109 is a device that supplies electric power necessary for X-ray exposure to the X-ray tube 101 via the slip ring 108, and includes a high voltage transformer, a filament heating converter, a rectifier, and a high voltage. It consists of a switcher. High voltage supply to the X-ray tube 101 by the high voltage generator 109 is performed by a slip ring 108.

ホストコントローラ110は、撮影処理、データ処理、画像処理等の各種処理に関する統括的な制御を行う。例えば、撮影処理においては、ホストコントローラ110は、予め入力されたスライス厚等のスキャン条件を内部メモリに格納し、患者ID等によって自動的に選択されたスキャン条件(あるいは、マニュアルモードにおいて、入力装置115から直接設定されたスキャン条件)に基づいて、高電圧発生装置109、図示しない寝台駆動部、架台駆動部107、及び寝台の体軸方向への送り量、送り速度、X線管球101及び二次元検出器システム103の回転速度、回転ピッチ、及びX線の曝射タイミング等を制御し、被検体の所望の撮影領域に対して多方向からX線コーンビーム又はX線ファンビームを曝射させ、X線CT画像の撮影処理を行う。   The host controller 110 performs overall control related to various processing such as shooting processing, data processing, and image processing. For example, in the imaging process, the host controller 110 stores scan conditions such as a slice thickness input in advance in an internal memory, and automatically selects the scan conditions (or manual mode in the input device in the manual mode). 115), the high voltage generator 109, the bed driving unit (not shown), the gantry driving unit 107, and the feeding amount in the body axis direction of the bed, the feeding speed, the X-ray tube 101, and The rotational speed, rotational pitch, and X-ray exposure timing of the two-dimensional detector system 103 are controlled, and the X-ray cone beam or X-ray fan beam is exposed from multiple directions to the desired imaging region of the subject. And X-ray CT image imaging processing is performed.

また、ホストコントローラ110は、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成に関する制御を行う。この内容については、後で詳しく説明する。   In addition, the host controller 110 performs control related to correction data generation using helical scan. This will be described in detail later.

記憶装置111は、生データ、投影データ、断層像データ等の画像データや、検査計画のためのプログラム、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成を実現するための専用プログラム等を記憶する。   The storage device 111 stores image data such as raw data, projection data, tomographic image data, a program for examination planning, a dedicated program for realizing correction data generation using a helical scan, and the like.

補助記憶装置112は、再構成装置114により生成された再構成画像データを記憶可能な大容量の記憶領域を有する装置である。   The auxiliary storage device 112 is a device having a large-capacity storage area capable of storing the reconstructed image data generated by the reconstructing device 114.

再構成装置114は、所定の再構成パラメータ(再構成領域サイズ、再構成マトリクスサイズ、関心部位を抽出するための閾値等)に基づいて投影データを再構成処理し、所定のスライス分の再構成画像データを生成する。   The reconstruction device 114 reconstructs projection data based on predetermined reconstruction parameters (reconstruction region size, reconstruction matrix size, threshold for extracting a region of interest, etc.), and reconstructs a predetermined slice. Generate image data.

入力装置115は、キーボードや各種スイッチ、マウス等を備え、オペレータを介してスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件を入力可能な装置である。   The input device 115 includes a keyboard, various switches, a mouse, and the like, and can input various scan conditions such as a slice thickness and the number of slices through an operator.

画像処理部118は、再構成装置114により生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、RGB処理等の表示のための画像処理を行い、表示装置116に出力する。また、画像処理部118は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、3次元表面画像等のいわゆる疑似3次元画像の生成を行い、表示装置116に出力する。出力された画像データは、表示装置116においてX線CT画像として表示される。   The image processing unit 118 performs image processing for display, such as window conversion and RGB processing, on the reconstructed image data generated by the reconstructing device 114 and outputs the image processing to the display device 116. Further, the image processing unit 118 generates a so-called pseudo three-dimensional image such as a tomographic image of an arbitrary cross section, a projection image from an arbitrary direction, or a three-dimensional surface image based on an instruction from the operator, and outputs the generated image to the display device 116. The output image data is displayed on the display device 116 as an X-ray CT image.

ネットワーク通信装置119は、ネットワークを介して、データ管理システム15と生データ等を送受信する。   The network communication device 119 transmits / receives raw data and the like to / from the data management system 15 via the network.

スキャン領域決定部130は、位置決めスキャンによって得られた位置情報に基づいて、空気領域及び水領域を含むスキャン領域を決定する。ここで、空気領域とは、X線管球101と検出器システム103との間に空気のみを存在させてデータ収集を行うための領域である。また、水領域とは、X線管球101と検出器システム103との間に、水で満たされたファントムを存在させてデータ収集を行うための領域である。   The scan region determination unit 130 determines a scan region including an air region and a water region based on position information obtained by the positioning scan. Here, the air region is a region for collecting data while only air is present between the X-ray tube 101 and the detector system 103. The water region is a region for collecting data by causing a phantom filled with water to exist between the X-ray tube 101 and the detector system 103.

データ弁別部131は、スキャン領域をスキャンすることで得られたデータを、所定の基準に基づいて、空気領域に関するデータ(空気データ)と水領域に関するデータ(水データ)とに弁別する。   The data discriminating unit 131 discriminates data obtained by scanning the scan area into data related to the air area (air data) and data related to the water area (water data) based on a predetermined standard.

補正データ生成部132は、弁別された空気データと水データとに基づいて、臓器等の組織のX線吸収率をCT値に変換するための補正データを生成する。   The correction data generation unit 132 generates correction data for converting the X-ray absorption rate of a tissue such as an organ into a CT value based on the discriminated air data and water data.

なお、画像再構成、断面変換などのデータ処理、表示オペレーション、空気データ及び水データの弁別及びこれらに基づく補正データの生成等のスキャンデータ収集後の処理は、X線CT装置10内で行われるのが一般的であるが、X線CT装置10とは別体の画像処理装置を設け、これにおいて実行するようにしてもよい。   It should be noted that processing after scan data collection, such as data processing such as image reconstruction, cross-sectional transformation, display operation, discrimination of air data and water data, and generation of correction data based on these, is performed in the X-ray CT apparatus 10. However, an image processing apparatus that is separate from the X-ray CT apparatus 10 may be provided and executed.

(ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能)
次に、本X線コンピュータ断層撮影装置が有するヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能について説明する。本機能は、寝台上に搭載されたファントムに対しヘリカルスキャンを実行することで、比較的短いファントムによる補正データ取得を可能とすると共に、一回のスキャンシーケンスで水データ及び空気データの取得を可能とするものである。
(Correction data generation function using helical scan)
Next, the correction data generation function using the helical scan of the X-ray computed tomography apparatus will be described. This function makes it possible to acquire correction data using a relatively short phantom by executing a helical scan on the phantom mounted on the bed, and to acquire water data and air data in a single scan sequence. It is what.

図2Aはコンベンショナルスキャンに従う従来の水データ収集法を説明するための図であり、図2Bは、本補正収集機能を用いた水データ収集法を説明するための図である。一般に、補正データの収集には、ファントムPに関する一回転分の水データが必要である。図2Aに示す従来の手法では、X線管球101が一回転した場合でも検出器システム103とファントムPとの相対的な位置関係は変わらない。そのため、検出素子の列数に応じたサイズのファントムPが必要である。   FIG. 2A is a diagram for explaining a conventional water data collection method according to a conventional scan, and FIG. 2B is a diagram for explaining a water data collection method using this correction collection function. In general, the collection of correction data requires water data for one rotation related to the phantom P. 2A, the relative positional relationship between the detector system 103 and the phantom P does not change even when the X-ray tube 101 rotates once. Therefore, a phantom P having a size corresponding to the number of detection element columns is required.

これに対し、図2Bに示す本補正収集機能を用いた手法では、寝台を移動させながらヘリカルスキャンを行うことで、検出器システム103とファントムとの相対的な位置関係を変化させながら一回転分のデータを収集する。従って、本補正収集機能によれば、例えば360度補間法を用いる場合、寝台の移動速度をVとし、X線管球101及び検出器システム103の360度回転時間をTとすれば、原理的にはファントムの全長Lは、少なくともL=VT以上であればよい。また、例えば、ファントムの全長Lは、検出素子列のスライス方向(列方向)の長さの半分程度あれば、好適な補正データを取得することができる。   On the other hand, in the method using the correction collection function shown in FIG. 2B, a helical scan is performed while moving the bed, thereby changing the relative positional relationship between the detector system 103 and the phantom for one rotation. Collect data. Therefore, according to the correction collection function, for example, when the 360-degree interpolation method is used, if the moving speed of the bed is V and the 360-degree rotation time of the X-ray tube 101 and the detector system 103 is T, it is theoretical. The total length L of the phantom may be at least L = VT or more. For example, if the total length L of the phantom is about half of the length in the slice direction (row direction) of the detection element row, suitable correction data can be acquired.

また、本補正収集機能を用いて補正データを生成する場合、図2Cに示すように、ファントムPは、寝台によってスライス方向に移動し、第n列目の検出素子側からX線照射領域(X線パスの存在する領域)に進入することになる。そのため、検出器システム103(すなわち、多列検出器)上において、ある検出素子列とX線管球との間にはファントムが存在せず(従って、空気のみ存在)、ある検出素子列X線管球との間にはファントムが存在しているといった状況が発生する。   When generating correction data using this correction collection function, as shown in FIG. 2C, the phantom P moves in the slice direction by the bed, and the X-ray irradiation region (X (A region where a line path exists). Therefore, on the detector system 103 (that is, the multi-row detector), there is no phantom between a certain detection element row and the X-ray tube (thus, only air exists), and there is a certain detection element row X-ray. A situation occurs in which a phantom exists between the tube and the tube.

図2Dは、所定のチャネルにおける、360°分の補正用データの取得タイミングと検出ビュー角との対応を列番号別に示した図である。同図に示すように、寝台移動を伴うヘリカルスキャンによって、ファントムの水領域を通過したX線を検出し得られるデータ(水データ)を検出素子毎に360°分検出する場合には、その検出開始タイミング(または検出が開始される時のビュー角)は、検出素子の列番号に応じて異なることになる。   FIG. 2D is a diagram showing the correspondence between the acquisition timing of correction data for 360 ° and the detected view angle for each column number in a predetermined channel. As shown in the figure, when the data (water data) obtained by detecting the X-rays that have passed through the water area of the phantom are detected by 360 ° for each detection element by the helical scan accompanying the bed movement, the detection is performed. The start timing (or the view angle when detection is started) varies depending on the column number of the detection element.

一方、図2Aに示したコンベンショナルスキャンに従う水データの収集法では、寝台を移動させないため、スキャン実行時には、全ての検出素子に対応するX線パスはファントム内(水領域)を実質的に同じタイミングで通過する。従って、従来の手法で360°分の水データを検出する場合には、その検出開始タイミング(または検出が開始される時のビュー角)は、全ての検出素子列で同じである。   On the other hand, in the water data collection method according to the conventional scan shown in FIG. 2A, since the bed is not moved, the X-ray paths corresponding to all the detection elements are substantially the same in the phantom (water region) at the time of scanning. Pass by. Therefore, when water data for 360 ° is detected by the conventional method, the detection start timing (or the view angle when the detection is started) is the same for all the detection element arrays.

なお、空気領域のみを通過したX線を検出し得られるデータ(空気データ)を取得する場合には、検出開始のタイミング(または検出が開始される時のビュー角)は問題にはならない。例えば、ファントムPが各検出素子列毎のX線パスに進入する前に検出された投影データから任意の360°分を切り出すことで取得することができる。   When acquiring data (air data) that can be detected by detecting X-rays that have passed through only the air region, the detection start timing (or the view angle when the detection starts) does not matter. For example, it can be obtained by cutting out an arbitrary 360 ° from projection data detected before the phantom P enters the X-ray path for each detection element array.

一般に、ヘリカルスキャンの場合、寝台の移動位置や位置決めスキャンによって得られる位置情報とビュー角とは、対応付けることができる。従って、空気データと水データとを、例えば位置決めスキャンによって得られる位置情報に基づいて弁別することで、検出素子列毎の空気データ、及び水データを、一回のスキャンシーケンスで取得することができる。なお、位置情報とは、位置決めスキャンによって得られるスキャノグラム上の位置と収集データに付されたデータ収集位置(すなわち、データを収集した寝台位置を示すロータリーエンコーダの数値)との対応関係を意味する。   In general, in the case of a helical scan, the position information obtained by the movement position of the bed or the positioning scan can be associated with the view angle. Therefore, air data and water data can be acquired in a single scan sequence by discriminating air data and water data based on, for example, position information obtained by positioning scanning. . The position information means a correspondence relationship between the position on the scanogram obtained by the positioning scan and the data collection position attached to the collected data (that is, the numerical value of the rotary encoder indicating the bed position where the data is collected).

なお、従来のX線コンピュータ断層撮影装置での補正データ収集では、NRA収集、Air収集が実行される。NRA収集においては、ファントムPに関する一回転分の水データ(Water)を、所定の回転速度(例えば、0.75s/回転)でコンベンショナルスキャンによって収集する。また、ファントムPが存在しない状態で空気データ(Air)を、水データ収集とは異なるシーケンスにより、同一の回転速度でコンベンショナルスキャンによって収集する。一方、Air収集では、スキャン時の回転速度の差を補正するため、各回転速度(例えば、1.0s/回転、0.5s/回転等)による空気データ(Air)を収集する。回転速度の差は、各シーケンスによって得られるデータを用いて次の式により補正される。 In the correction data collection in the conventional X-ray computed tomography apparatus, NRA collection and Air collection are executed. In the NRA collection, water data (Water 0 ) for one rotation related to the phantom P is collected by a conventional scan at a predetermined rotation speed (for example, 0.75 s / rotation). Further, air data (Air 0 ) is collected by a conventional scan at the same rotational speed in a sequence different from that of water data collection in the absence of the phantom P. On the other hand, in the Air collection, air data (Air t ) at each rotation speed (for example, 1.0 s / rotation, 0.5 s / rotation, etc.) is collected in order to correct the difference in rotation speed during scanning. The difference in rotational speed is corrected by the following equation using data obtained by each sequence.

NRA=Water×(Air/Air
本ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能により、NRA収集において、水データ(Water)と空気データ(Air)とを一回のシーケンスにより収集することができる。
NRA = Water 0 × (Air t / Air 0 )
With the correction data generation function using this helical scan, water data (Water 0 ) and air data (Air 0 ) can be collected in a single sequence in NRA collection.

(動作)
次に、本X線コンピュータ断層撮影装置1の動作について説明する。
(Operation)
Next, the operation of the X-ray computed tomography apparatus 1 will be described.

図3は、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成機能に従う処理(ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理)の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、寝台上へのファントムの設置、入力装置115を介した補正データ生成モードの選択が実行される(ステップS1)。ホストコントローラ110は、補正データ生成モードの選択操作に応答して、位置決めスキャンを実行する(ステップS2)。この位置決めスキャンによって取得された画像は、表示装置116においてスキャノグラムとして所定の形態で表示される。水データ収集領域及び空気データ収集領域は、入力装置115を介する表示されたスキャノグラムへの入力に基づいて決定される(ステップS3)。   FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing (correction data generation processing using helical scan) according to the correction data generation function using helical scan. As shown in the figure, first, the installation of the phantom on the bed and the selection of the correction data generation mode via the input device 115 are executed (step S1). The host controller 110 executes a positioning scan in response to the selection operation for the correction data generation mode (step S2). The image acquired by this positioning scan is displayed on the display device 116 as a scanogram in a predetermined form. The water data collection area and the air data collection area are determined based on the input to the displayed scanogram via the input device 115 (step S3).

図4は、スキャノグラム上における水データ収集領域及び空気データ収集領域の入力手法の一例を示した図である。操作者は、入力装置115を介して、図4に示すように水データ収集領域をファントムPに対応する画像領域に、空気データ収集領域をファントムPが存在しない画像領域上に、それぞれ設定する。ホストコントローラ110は、設定されたスキャノグラム上の各領域に基づいて、水データ収集領域及び空気データ収集領域の位置を決定する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an input method of the water data collection area and the air data collection area on the scanogram. The operator sets the water data collection area to the image area corresponding to the phantom P and the air data collection area to the image area where the phantom P does not exist, as shown in FIG. The host controller 110 determines the positions of the water data collection area and the air data collection area based on each area on the set scanogram.

次に、スキャン領域決定部130は、水データ収集領域及び空気データ収集領域の双方を再構成するためにスキャンが必要な領域として、スキャン領域を決定する(ステップS4)。ホストコントローラ110は、ヘリカルスキャンを実行し、決定されたスキャン領域に関するデータを収集する(ステップS5)。   Next, the scan area determination unit 130 determines a scan area as an area that needs to be scanned to reconstruct both the water data collection area and the air data collection area (step S4). The host controller 110 executes a helical scan and collects data related to the determined scan area (step S5).

次に、データ弁別部131は、収集されたスキャン領域に関するデータを、ステップS3において指定された水データ収集領域及び空気データ収集領域の位置データに基づいて、水データと空気データとを弁別する(ステップS6)。補正データ生成部132は、弁別された水データと空気データとに基づいて、臓器等の組織のX線吸収率を、水を0、空気を−1000とするCT値に変換するための補正データを生成する(ステップS7)。   Next, the data discriminating unit 131 discriminates water data and air data from the collected data relating to the scan area based on the position data of the water data collection area and the air data collection area designated in step S3 ( Step S6). The correction data generation unit 132 is a correction data for converting the X-ray absorption rate of a tissue such as an organ into a CT value where water is 0 and air is −1000 based on the discriminated water data and air data. Is generated (step S7).

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the configuration described above, the following effects can be obtained.

本X線コンピュータ断層撮影装置によれば、寝台上に搭載されたファントムに対しヘリカルスキャンを実行することで水データ等を取得し、これに基づいて補正データを生成する。従って、従来の手法に比して、比較的短いファントムにより補正データ取得をすることができる。   According to the X-ray computed tomography apparatus, water data or the like is acquired by executing a helical scan on a phantom mounted on a bed, and correction data is generated based on this. Therefore, it is possible to acquire correction data with a relatively short phantom as compared with the conventional method.

また、本X線コンピュータ断層撮影装置によれば、スキャノグラム上に設定される水領域及び空気領域の位置情報に基づいて、収集されたデータから水データの収集領域と空気データの収集領域とを弁別することができる。従って、弁別された水データと空気データとを利用することで、一回のスキャンシーケンスで補正データを生成することができる。   Further, according to the X-ray computed tomography apparatus, the water data collection area and the air data collection area are discriminated from the collected data based on the positional information of the water area and the air area set on the scanogram. can do. Therefore, correction data can be generated in a single scan sequence by using the discriminated water data and air data.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、空気データと水データとの弁別の基準として、水のX線吸収率と空気のX線吸収率との差(すなわち、フォトンカウント数の差)を用いるものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment uses the difference between the water X-ray absorption rate and the air X-ray absorption rate (that is, the difference in the photon count number) as a reference for discrimination between air data and water data. Is used.

図5は、本実施形態に係る空気データと水データとの弁別を説明するための図であり、水領域と空気領域とを含むスキャン領域をヘリカルスキャンすることによって得られる、検出器システム103からのある列のある検出素子から得られる出力プロファイルの一例を示した図である。同図の横軸は時間を示すが、ヘリカルスキャンにおいては、ファントムPが搭載された寝台の移動速度が一定であることから、ファントムと検出器システム103の位置関係とも同義である。また、Wは水データ360°分に対応する領域を、Aは空気データ360°分に対応する領域を、それぞれ示している。   FIG. 5 is a diagram for explaining the discrimination between the air data and the water data according to the present embodiment. From the detector system 103 obtained by performing a helical scan on the scan area including the water area and the air area. It is the figure which showed an example of the output profile obtained from the detection element with a certain row | line | column. Although the horizontal axis of the figure shows time, in the helical scan, since the moving speed of the bed on which the phantom P is mounted is constant, the positional relationship between the phantom and the detector system 103 is also synonymous. W indicates a region corresponding to 360 ° water data, and A indicates a region corresponding to 360 ° air data.

図5に示すように、空気領域と水領域とでは、取得される出力の値(すなわち、フォトンのカウント数)に違いがある。従って、全ての検出素子について図5に示すような出力プロファイルを取得し、空気領域と水領域とのカウント数の違いを基準とすることで、補正データの生成に必要な水データと空気データとを検出素子毎に弁別して切り出すことができる。   As shown in FIG. 5, there is a difference in the output value (that is, the photon count) obtained between the air region and the water region. Therefore, the output profiles as shown in FIG. 5 are obtained for all the detection elements, and the water data and the air data necessary for generating the correction data are obtained based on the difference in the number of counts between the air region and the water region. Can be discriminated and cut out for each detection element.

次に、本X線コンピュータ断層撮影装置1の動作について説明する。   Next, the operation of the X-ray computed tomography apparatus 1 will be described.

図6は、本実施形態に係るヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、寝台上へのファントムの設置、入力装置115を介した補正データ生成モードの選択が実行された後、位置決めスキャンを実行する(ステップS11、ステップS12)。位置決めスキャンによって取得されたスキャノグラムを用いて、水データ収集領域及び空気データ収集領域が、入力装置115からの入力により決定され(ステップS13)、スキャン領域が決定される(ステップS14)。ホストコントローラ110は、ヘリカルスキャンを実行し、決定されたスキャン領域に関するデータを収集する(ステップS15)。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of correction data generation processing using helical scanning according to the present embodiment. As shown in the figure, after the phantom is placed on the bed and the correction data generation mode is selected via the input device 115, a positioning scan is executed (steps S11 and S12). Using the scanogram acquired by the positioning scan, the water data collection area and the air data collection area are determined by input from the input device 115 (step S13), and the scan area is determined (step S14). The host controller 110 executes a helical scan and collects data related to the determined scan area (step S15).

次に、データ弁別部131は、収集されたスキャン領域に関するデータを、フォトンのカウント数に基づいて水データ(図5におけるカウント数Naのデータ)と空気データ(図5におけるカウント数Nwのデータ)とに弁別する(ステップS16)。また、データ弁別部131は、弁別された水データのから期間Wに対応するデータと、同じく弁別された空気データのから期間Aに対応するデータとを、補正データ生成のために切り出す。   Next, the data discriminating unit 131 converts the collected data relating to the scan area into water data (data of the count number Na in FIG. 5) and air data (data of the count number Nw in FIG. 5) based on the count number of photons. (Step S16). Further, the data discriminating unit 131 cuts out data corresponding to the period W from the discriminated water data and data corresponding to the period A from the discriminated air data in order to generate correction data.

次に、補正データ生成部132は、切り出された水データと空気データとに基づいて、臓器等の組織のX線吸収率を、水を0、空気を−1000とするCT値に変換するための補正データを生成する(ステップS17)。   Next, the correction data generation unit 132 converts the X-ray absorption rate of a tissue such as an organ into a CT value in which water is 0 and air is −1000 based on the extracted water data and air data. Correction data is generated (step S17).

以上述べた構成によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Even with the configuration described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Specific examples of modifications are as follows.

(1)各本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。   (1) Each function according to each embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing these on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.

(2)水領域、空気領域を含むスキャン領域のデータ収集においては、必要なデータ収集が可能であれば、X線曝射及びデータ収集のタイミングに限定はない。例えば、一回の連続したヘリカルスキャンにおいて、寝台移動に伴ってスキャン領域が検出素子列上に到達するタイミングでX線曝射及びデータ収集を開始してもよい。また、X線曝射はスキャン領域の前段から開始し、データ収集をスキャン領域が検出素子列上に到達するタイミングで実行するように、DASを制御するようにしてもよい。   (2) In the data collection of the scan area including the water area and the air area, the timing of X-ray exposure and data collection is not limited as long as necessary data collection is possible. For example, in one continuous helical scan, X-ray exposure and data collection may be started at the timing when the scan region reaches the detection element array as the bed moves. Further, the DAS may be controlled so that the X-ray exposure starts from the front stage of the scan area and the data acquisition is executed at the timing when the scan area reaches the detection element array.

(3)上記各実施形態においては、一回のスキャンシーケンスで空気データ及び水データを収集する例を示した。しかしながら、これに拘泥されず、必要に応じて、例えばヘリカルスキャンを利用して水データのみを収集するようにしてもよい。係る場合には、例えばスキャノグラム上では水領域のみ設定し、設定された水領域を含む様にスキャン領域を決定するようにすればよい。   (3) In each said embodiment, the example which collects air data and water data by one scan sequence was shown. However, the present invention is not limited to this, and if necessary, only water data may be collected using, for example, a helical scan. In such a case, for example, only the water region may be set on the scanogram, and the scan region may be determined so as to include the set water region.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、比較的小型のファントムで補正データを取得でき、また、一回のスキャンシーケンスで水及び空気のX線吸収率を取得可能なX線コンピュータ断層撮影装置及びX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法を実現することができる。   As described above, according to the present invention, an X-ray computed tomography apparatus and an X-ray computed tomography apparatus that can acquire correction data with a relatively small phantom and that can acquire X-ray absorption rates of water and air in one scan sequence. A method for generating correction data for photographing can be realized.

図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置のブロック構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. 図2Aはコンベンショナルスキャンに従う従来の水データ収集法を説明するための図である。FIG. 2A is a diagram for explaining a conventional water data collection method according to a conventional scan. 図2Bは、本補正収集機能を用いた水データ収集法を説明するための図である。FIG. 2B is a diagram for explaining a water data collection method using the correction collection function. 図2Cは、ヘリカルスキャンにおいてファントムPがX線照射領域に進入する様子を示した図である。FIG. 2C is a diagram illustrating a state in which the phantom P enters the X-ray irradiation region in the helical scan. 図2Dは、所定のチャネルにおける、360°分の補正用データの取得タイミングと検出ビュー角との対応を列番号別に示した図である。FIG. 2D is a diagram showing the correspondence between the acquisition timing of correction data for 360 ° and the detected view angle for each column number in a predetermined channel. 図3は、ヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of correction data generation processing using helical scanning. 図4は、スキャノグラム上における水データ収集領域及び空気データ収集領域の指定手法の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a method for specifying the water data collection area and the air data collection area on the scanogram. 図5は、水領域と空気領域とを含むスキャン領域をヘリカルスキャンすることによって得られる、検出器システム103からのある検出素子列から得られる出力プロファイルの一例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of an output profile obtained from a certain detection element array from the detector system 103 obtained by performing a helical scan on a scan area including a water area and an air area. 図6は、本実施形態に係るヘリカルスキャンを利用した補正データ生成処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a flow of correction data generation processing using helical scanning according to the present embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…X線コンピュータ断層撮影装置、101…X線管球、102…回転フレーム、103…二次元検出器システム、104…データ収集回路(DAS)、105…非接触データ伝送装置、106…前処理装置、107…架台駆動部、108…スリップリング、110…高電圧発生装置、111…記憶装置、112…補助記憶装置、114…再構成装置、115…入力装置、116…表示装置、118…画像処理装置、119…ネットワーク通信装置、110…ホストコントローラ、300…バス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray computed tomography apparatus, 101 ... X-ray tube, 102 ... Rotating frame, 103 ... Two-dimensional detector system, 104 ... Data acquisition circuit (DAS), 105 ... Non-contact data transmission apparatus, 106 ... Pre-processing Device: 107 ... gantry drive unit, 108 ... slip ring, 110 ... high voltage generator, 111 ... storage device, 112 ... auxiliary storage device, 114 ... reconstruction device, 115 ... input device, 116 ... display device, 118 ... image Processing device, 119 ... Network communication device, 110 ... Host controller, 300 ... Bus

Claims (12)

キャリブレーション用ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記キャリブレーション用ファントムが存在しない第1の領域及び前記キャリブレーション用ファントムが存在する第2の領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集する投影データ収集ユニットと、
収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記空気領域に関する第1のデータと前記キャリブレーション用ファントム領域に関する第2のデータとを弁別する弁別ユニットと、
弁別された第1のデータ及び第2のデータに基づいて、補正データを生成するデータ生成ユニットと、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
The top plate on which the calibration phantom is mounted is continuously moved and continuously rotated while being exposed to X-rays by an X-ray tube, whereby the first region where the calibration phantom does not exist and the calibration A projection data collection unit that collects projection data related to a scan area including a second area in which a projection phantom exists;
A discrimination unit for discriminating, from the collected projection data, first data relating to the air region and second data relating to the calibration phantom region based on a predetermined criterion;
A data generation unit for generating correction data based on the discriminated first data and second data;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記投影データ収集に先立って実行される位置決めスキャンによって得られる位置決め画像上に、前記空気領域及び前記キャリブレーション用ファントム領域を設定する設定ユニットをさらに具備し、
前記弁別ユニットは、前記位置決め画像上に設定された前記空気領域及び前記キャリブレーション用ファントム領域の位置と前記投影データの収集位置との対応関係に基づいて、前記第1のデータと前記第2のデータとを弁別すること、
を特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
Further comprising a setting unit for setting the air region and the calibration phantom region on a positioning image obtained by a positioning scan executed prior to the projection data collection;
The discrimination unit is configured to determine the first data and the second data based on a correspondence relationship between the position of the air region and the calibration phantom region set on the positioning image and the collection position of the projection data. Discriminating from data,
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
前記弁別ユニットは、前記キャリブレーション用ファントム内に満たされた媒体のX線吸収率と空気のX線吸収率との差に基づいて、前記第1のデータと前記第2のデータとを弁別することを特徴とする請求項1又は2記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The discrimination unit discriminates between the first data and the second data based on a difference between an X-ray absorption rate of a medium filled in the calibration phantom and an X-ray absorption rate of air. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1 or 2. 前記キャリブレーション用ファントム内には水が満たされており、
前記弁別ユニットは、収集された前記投影データから、空気領域に関する前記第1のデータと、水領域に関する前記第2のデータとを弁別すること、
を特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The calibration phantom is filled with water,
The discrimination unit discriminates the first data relating to the air region and the second data relating to the water region from the collected projection data;
The X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記キャリブレーション用ファントム内にはポリプロピレンが満たされており、
前記弁別ユニットは、収集された前記投影データから、空気領域に関する前記第1のデータと、ポリプロピレン領域に関する前記第2のデータとを弁別すること、
を特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The calibration phantom is filled with polypropylene,
The discrimination unit discriminates, from the collected projection data, the first data relating to an air region and the second data relating to a polypropylene region;
The X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
キャリブレーション用ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記キャリブレーション用ファントムが存在する領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集する投影データ収集ユニットと、
収集された前記投影データに基づいて、補正データを生成するデータ生成ユニットと、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
Projection relating to a scan area including an area where the calibration phantom is present by continuously moving a top plate on which the calibration phantom is mounted and continuously rotating the X-ray tube while exposing the X-ray. A projection data collection unit for collecting data;
A data generation unit for generating correction data based on the collected projection data;
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記キャリブレーション用ファントム内には水が満たされており、
前記データ生成ユニットは、水ファントムに基づく前記補正データを生成すること、
を特徴とする請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The calibration phantom is filled with water,
The data generation unit generates the correction data based on a water phantom;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6.
前記キャリブレーション用ファントム内にはポリプロピレンが満たされており、
前記データ生成ユニットは、ポリプロピレンファントムに基づく前記補正データを生成すること、
を特徴とする請求項6又は7記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The calibration phantom is filled with polypropylene,
The data generation unit generates the correction data based on a polypropylene phantom;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6 or 7, wherein:
投影データ収集ユニットは、X線を検出する複数の検出素子が前記天板の移動方向に沿って複数配列された検出器をさらに具備し、
前記弁別ユニットは、前記複数の検出素子によって検出されたX線のパスを基準として、収集された前記投影データから前記第1のデータと前記第2のデータとを弁別すること、
を特徴とする請求項6記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The projection data collection unit further comprises a detector in which a plurality of detection elements for detecting X-rays are arranged along the moving direction of the top plate,
The discrimination unit discriminates the first data and the second data from the collected projection data on the basis of the X-ray path detected by the plurality of detection elements;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 6.
前記弁別ユニットは、前記複数の検出素子によって検出されたX線のうち、前記キャリブレーション用ファントムの前記X線管側の前記移動方向に沿った面から入射し且つ前記キャリブレーション用ファントムの前記検出器側の前記移動方向に沿った面から出射するX線を用いて、前記第2のデータが生成されるように、ビューに応じて当該第2のデータ生成に用いる前記検出素子列を選択することを特徴とする請求項9記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The discrimination unit is incident from a surface along the moving direction of the calibration phantom on the X-ray tube side of the X-rays detected by the plurality of detection elements, and the detection of the calibration phantom is performed. The detection element array used for the second data generation is selected according to the view so that the second data is generated using X-rays emitted from the surface along the moving direction on the vessel side The X-ray computed tomography apparatus according to claim 9. 水ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記水ファントムが存在しない第1の領域及び前記水ファントムが存在する第2の領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集し、
収集された前記投影データから、所定の基準に基づいて前記空気領域に関する空気データと前記水領域に関する水データとを弁別し、
弁別された空気データ及び水データに基づいて、補正データを生成すること、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法。
The top plate on which the water phantom is mounted is continuously moved and continuously rotated while being exposed to X-rays by the X-ray tube, whereby the first region where the water phantom does not exist and the water phantom exist. Collecting projection data for a scan area including a second area;
From the collected projection data, discriminate between air data related to the air region and water data related to the water region based on a predetermined criterion,
Generating correction data based on the discriminated air data and water data;
A correction data generation method for X-ray computed tomography characterized by comprising:
水ファントムを搭載する天板を連続的に移動させると共にX線管によってX線を曝射しながら連続的に回転することにより、前記水ファントムが存在する領域を含むスキャン領域に関する投影データを収集し、
収集された前記投影データに基づいて、補正データを生成すること、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影用補正データ生成方法。
Projection data relating to the scan area including the area where the water phantom is present is collected by continuously moving the top board on which the water phantom is mounted and continuously rotating the X-ray tube while exposing the X-ray. ,
Generating correction data based on the collected projection data;
A correction data generation method for X-ray computed tomography characterized by comprising:
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