JP2009082632A - N-dimensional image display device and x-ray tomographic apparatus - Google Patents

N-dimensional image display device and x-ray tomographic apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2009082632A
JP2009082632A JP2007259325A JP2007259325A JP2009082632A JP 2009082632 A JP2009082632 A JP 2009082632A JP 2007259325 A JP2007259325 A JP 2007259325A JP 2007259325 A JP2007259325 A JP 2007259325A JP 2009082632 A JP2009082632 A JP 2009082632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
image
dimensional
ray
dimensional image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007259325A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5514397B2 (en
Inventor
Akihiko Nishide
明彦 西出
Yotaro Ishihara
陽太郎 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2007259325A priority Critical patent/JP5514397B2/en
Publication of JP2009082632A publication Critical patent/JP2009082632A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5514397B2 publication Critical patent/JP5514397B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To display variations within a time range of a prescribed region with respect to a time-series three-dimensional image. <P>SOLUTION: An X-ray CT apparatus (100) photographs a tomographic image G by acquiring projection data D of X rays transmitted through a subject (HB) while rotating an X-ray generating device (21) and a multi-row X-ray detector (24) provided to face the X-ray generating device (21) for detecting the X ray around the center of rotation found between the X-ray generating device and the multi-row X-ray detector. The X-ray CT apparatus includes an image input part (5) for inputting the tomographic image as a four-dimensional image arranged in a time-series manner, a projection processing part (35) for performing projection processing on the four-dimensional image in a time direction, and an image display part (6) for displaying the four-dimensional image subjected to the projection processing by the projection processing part as a three-dimensional image. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば時系列に並んだ三次元画像からなる四次元画像として画像表示するN次元画像表示装置およびそれを利用したX線断層撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an N-dimensional image display device that displays an image as a four-dimensional image made up of, for example, three-dimensional images arranged in time series, and an X-ray tomographic imaging apparatus using the same.

例えばX線断層撮像装置の一つであるX線CT装置により、被検体における病変部の診断するために、被検体の断層像を得た後に画像処理を施すことにより三次元画像として表示する方法が知られている。しかし、時系列三次元画像である四次元画像の効果的な画像表示方法は知られていなかった。また、三次元画像を二次元画像にして表示する技術として再投影表示(Re-projection),MIP表示(Maximum
Intensity Projection:最大輝度投影)などが知られている。
特開2006−320631
For example, a method for displaying a three-dimensional image by performing image processing after obtaining a tomographic image of a subject in order to diagnose a lesion in the subject using an X-ray CT apparatus which is one of X-ray tomographic imaging apparatuses It has been known. However, an effective image display method for a four-dimensional image that is a time-series three-dimensional image has not been known. Re-projection display and MIP display (Maximum) are techniques for displaying a 3D image as a 2D image.
Intensity Projection (maximum intensity projection) is known.
JP 2006-320631 A

上述した再投影表示やMIP表示を用いて四次元画像に適用する場合、四次元画像を二次元のモニタに表示可能な二次元画像にするには、次元を2つ落とさなければならず簡単ではなかった。   When applied to a four-dimensional image using the above-described reprojection display or MIP display, two dimensions must be dropped to make the four-dimensional image a two-dimensional image that can be displayed on a two-dimensional monitor. There wasn't.

本発明はかかる問題点に対応するためのものであり、本発明の目的は、時系列三次元画像である四次元画像に対して、ある画素値の範囲の領域のある時間範囲における変化を表示できる方法、表示できる装置を実現することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、X線断層撮像装置の時系列三次元画像に対し、所定領域の時間範囲における変化を表示できるようにすることである。
The present invention is for addressing such a problem, and an object of the present invention is to display a change in a certain time range of a certain pixel value range with respect to a four-dimensional image which is a time-series three-dimensional image. An object of the present invention is to realize a method capable of displaying and a device capable of displaying.
Another object of the present invention is to make it possible to display a change in a time range of a predetermined region with respect to a time-series three-dimensional image of an X-ray tomographic imaging apparatus.

本発明の目的を実現するためには、時系列三次元画像である四次元画像において、所定領域に対して時間軸方向の射影処理を行い、三次元画像に変換して三次元画像の表示を行い、ある画素値の範囲の領域の時間的変化を表示できる。   In order to realize the object of the present invention, in a four-dimensional image that is a time-series three-dimensional image, a projection process in a time axis direction is performed on a predetermined region, and the three-dimensional image is displayed by converting the three-dimensional image. It is possible to display a temporal change of a region of a certain pixel value range.

第1の観点の四次元画像表示装置は、本時系列に並んだN−1次元画像をN次元画像として、画像を入力する画像入力部と、このN次元画像を時間方向に射影処理を行う射影処理部と、この射影処理部で射影処理したN次元画像をN−1次元画像として画像表示を行う画像表示部とを提供する。
上記第1の観点におけるN次元画像表示装置においては、時系列N−1次元画像であるN次元画像を時間軸方向の射影により次数をN−1次元にすることができ、従来技術でも表示できると同時に、時間軸方向の縮退により、ある時間範囲の変化をN−1次元連続領域にすることができる。
A four-dimensional image display device according to a first aspect uses an N-1D image arranged in this time series as an N-dimensional image, an image input unit that inputs the image, and performs a projection process on the N-dimensional image in the time direction. A projection processing unit and an image display unit that displays an N-dimensional image projected by the projection processing unit as an N-1D image are provided.
In the N-dimensional image display device according to the first aspect, an N-dimensional image that is a time-series N-1 dimensional image can be converted to an N-1 dimensional order by projecting in the time axis direction, and can be displayed even in the prior art. At the same time, due to degeneracy in the time axis direction, a change in a certain time range can be made an N-1 dimensional continuous region.

第2の観点のN次元画像表示装置において、射影処理手段は、時系列N−1次元画像をN次元画像上のある限られたCT値の範囲に対して、時間方向の射影処理を行うことを特徴とする。
N次元画像のある画素値の範囲に対して時間軸方向の射影処理を行うことにより、ある定められた画素値範囲における時間範囲の変化をN−1次元空間で連続領域にすることができる。
In the N-dimensional image display device according to the second aspect, the projection processing means performs a time-direction projection process for a time-series N-1D image on a limited range of CT values on the N-dimensional image. It is characterized by.
By performing the projection processing in the time axis direction on a certain pixel value range of the N-dimensional image, a change in the time range in a certain defined pixel value range can be made a continuous region in the N−1-dimensional space.

第3の観点の射影処理部は、時系列に並んだN−1次元画像をN次元画像として、時間方向に再投影処理又は時間方向にMIP処理を行う。
上記第3の観点におけるN次元画像表示装置においては、時系列N−1次元画像であるN次元画像のある画素値の範囲に対して、時間軸方向の縮退を行うことにより、ある時間範囲の変化をN−1次元空間で連続領域にすることができ、次数が下がった分、表示しやすくできる。時間軸方向の再投影処理は、ある時間範囲の平均画素値又は画素値の合計として画像表示することができ、ある時間範囲の変化を見やすくできる。時間軸方向のMIP処理は、ある時間範囲の最大画素値を画像表示することができ、ある時間範囲の変化をコントラストよく表示できる。
The projection processing unit according to the third aspect performs reprojection processing in the time direction or MIP processing in the time direction using N-1D images arranged in time series as N-dimensional images.
In the N-dimensional image display device according to the third aspect, a certain time range is obtained by performing degeneracy in the time axis direction with respect to a certain pixel value range of the N-dimensional image which is a time-series N-1D image. The change can be made a continuous area in the N-1 dimensional space, and the display can be easily displayed as the order is lowered. In the reprojection process in the time axis direction, an image can be displayed as an average pixel value or a sum of pixel values in a certain time range, and a change in a certain time range can be easily seen. The MIP processing in the time axis direction can display an image of the maximum pixel value in a certain time range, and can display changes in a certain time range with good contrast.

第4の観点におけるN次元画像表示装置において、射影処理部は、時刻ごとに色を変えた再投影処理又はMIP処理を行うことを特徴とする。
上記第4の観点におけるN次元画像表示装置においては、時間軸方向に射影して縮退する際に各時刻ごとのN−1次元画像の色を変えることにより、時間軸方向に再投影処理すると、関心のある画素値の範囲にある動く物体の軌跡が色の変化で違うことができるため、動きの方向・速度を認識しやすい表示ができる。また、時間軸方向に最大値射影して縮退する際に各時刻のN次元画像の色を変えることにより、時間軸方向のMIP処理をすると最大値を取った時刻が色の変化でわかり、関心のある画素値の範囲にある動く物体の動きの変化が認識しやすくできる。
In the N-dimensional image display device according to the fourth aspect, the projection processing unit performs reprojection processing or MIP processing in which a color is changed at each time.
In the N-dimensional image display device according to the fourth aspect, when reprojecting in the time axis direction by changing the color of the N-1 dimensional image at each time when projecting in the time axis direction and degenerating, Since the trajectory of a moving object within the range of pixel values of interest can be changed by a color change, a display that makes it easy to recognize the direction and speed of movement can be achieved. In addition, when the maximum value is projected in the time axis direction and degenerated, the color of the N-dimensional image at each time is changed. It is possible to easily recognize a change in the movement of a moving object within a certain pixel value range.

第5の観点のN次元画像表示装置において、射影処理部は適応型再投影処理を行う。
時間軸方向の適応型再投影処理を行うことにより、ある定められた時間範囲の平均画素値又は画素値の合計として画像表示をすることができ、ある時間範囲の変化を見やすくできる。
In the N-dimensional image display device according to the fifth aspect, the projection processing unit performs adaptive reprojection processing.
By performing adaptive reprojection processing in the time axis direction, an image can be displayed as an average pixel value or a sum of pixel values in a predetermined time range, and a change in a time range can be easily seen.

第6の観点のN次元画像表示装置において、射影処理部は適応型MIP処理を行う。
時間軸方向の適応型MIP処理を行うことにより、ある時間範囲の最大画素値を画像表示することができ、ある時間範囲の変化をコントラスト良く表示できる。
In the N-dimensional image display device according to the sixth aspect, the projection processing unit performs adaptive MIP processing.
By performing adaptive MIP processing in the time axis direction, the maximum pixel value in a certain time range can be displayed as an image, and changes in a certain time range can be displayed with good contrast.

第7の観点のX線断層撮像装置は、X線発生装置と、相対してX線を検出する多列X線検出器とを、X線発生装置と多列X線検出器との間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、被検体を透過したX線投影データを収集して断層像を撮影する。そして、断層像を時系列な並んだN次元画像として、入力する画像入力部と、このN次元画像を時間方向に射影処理を行う射影処理部と、この射影処理部で射影処理したN次元画像をN−1次元画像として画像表示を行う画像表示部と、を含む。
第7の観点におけるX線断層撮像装置は、時系列N−1次元画像であるN次元画像を時間軸方向に射影処理を行うことでN−1次元画像にすることができ、通常のN−1次元画像表示技術により、ある時間範囲の変化をN−1次元表示できる。特にX線断層撮像装置は、造影剤の動き・軌跡を画像化して見やすくすることができる。
An X-ray tomographic imaging apparatus according to a seventh aspect includes an X-ray generator and a multi-row X-ray detector that detects X-rays relative to each other between the X-ray generator and the multi-row X-ray detector. While rotating around a certain center of rotation, X-ray projection data transmitted through the subject is collected and a tomographic image is taken. Then, an image input unit that inputs the tomographic image as a time-series N-dimensional image, a projection processing unit that performs projection processing on the N-dimensional image in the time direction, and an N-dimensional image that is projected by the projection processing unit And an image display unit that displays an image as an N−1-dimensional image.
The X-ray tomographic imaging apparatus according to the seventh aspect can convert an N-dimensional image, which is a time-series N-1 dimensional image, into an N-1 dimensional image by performing projection processing in the time axis direction. With a one-dimensional image display technique, changes in a certain time range can be displayed in N-1 dimensions. In particular, the X-ray tomographic imaging apparatus can visualize the movement / trajectory of the contrast agent to make it easy to see.

第8の観点のX線断層撮像装置は、N次元画像のある時刻における注目画素に対して、時系列な並んだN次元空間フィルタの処理を行う。
第8の観点におけるX線断層撮像装置は、注目画素に対してN次元空間フィルタの処理を施すことにより、注目画素の時間軸特性又は空間軸特性を調節することができる。したがって良い画質、S/Nの画像により造影剤の軌跡を画像化することができる。
The X-ray tomographic imaging apparatus according to the eighth aspect performs time-series N-dimensional spatial filter processing on a pixel of interest at a certain time in an N-dimensional image.
The X-ray tomographic imaging apparatus according to the eighth aspect can adjust the time-axis characteristic or the spatial-axis characteristic of the target pixel by performing an N-dimensional spatial filter process on the target pixel. Therefore, the trajectory of the contrast agent can be imaged with an image with good image quality and S / N.

第9の観点では、X線投影データを収集するスキャンは、シネスキャン又はヘリカルスキャンである。
特にN−1次元画像再構成によるシネスキャンにおいては、z方向に広がった範囲の時間的な変化を見る撮影方法であり、造影された血管の変化、造影剤の動きを見たり、再投影表示・MIP表示により、造影剤の軌跡から示される血管の形状を見たりするには適した撮影方法である。また、特にヘリカルピッチが遅い場合には、z方向にオーバーラップした各時刻の連続断層像によるN−1次元表示が可能である。
In the ninth aspect, the scan for collecting X-ray projection data is a cine scan or a helical scan.
Especially in cine scan by N-1 dimensional image reconstruction, it is an imaging method for observing temporal changes in a range spread in the z direction, and sees changes in contrasted blood vessels, contrast agent movement, and reprojection display. -It is an imaging method suitable for viewing the shape of a blood vessel indicated by the contrast agent trajectory by MIP display. In particular, when the helical pitch is slow, it is possible to perform N−1-dimensional display by continuous tomographic images at each time overlapping in the z direction.

第10の観点X線断層撮像装置において、射影処理部は、時系列N−1次元画像をN次元画像上のある限られたCT値の範囲に対して、時間方向の射影処理を行う。
ある時間範囲の変化をN−1次元空間で連続領域にすることができる。
In a tenth aspect of the X-ray tomographic imaging apparatus, the projection processing unit performs a time-direction projection process on a time-series N-1D image and a limited range of CT values on the ND image.
A change in a time range can be made a continuous region in the N-1 dimensional space.

第11の観点のX線断層撮像装置は、射影処理部が、時系列に並んだN−1次元画像N次元画像として、時間方向に再投影処理又は時間方向にMIP処理を行う。
第11の観点におけるX線断層撮像装置は、時間軸方向に再投影処理を行うことで、断層像のCT値の時間的変化をS/N良くN−1次元表示できる。時間軸方向に射影して縮退する際に再投影処理を行うことで、各時刻の情報が均等な重みで縮退され、CT値の高い領域又は造影剤又は動く物体の軌跡を正しく表示することができる。特にX線CT装置の断層像においては、X線線量に応じたX線量子雑音(ノイズ)が存在している。時間軸方向の再投影処理により、時間軸方向に連続断層像であるN−1次元画像の各画素が加算されるため、各画素のS/Nは良くなる。また、時間軸方向にMIP処理を行うことで、時間的変化をコントラスト良くN−1次元表示できる。
In the X-ray tomographic imaging apparatus according to the eleventh aspect, the projection processing unit performs reprojection processing in the time direction or MIP processing in the time direction as an N-1D image N-dimensional image arranged in time series.
The X-ray tomographic imaging apparatus according to the eleventh aspect can display the temporal change of the CT value of the tomographic image in an N−1-dimensional manner with good S / N by performing reprojection processing in the time axis direction. By performing reprojection processing when projecting in the time axis direction and degenerating, the information at each time is degenerated with an equal weight, and the region with a high CT value or the trajectory of the contrast agent or moving object can be correctly displayed. it can. In particular, X-ray quantum noise (noise) corresponding to the X-ray dose exists in the tomographic image of the X-ray CT apparatus. By the reprojection processing in the time axis direction, each pixel of the N−1-dimensional image that is a continuous tomographic image is added in the time axis direction, so that the S / N of each pixel is improved. In addition, by performing MIP processing in the time axis direction, temporal changes can be displayed in N-1D with good contrast.

第12の観点では、射影処理部は、時刻ごとに色を変えた再投影処理又はMIP処理を行うことを特徴とする請求項7に記載のN次元画像表示装置。
第12の観点におけるX線断層撮像装置においては、時間軸方向に射影して縮退する際に各時刻のN−1次元画像の色を変えることにより、時間軸方向に再投影処理すると、色の変化がCT値の高い領域又は造影剤又は物体の動きの変化となる。各時刻のN−1次元画像の色を変えて、時間軸方向に画像加算を行って再投影処理を行うと、各時刻のN−1次元画像が重なり合っていると、各時刻のN−1次元画像の色が混ざり合い、その中間色も表示されて来る。この中間色も含めた微妙な色の変化具合から各時刻における造影剤の動きも詳細に認識できる。時間軸方向に画像加算を行ってMIP処理を行うと、各時刻のN−1次元画像の色を変えて時間軸方向に最大値射影を行い、時間軸方向に縮退させると、特に造影剤の最大値が優先的に表示されるので、造影剤のピークである最大値の動きをより認識しやすくなる。
In the twelfth aspect, the projection processing unit performs reprojection processing or MIP processing in which a color is changed at each time, and the N-dimensional image display device according to claim 7.
In the X-ray tomographic imaging apparatus according to the twelfth aspect, when reprojecting in the time axis direction by changing the color of the N-1D image at each time when projecting in the time axis direction and degenerating, The change is a region having a high CT value or a change in the movement of a contrast medium or an object. When the color of the N-1D image at each time is changed, the image addition is performed in the time axis direction, and the reprojection process is performed, if the N-1D images at each time overlap, the N-1 at each time The color of the dimensional image is mixed and the intermediate color is also displayed. The movement of the contrast agent at each time can be recognized in detail from the subtle color change including the intermediate color. When MIP processing is performed by performing image addition in the time axis direction, the maximum value projection is performed in the time axis direction by changing the color of the N-1D image at each time, and when the degeneration in the time axis direction is performed, in particular, the contrast agent Since the maximum value is displayed preferentially, it becomes easier to recognize the movement of the maximum value that is the peak of the contrast agent.

第13の観点の画像入力部は、N次元画像の中で所定領域のCT値の時間的変化を考慮して、X線投影データを収集するスキャンの間隔を決める。
N次元画像を時間軸方向に射影してN−1次元データに縮退させて、連続なN−1次元領域にする際には、時系列N−1次元画像の時間軸方向のサンプリング間隔が充分に密な間隔である必要がある。このため、ある所定領域の時間的変化に合った時系列N−1次元画像の時間軸方向のサンプリング間隔が必要となる。この時間軸方向のサンプリング間隔を充分考慮することで、所定範囲あるCT値は時間軸方向の射影で連続なN−1次元領域にすることができる。一度、X線投影データを撮影した後は、時間軸方向の各時刻におけるN−1次元画像のサンプリング間隔は短くすることは可能である。
An image input unit according to a thirteenth aspect determines a scan interval for collecting X-ray projection data in consideration of temporal changes in CT values of a predetermined region in an N-dimensional image.
When projecting an N-dimensional image in the time axis direction and reducing it to N-1 dimensional data to form a continuous N-1 dimensional region, the sampling interval in the time axis direction of the time-series N-1 dimensional image is sufficient. Need to be closely spaced. For this reason, the sampling interval of the time-axis direction of the time-sequential N-1 dimensional image suitable for the time change of a predetermined area is needed. By sufficiently considering the sampling interval in the time axis direction, a predetermined range of CT values can be made into a continuous N-1 dimensional region by projection in the time axis direction. Once the X-ray projection data is captured, the sampling interval of the N-1D image at each time in the time axis direction can be shortened.

第14の観点のX線断層撮像装置において、射影処理部は時間軸方向の適応型再投影処理である。   In the X-ray tomographic imaging apparatus according to the fourteenth aspect, the projection processing unit is adaptive reprojection processing in the time axis direction.

第15の観点のX線断層撮像装置において、射影処理部は時間軸方向の適応型MIP処理である。   In the X-ray tomographic imaging apparatus according to the fifteenth aspect, the projection processing unit is adaptive MIP processing in the time axis direction.

第16の観点のX線断層撮像装置は、あるCT値の範囲の領域の時間的変化を考慮して、各断層像の時系列間隔を決めて画像再構成を行う画像再構成手段を含む。   An X-ray tomographic imaging apparatus according to a sixteenth aspect includes image reconstruction means for determining a time series interval of each tomographic image and performing image reconstruction in consideration of temporal changes in a region of a certain CT value range.

第17の観点のX線断層撮像装置は、あるCT値の範囲の領域の時間的変化及びその領域の広がった大きさを考慮して、各断層像の時系列間隔を決めて画像再構成を行う画像再構成手段を含む。   The X-ray tomographic imaging apparatus according to the seventeenth aspect determines the time series interval of each tomographic image in consideration of the temporal change of the region of a certain CT value range and the expanded size of the region, and performs image reconstruction. Image reconstruction means to perform.

本発明の効果としては、時系列三次元画像である四次元画像に対して、所定領域に対して、時間軸方向の射影処理を行い、三次元画像に変換して三次元画像の表示を行い、ある画素値の範囲の領域の時間的変化を表示できる効果がある。
また、本発明の別の効果としては、X線CT装置において時系列三次元画像である四次元画像に対して、あるCT値の範囲の領域に対して、時間軸方向の射影処理を行い、三次元画像に変換して、三次元画像表示であるCT値の範囲の領域の時間的変化を表示できる効果がある。
As an effect of the present invention, a four-dimensional image that is a time-series three-dimensional image is subjected to projection processing in a time axis direction for a predetermined area, converted into a three-dimensional image, and displayed as a three-dimensional image. There is an effect that it is possible to display a temporal change in a region of a certain pixel value range.
In addition, as another effect of the present invention, a projection process in the time axis direction is performed on a region of a certain CT value range for a four-dimensional image that is a time-series three-dimensional image in an X-ray CT apparatus, There is an effect that it is possible to display a temporal change in the region of the CT value range which is a three-dimensional image display by converting into a three-dimensional image.

<X線CT装置の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置100の構成ブロック図である。このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
<Overall configuration of X-ray CT apparatus>
FIG. 1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry 20.

操作コンソール1は、操作者の入力を受け付けるキーボード又はマウスなどの入力装置2と、前処理、画像再構成処理、後処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で収集したX線検出器データを収集する画像入力部5(データ収集バッファ)とを具備している。さらに、操作コンソール1は、X線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ6と、プログラムやX線検出器データや投影データやX線断層像を記憶する記憶装置7とを具備している。記憶装置7は時刻ごとの断層像を記憶する。また、撮影条件の入力はこの入力装置2から入力され、記憶装置7に記憶される。撮影テーブル10は、被検体を乗せて走査ガントリ20の開口部に出し入れするクレードル12を具備している。クレードル12は撮影テーブル10に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。   The operation console 1 includes an input device 2 such as a keyboard or a mouse that receives input from the operator, a central processing unit 3 that executes preprocessing, image reconstruction processing, postprocessing, and the like, and X-ray detection collected by the scanning gantry 20 And an image input unit 5 (data collection buffer) for collecting instrument data. Further, the operation console 1 includes a monitor 6 that displays a tomographic image reconstructed from projection data obtained by preprocessing X-ray detector data, a program, X-ray detector data, projection data, and X-ray tomography. And a storage device 7 for storing an image. The storage device 7 stores a tomographic image for each time. The photographing condition is input from the input device 2 and stored in the storage device 7. The imaging table 10 includes a cradle 12 on which a subject is placed and taken in and out of the opening of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and linearly moved by the motor built in the imaging table 10.

走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、ビーム形成X線フィルタ28と、多列X線検出器24と、データ収集装置(DAS:Data Acquisition System)25とを具備している。さらに、走査ガントリ20は、被検体の体軸の回りに回転しているX線管21などを制御する回転部コントローラ26と、制御信号などを操作コンソール1や撮影テーブル10とやり取りする制御コントローラ29とを具備している。ビーム形成X線フィルタ28は撮影中心である回転中心に向かうX線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、X線をより吸収できるようになっているX線フィルタである。このため、円形又は楕円形に近い断面形状の被検体の体表面の被曝を少なくできるようになっている。   The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an X-ray controller 22, a collimator 23, a beam forming X-ray filter 28, a multi-row X-ray detector 24, and a data acquisition device (DAS: Data Acquisition System) 25. It has. Further, the scanning gantry 20 includes a rotating unit controller 26 that controls the X-ray tube 21 rotating around the body axis of the subject, and a control controller 29 that exchanges control signals and the like with the operation console 1 and the imaging table 10. It is equipped with. The beam forming X-ray filter 28 has the thinnest filter thickness in the X-ray direction toward the center of rotation, which is the imaging center, and the filter thickness increases toward the periphery so that X-rays can be absorbed more. X-ray filter. For this reason, exposure of the body surface of the subject having a cross-sectional shape close to a circle or an ellipse can be reduced.

中央処理装置3は、前処理部31、ビームハードニング処理部33、画像再構成部34および、射影処理部35を有している。
前処理部31は、データ収集装置25で収集された生データに対して、オフセット補正、対数変換、X線線量補正及びチャネル間感度補正から構成される前処理を実行する。
The central processing unit 3 includes a preprocessing unit 31, a beam hardening processing unit 33, an image reconstruction unit 34, and a projection processing unit 35.
The preprocessing unit 31 performs preprocessing including offset correction, logarithmic conversion, X-ray dose correction, and interchannel sensitivity correction on the raw data collected by the data collection device 25.

ビームハードニング処理部33は、投影データのビームハードニングを補正処理する。ビームハードニングとは、同一材質でも透過厚さによりX線吸収が変化し、断層像上のCT値(輝度)が変わってしまう現象で、特に被検体を透過した放射線のエネルギー分布が高エネルギー側に偏ることをいう。このため、投影データの列方向、チャネル方向に対して、ビームハードニングを補正する。   The beam hardening processing unit 33 corrects the beam hardening of the projection data. Beam hardening is a phenomenon in which the X-ray absorption changes depending on the transmission thickness even if the same material is used, and the CT value (luminance) on the tomographic image changes. In particular, the energy distribution of the radiation that has passed through the subject is on the high energy side. It is biased to. For this reason, beam hardening is corrected with respect to the column direction and the channel direction of the projection data.

画像再構成部34は、前処理部31で前処理されたX線投影データを受け、そのX線投影データに基づいて画像を再構成する。X線投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier
Transform)がなされて、それに再構成関数Kernel(j)を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、画像再構成部34は、再構成関数Kernel(j)を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体HBの体軸方向(Z方向)ごとに断層像(xy平面)を求める。画像再構成部34は、この断層像を記憶装置7に記憶させる。
射影処理部35は、記憶装置7に記憶された投影データ、断層像又は三次元もしくは四次元画像から、時間方向に三次元再投影処理又は時間方向に三次元MIP処理を行う。
The image reconstruction unit 34 receives the X-ray projection data preprocessed by the preprocessing unit 31, and reconstructs an image based on the X-ray projection data. X-ray projection data is converted into a frequency domain by a fast Fourier transform (FFT).
Transform) is performed, the reconstruction function Kernel (j) is superimposed on it, and inverse Fourier transform is performed. Then, the image reconstruction unit 34 performs a three-dimensional backprojection process on the projection data on which the reconstruction function Kernel (j) is superimposed, and obtains a tomographic image (for each body axis direction (Z direction) of the subject HB). xy plane). The image reconstruction unit 34 stores this tomographic image in the storage device 7.
The projection processing unit 35 performs three-dimensional reprojection processing in the time direction or three-dimensional MIP processing in the time direction from the projection data, tomographic image, or three-dimensional or four-dimensional image stored in the storage device 7.

<X線CT装置の動作フローチャート>
図2は、本実施形態のX線CT装置についての動作の概要を示すフローチャートである。ステップP1では、被検体をクレードル12に乗せ、位置合わせを行う。ここでは、クレードル12の上に乗せられた被検体は各部位の基準点に走査ガントリ20のスライスライト中心位置を合わせる。そして、スカウト像(スキャノ像、X線透視像ともいう。)収集を行う。スカウト像撮影では、X線管21と多列X線検出器24とを固定させ、クレードル12を直線移動させながらX線検出器データのデータ収集動作を行う。ここでは、スカウト像は通常0度,90度のビュー角度位置で撮影される。なお、部位によっては例えば頭部のように、90度スカウト像のみの場合であってもよい。図2中の右側は、0度で胸部付近のを撮影したスカウト像41の例である。このスカウト像41上から断層像の撮影位置を計画できる。
<Operation flowchart of X-ray CT apparatus>
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the operation of the X-ray CT apparatus of the present embodiment. In step P1, the subject is placed on the cradle 12 and aligned. Here, the subject placed on the cradle 12 aligns the slice light center position of the scanning gantry 20 with the reference point of each part. Then, a scout image (also called a scanogram or an X-ray fluoroscopic image) is collected. In scout imaging, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are fixed, and the data collection operation of X-ray detector data is performed while the cradle 12 is moved linearly. Here, the scout image is usually photographed at view angle positions of 0 degrees and 90 degrees. Depending on the part, for example, the head may be a 90-degree scout image only. The right side in FIG. 2 is an example of a scout image 41 obtained by photographing the vicinity of the chest at 0 degrees. From this scout image 41, it is possible to plan a tomographic image capturing position.

ステップP2では、スカウト像41上に撮影する断層像の位置、大きさを表示させながら撮影条件設定を行う。スカウト像41中に示した点線は、断層像画像の位置である。本実施形態では、アキシャルスキャン、シネスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンなどの複数のスキャンパターンを有している。コンベンショナルスキャンとは、クレードル12をz軸方向に所定の間隔で移動するごとにX線管21および多列X線検出器24を回転させてX線投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、X線管21と多列X線検出器24からなるX線データ収集系が回転しながらクレードル12を一定速度で移動させ、X線投影データを収集する撮影方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にX線管21および多列X線検出器24からなるX線データ収集系を回転させながらクレードル12の速度を可変させてX線投影データを収集する撮影方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にX線管21および多列X線検出器24からなるX線データ収集系を回転させながらクレードル12を加速・減速させて、z軸の正方向又はz軸の負方向に往復移動させてX線投影データを収集するスキャン方法である。これらの複数の撮影を設定すると、各々の撮影のX線線量情報の表示を行う。   In step P2, the photographing condition is set while displaying the position and size of the tomographic image to be photographed on the scout image 41. The dotted line shown in the scout image 41 is the position of the tomographic image. In the present embodiment, a plurality of scan patterns such as an axial scan, a cine scan, a helical scan, a variable pitch helical scan, and a helical shuttle scan are provided. The conventional scan is a scan method in which the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are rotated to acquire X-ray projection data every time the cradle 12 is moved at a predetermined interval in the z-axis direction. The helical scan is an imaging method for collecting X-ray projection data by moving the cradle 12 at a constant speed while an X-ray data collection system including the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 rotates. The variable pitch helical scan collects X-ray projection data by changing the speed of the cradle 12 while rotating the X-ray data acquisition system including the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 as in the helical scan. It is a shooting method. In the helical shuttle scan, the cradle 12 is accelerated and decelerated while rotating the X-ray data acquisition system including the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 as in the helical scan, and the positive direction of the z axis or z This is a scanning method for collecting X-ray projection data by reciprocating in the negative direction of the axis. When these plural imagings are set, the X-ray dose information of each imaging is displayed.

断層像の撮影条件設定においては、X線CT装置100の自動露出機構を用いることにより、被検体の被曝を最適化することもできる。また、この断層像撮影条件設定において、被検体HBの体軸方向(Z方向)の範囲、および撮影時間を設定する。つまり、異なる時刻の断層像を確認するための設定を行う。   In setting the tomographic image capturing conditions, the exposure of the subject can be optimized by using the automatic exposure mechanism of the X-ray CT apparatus 100. Further, in this tomographic imaging condition setting, the range of the subject HB in the body axis direction (Z direction) and the imaging time are set. That is, settings for confirming tomographic images at different times are performed.

ステップP3ないしステップP9では、断層像撮影を行う。ステップP3において、X線データ収集を行う。ここでヘリカルスキャン又は可変ピッチヘリカルスキャン又はヘリカルシャトルスキャンによってデータ収集を行う場合には、X線管21と多列X線検出器24とを被検体の回りに回転させ、かつ、撮影テーブル10上のクレードル12を直線移動させながら、X線データ収集動作を行う。そして、ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされるX線検出器データD0(view,j,i)(j=1〜ROW,i=1〜CH)にz方向座標位置Ztable(view)を付加させる。このようにヘリカルスキャン又は可変ピッチヘリカルスキャン又はヘリカルシャトルスキャンにおいては、X線投影データとともに、各ビューのz方向座標位置情報のデータ収集も行う。このz方向座標位置はX線投影データ(X線検出器データ)に付加させても良いし、また別ファイルとしてX線投影データと関連付けて用いても良い。ヘリカルシャトルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン時にX線投影データを三次元画像再構成する場合に、このz方向座標位置の情報を用いることが好ましい。また、ヘリカルスキャン又はコンベンショナルスキャン又はシネスキャン時に用いることにより、画像再構成された断層像の精度改善、画質改善を実現することもできる。   In step P3 to step P9, tomographic imaging is performed. In step P3, X-ray data collection is performed. Here, in the case of collecting data by helical scan, variable pitch helical scan, or helical shuttle scan, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are rotated around the subject, and on the imaging table 10. The X-ray data collection operation is performed while moving the cradle 12 in a straight line. Then, the X-ray detector data D0 (view, j, i) (j = 1 to ROW, i = 1 to CH) represented by the view angle view, the detector row number j, and the channel number i is z-direction. A coordinate position Ztable (view) is added. As described above, in the helical scan, the variable pitch helical scan, or the helical shuttle scan, the data of the z-direction coordinate position information of each view is also collected together with the X-ray projection data. This z-direction coordinate position may be added to the X-ray projection data (X-ray detector data), or may be used in association with the X-ray projection data as a separate file. When reconstructing a three-dimensional image of X-ray projection data at the time of helical shuttle scan or variable pitch helical scan, it is preferable to use this z-direction coordinate position information. Further, by using the helical scan, the conventional scan, or the cine scan, it is possible to improve the accuracy and the image quality of the tomographic image reconstructed.

このz方向座標位置は撮影テーブル10のクレードル12の位置制御データを用いても良いし、撮影条件設定時に設定された撮影動作から予測される各時刻におけるz方向座標位置を用いることもできる。また、コンベンショナルスキャン又はシネスキャンによってX線データ収集を行う場合には、撮影テーブル10上のクレードル12を、あるz方向位置に固定させたまま、X線データ収集系を1回転又は複数回転させてX線データ収集を行う。そして、必要に応じて、次のz方向位置に移動した後に、再度X線データ収集系を1回転又は複数回転させてX線データ収集を行う。   As the z-direction coordinate position, the position control data of the cradle 12 of the imaging table 10 may be used, or the z-direction coordinate position predicted at each time predicted from the imaging operation set when the imaging condition is set. When X-ray data acquisition is performed by conventional scan or cine scan, the X-ray data acquisition system is rotated once or a plurality of times while the cradle 12 on the imaging table 10 is fixed at a certain z-direction position. Collect X-ray data. Then, if necessary, after moving to the next position in the z direction, the X-ray data acquisition system is again rotated once or a plurality of times to acquire X-ray data.

ステップP4では、前処理部31が前処理を行う。ここでは、X線検出器データD0(view,j,i)に対して前処理を行い、投影データに変換する。具体的には、オフセット補正を行い、対数変換を行い、X線線量補正を行い、そして感度補正を行う。
ステップP5では、ビームハードニング処理部33がビームハードニング補正を行う。ここでは、前処理された投影データD1 (view,j,i)に対して、ビームハードニング補正を行う。この時、検出器の各j列に独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件で各X線データ収集系の管電圧が異なっていれば、列ごとの検出器のX線エネルギー特性の違いを補正できる。
In step P4, the preprocessing unit 31 performs preprocessing. Here, pre-processing is performed on the X-ray detector data D0 (view, j, i) to convert it into projection data. Specifically, offset correction is performed, logarithmic conversion is performed, X-ray dose correction is performed, and sensitivity correction is performed.
In step P5, the beam hardening processing unit 33 performs beam hardening correction. Here, beam hardening correction is performed on the preprocessed projection data D1 (view, j, i). At this time, since independent beam hardening correction can be performed for each j column of the detector, if the tube voltage of each X-ray data acquisition system differs depending on the imaging conditions, the X-ray energy characteristic of the detector for each column Differences can be corrected.

ステップP6では、画像再構成部34がzフィルタ重畳処理を行う。ここでは、ビームハードニング補正された投影データD11(view,j,i)に対して、z方向(列方向)のフィルタをかけるzフィルタ重畳処理を行う。すなわち、各ビュー角度、各X線データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列X線検出器D11(view,j,i) (i=1〜CH, j=1〜ROW)の投影データに対し、列方向に例えば列方向フィルタサイズが5列のフィルタをかける。   In step P6, the image reconstruction unit 34 performs z filter convolution processing. Here, a z-filter convolution process for applying a filter in the z direction (column direction) is performed on the projection data D11 (view, j, i) subjected to beam hardening correction. That is, the multi-row X-ray detector D11 (view, j, i) (i = 1 to CH, j = 1 to ROW) subjected to beam hardening correction after pre-processing in each view angle and each X-ray data acquisition system. For example, a filter with a column direction filter size of 5 columns is applied in the column direction.

ステップP7では、画像再構成部34が再構成関数重畳処理を行う。すなわち、X線投影データを周波数領域に変換するフーリエ変換(Fourier Transform)を行い、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。   In step P7, the image reconstruction unit 34 performs reconstruction function superimposition processing. That is, the Fourier transform (Fourier Transform) for transforming the X-ray projection data into the frequency domain is performed, the reconstruction function is multiplied, and the inverse Fourier transform is performed.

ステップP8では、画像再構成部34が三次元逆投影処理を行う。ここでは、再構成関数重畳処理した投影データD13(view,j,i)に対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データD3(x,y,z)を求める。画像再構成される画像はz軸に垂直な面である。xy平面に三次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。   In step P8, the image reconstruction unit 34 performs a three-dimensional backprojection process. Here, three-dimensional backprojection processing is performed on the projection data D13 (view, j, i) subjected to reconstruction function superimposition processing to obtain backprojection data D3 (x, y, z). The image to be reconstructed is a plane perpendicular to the z axis. A three-dimensional image is reconstructed on the xy plane. The following reconstruction area P is assumed to be parallel to the xy plane.

ステップP9では、画像再構成部34が後処理を行う。逆投影データD3(x,y,z)に対して画像フィルタ重畳、CT値変換などの後処理を行い、断層像G(x,y,z)を得る。この後処理の画像フィルタ重畳処理では、三次元逆投影後の断層像をG(x,y,z)とし、画像フィルタ重畳後のデータを得る。この断層像の画像再構成をz方向に連続した断層像に繰り返し行うことによって、z方向に連続な断層像としての三次元画像が得られる。   In step P9, the image reconstruction unit 34 performs post-processing. Post-processing such as image filter superimposition and CT value conversion is performed on the backprojection data D3 (x, y, z) to obtain a tomographic image G (x, y, z). In this post-processing image filter convolution process, the tomographic image after three-dimensional backprojection is set to G (x, y, z), and data after image filter convolution is obtained. By repeating this tomographic image reconstruction on a tomographic image continuous in the z direction, a three-dimensional image as a tomographic image continuous in the z direction is obtained.

ステップP10では、射影処理部35は時系列三次元画像の時間軸方向の射影処理を行う。この時系列三次元画像については後述する。
ステップP11では、モニタ6は三次元画像表示を行う。ここでは、z方向に連続に撮影された断層像を、時系列に並んだ四次元MIP(Maximum Intensity Projection)画像のうちある時点の三次元MIP画像43を示す。その他各種の画像表示方法があるが、操作者は、診断用途より、適宜画像表示方法を使い分けて利用する。
In step P10, the projection processing unit 35 performs a projection process in the time axis direction of the time-series three-dimensional image. This time-series three-dimensional image will be described later.
In step P11, the monitor 6 displays a three-dimensional image. Here, a three-dimensional MIP image 43 at a certain point in time among four-dimensional MIP (Maximum Intensity Projection) images arranged in time series from tomographic images continuously taken in the z direction is shown. Although there are various other image display methods, the operator uses different image display methods appropriately for diagnosis purposes.

<時系列の断層像>
ステップP9までに得られた時系列なシネスキャンおよびヘリカルスキャンの画像を図3(a),図3(b)に示す。図3(a)は、シネスキャンの各時系列断層像を示す図であり、(b)は、ヘリカルスキャンの各時系列断層像を示す図である。
<Time series of tomographic images>
3A and 3B show time-series cine scan and helical scan images obtained up to step P9. FIG. 3A is a diagram showing time series tomographic images of cine scan, and FIG. 3B is a diagram showing time series tomographic images of helical scan.

図3(a)に示すシネスキャンの時系列断層像は、z方向にX線ビームの照射されている多列X線検出器24のz方向座標範囲[z1,zN]分の断層像が時間方向に[t,tn+2]の範囲で得られたものである。
図3(a)のシネスキャンでは、あるz方向座標位置で複数回転のデータ収集を行い、以下のような時系列三次元画像が得られる。但し、図3(a)では、時刻tの断層像から時刻tn+2の断層像がずれて描いてあるが、これは理解を助けるものであって実際は時刻の異なる断層像は重なっている。
時刻tの断層像Gc(t,z1),Gc(t,z2),…Gc(t,zN−1),Gc(t,zN),
時刻tn+1の断層像Gc(tn+1,z1),Gc(tn+1,z2),…Gc(tn+1,zN−1),Gc(tn+1,zN),
時刻tn+2の断層像Gc(tn+2,z1),Gc(tn+2,z2),…Gc(tn+2,zN−1),Gc(tn+2,zN)
In the cine scan time-series tomographic image shown in FIG. 3A, the tomographic image corresponding to the z-direction coordinate range [z1, zN] of the multi-row X-ray detector 24 irradiated with the X-ray beam in the z direction is the time. It is obtained in the range of [t n , t n + 2 ] in the direction.
In the cine scan of FIG. 3A, data of a plurality of rotations are collected at a certain coordinate position in the z direction, and the following time series three-dimensional image is obtained. However, in FIG. 3 (a), a tomographic image from the tomographic image at time t n + 2 at time t n is is drawn offset, which is actually tomograms time different be those aid understanding overlaps.
Tomographic image Gc of time t n (t n, z1) , Gc (t n, z2), ... Gc (t n, zN-1), Gc (t n, zN),
Time t n + 1 of tomographic image Gc (t n + 1, z1 ), Gc (t n + 1, z2), ... Gc (t n + 1, zN-1), Gc (t n + 1, zN),
Time t n + 2 of the tomographic image Gc (t n + 2, z1 ), Gc (t n + 2, z2), ... Gc (t n + 2, zN-1), Gc (t n + 2, zN)

図3(a)に示すように、ある時間間隔tn−1≦tn≦tn+1の間において共通な三次元領域g(x,y,z,t)が存在する。つまり、この共通な三次元領域が時系列に三次元画像が変化して行く領域となる。   As shown in FIG. 3A, there is a common three-dimensional region g (x, y, z, t) during a certain time interval tn−1 ≦ tn ≦ tn + 1. That is, this common three-dimensional region is a region in which the three-dimensional image changes in time series.

また、多列X線検出器24を用いたX線CT装置100では、ヘリカルスキャンにおいて三次元画像再構成を行うことにより、1枚のGh(t,z)の断層像だけでなく、複数のN枚の断層像Gh(t,z1),Gh(t,z2),…Gh(t,zN−1),Gh(t,zN)を得ることもできる。図3(b)は、低ヘリカルピッチ(例えばヘリカルピッチ0.2)の場合を示している。この場合、Gh(ti,zj)とGh(tk,zl)とが重なるように画像再構成もできる。つまり、時刻の異なる断層像であってもz座標が同じ位置の複数の断層像が画像再構成できる。 In the X-ray CT apparatus 100 using the multi-row X-ray detector 24, not only one Gh (t n , z) tomographic image but also a plurality of tomographic images are obtained by performing three-dimensional image reconstruction in the helical scan. N tomographic images Gh (t n , z1), Gh (t n , z2),... Gh (t n , zN−1), Gh (t n , zN) can also be obtained. FIG. 3B shows a case of a low helical pitch (for example, a helical pitch of 0.2). In this case, image reconstruction can be performed so that Gh (ti, zj) and Gh (tk, zl) overlap. That is, a plurality of tomographic images having the same z coordinate can be reconstructed even if the tomographic images have different times.

図3(b)に示すヘリカルスキャンの時系列断層像では、
時刻tにおいてはz方向座標範囲[z1,zN]の断層像が得られ、
時刻tn+1においてはz方向座標範囲[zn+11,zn+1N]の断層像が得られ、
時刻tn+2においてはz方向座標範囲[zn+21,zn+2N]の断層像が得られている。
In the time-series tomographic image of the helical scan shown in FIG.
At time t n , a tomographic image in the z-direction coordinate range [z n 1, z n N] is obtained,
At time t n + 1 , a tomographic image in the z-direction coordinate range [z n + 1 1, z n + 1 N] is obtained,
At time t n + 2 , a tomographic image in the z-direction coordinate range [z n + 2 1, z n + 2 N] is obtained.

時刻tの断層像Gc(t,z1),Gc(t,z2),…Gc(t,zN−1),Gc(t,zN)をz方向に組み合わせると、ある時刻の三次元画像Cine 3D(t)が得られる。したがって、時系列に[t,tn+m]までの範囲の三次元画像を抽出すると、時系列三次元画像となる。また、あるz方向位置の断層像の時間的変化を得るには、Gc(t,zi),Gc(tn+1,zi),Gc(tn+2,zi),…Gc(tn+m,zi)と選択する。すると時系列断層像が得られる。 Tomographic image Gc at time t n (t n, z1) , Gc (t n, z2), ... Gc (t n, zN-1), Gc (t n, zN) to combine in the z-direction, at a certain time A three-dimensional image Cine 3D (t) is obtained. Therefore, when a three-dimensional image in the range up to [t n , t n + m ] is extracted in time series, a time series three-dimensional image is obtained. In addition, in order to obtain a temporal change in a tomographic image at a certain z-direction position, Gc (t n , zi), Gc (t n + 1 , zi), Gc (t n + 2 , zi),... Gc (t n + m , zi) Select. Then, a time-series tomogram is obtained.

図3(b)において、スキャンピッチが隣り合う断層像と時系列に重なる場合、つまり、z11=z1,z12=z21=z2,z13=z22=z31=z3、のような関係がある場合には、図3(b)のヘリカルスキャンは、以下のようになる。
時刻tの断層像Gh(t,z1),Gh(t,z2),…Gh(t,zN−1),Gh(t,zN),
時刻tn+1の断層像Gh(tn+1,z2),Gh(tn+1,z3),…Gh(tn+1,zN),Gh(tn+1,zN+1),
時刻tn+2の断層像Gh(tn+2,z3),Gh(tn+2,z4),…Gh(tn+2,z
N+1),Gh(tn+2,z N+2)
時刻tn+mの断層像Gh(tn+m,zm),Gh(tn+m,zm+1),…Gh(tn+m,z
N+m−2),Gh(tn+m,z N+m−1)
In FIG. 3B, when the scan pitch overlaps with adjacent tomographic images in time series, that is, when there is a relationship such as z11 = z1, z12 = z21 = z2, z13 = z22 = z31 = z3. The helical scan in FIG. 3B is as follows.
Tomographic image Gh of time t n (t n, z1) , Gh (t n, z2), ... Gh (t n, zN-1), Gh (t n, zN),
Time t n + 1 of tomographic image Gh (t n + 1, z2 ), Gh (t n + 1, z3), ... Gh (t n + 1, zN), Gh (t n + 1, zN + 1),
Time t n + 2 of the tomographic image Gh (t n + 2, z3 ), Gh (t n + 2, z4), ... Gh (t n + 2, z
N + 1), Gh (t n + 2 , z N + 2)
Tomogram Gh time t n + m (t n + m, zm), Gh (t n + m, zm + 1), ... Gh (t n + m, z
N + m−2), Gh (t n + m , z N + m−1)

あるz方向位置の断層像の時系列変化は、z方向座標が同じ位置のGh(t,zN),Gh(tn+1,zN),Gh(tn+2,zN),…と選択することにより得ることができる。
また、M<Nとし、断層像Gh(t,zM),Gh(t,zM+1),…Gh(t,zN)をz方向に組み合わせると、z方向座標でzMからzNまでの範囲の三次元画像Helical 3D(t)を得ることができ、時刻t1からtMの範囲の時系列三次元画像を得ることができる。
Gh(t1,zM),Gh(t1,zM+1),…Gh(t1,zN),
Gh(t2,zM),Gh(t2,zM+1),…Gh(t2,zN),
……
Gh(tM,zM),Gh(tM,zM+1),…Gh(tM,zN)
A time-series change of a tomographic image at a certain z-direction position is selected by selecting Gh (t n , zN), Gh (t n + 1 , zN), Gh (t n + 2 , zN),. Obtainable.
When M <N and tomographic images Gh (t, zM), Gh (t, zM + 1),... Gh (t, zN) are combined in the z direction, a three-dimensional range from zM to zN in the z direction coordinates. An image Helical 3D (t) can be obtained, and a time-series three-dimensional image in the range from time t1 to tM can be obtained.
Gh (t1, zM), Gh (t1, zM + 1),... Gh (t1, zN),
Gh (t2, zM), Gh (t2, zM + 1), ... Gh (t2, zN),
......
Gh (tM, zM), Gh (tM, zM + 1), ... Gh (tM, zN)

ヘリカルピッチを1よりも小さくすると、図3(b)のように各時刻におけるz方向に取れる断層像の範囲において、オーバーラップする範囲が大きくなり、ある時間間隔tn−1≦tn≦tn+1の間において共通な三次元領域g(x,y,z,t)が存在する。つまり、この共通な三次元領域が時系列に三次元画像が変化する領域となる。なお、ヘリカルピッチが0の場合は、シネスキャン相当する。   When the helical pitch is made smaller than 1, the overlapping range becomes large in the range of tomographic images taken in the z direction at each time as shown in FIG. 3B, and between certain time intervals tn−1 ≦ tn ≦ tn + 1. There is a common three-dimensional region g (x, y, z, t) in FIG. That is, this common three-dimensional region is a region where the three-dimensional image changes in time series. When the helical pitch is 0, it corresponds to a cine scan.

上述したシネスキャン、ヘリカルスキャンの他にも時間方向に連続して同一z方向範囲のz方向連続断層像が撮影できるアキシャルシャトルスキャンとヘリカルシャトルスキャンがある。アキシャルシャトルスキャンの動作を図4に、ヘリカルシャトルスキャンの動作を図5に示す。図4および図5の左側の斜線領域は、投影データDwo取得している期間を示している。   In addition to the cine scan and the helical scan described above, there are an axial shuttle scan and a helical shuttle scan that can continuously capture z-direction tomographic images in the same z-direction range in the time direction. FIG. 4 shows the operation of the axial shuttle scan, and FIG. 5 shows the operation of the helical shuttle scan. The hatched area on the left side of FIGS. 4 and 5 indicates the period during which the projection data Dwo is acquired.

図4に示すアキシャルシャトルスキャンにおいては、撮影テーブル10のクレードル12を動かしてz方向座標位置z0,z1においてアキシャルスキャンを交互に連続して撮影を行う。なお、この時の断層像はz方向に連続した間隔で撮影できるようにする。z方向座標位置z0におけるアキシャルスキャンの断層像をGz0(1),Gz0(2),…Gz0(N)、z方向座標位置z1におけるアキシャルスキャンの断層像をGz1(1),Gz1(2),…Gz1(N)とする。ただしNは、アキシャルスキャンにおいて1回転で撮影する撮影スライス数とする。この時に、各々のz方向座標位置の各アキシャルスキャンの断層像の間隔を(数式1)のように、Δzとする。   In the axial shuttle scan shown in FIG. 4, the cradle 12 of the imaging table 10 is moved, and the axial scan is alternately and continuously performed at the z-direction coordinate positions z0 and z1. It should be noted that the tomographic images at this time can be taken at continuous intervals in the z direction. Gz0 (1), Gz0 (2),... Gz0 (N) are axial scan tomograms at the z-direction coordinate position z0, and Gz1 (1), Gz1 (2), Gz0 (N) are axial scan tomograms at the z-direction coordinate position z1. ... Gz1 (N). However, N is the number of slices to be shot in one rotation in the axial scan. At this time, the interval between the tomographic images of the respective axial scans at the respective coordinate positions in the z direction is set to Δz as shown in (Formula 1).

ただし、zo(i)は断層像Gz0(i)のz方向座標位置、z1(i)は断層像Gz1(i)のz方向座標位置とし、i=1,…N−1とするとして、z0(N)−z1(1)=Δz のようになるようにz方向座標位置z0,z1を定める。
…(数式1)
However, zo (i) is the z-direction coordinate position of the tomographic image Gz0 (i), z1 (i) is the z-direction coordinate position of the tomographic image Gz1 (i), and i = 0,. The z-direction coordinate positions z0 and z1 are determined so that (N) −z1 (1) = Δz.
... (Formula 1)

このようにして、交互にz方向座標位置z0,z1の撮影を繰り返す。時間方向には図4のタイミングチャートに示すように、[t0,t1]の時間でz方向座標位置z0のアキシャルスキャン撮影のX線データ収集を行い、[t1,t2]の時間でz方向座標位置z0からz1へ移動する。
また、[t2,t3]の時間でz方向座標位置z1のアキシャルスキャン撮影のX線データ収集を行い、[t3,t4]の時間でz方向座標位置z1からz0へ移動する。
さらに、[t4,t5]の時間でz方向座標位置z0のアキシャルスキャン撮影のX線データ収集を行い、[t5,t6]の時間でz方向座標位置z0からz1へ再度移動する。
In this way, the photographing of the z-direction coordinate positions z0 and z1 is repeated alternately. In the time direction, as shown in the timing chart of FIG. 4, X-ray data collection of the axial scan imaging at the z-direction coordinate position z0 is performed at the time of [t0, t1], and the z-direction coordinates at the time of [t1, t2]. Move from position z0 to z1.
In addition, the X-ray data of the axial scan imaging at the z-direction coordinate position z1 is collected at the time [t2, t3], and moved from the z-direction coordinate position z1 to z0 at the time [t3, t4].
Further, X-ray data collection of the axial scan imaging at the z-direction coordinate position z0 is performed at the time [t4, t5], and it is moved again from the z-direction coordinate position z0 to z1 at the time [t5, t6].

これを繰り返すことで、図4のように1回のアキシャルスキャンのX線開口幅をdとすると、z方向に2dの範囲でz方向間隔Δzの連続した断層像が得られる。この撮影方法は、特に頭部のパフュージョン撮影(Perfusion Scan)において有効である。例えば、d=40mmとし、1回の撮影を0.5秒、つまりt1−t0=0.5(秒)とし、1回の撮影テーブル10のクレードル12の移動時間を1秒、つまりt2−t1=1(秒)とすると、2d=80mmのz方向範囲の断層像が3秒間隔で更新される。このため、パフュージョン撮影においては造影剤の変化を3秒間隔で撮影して、3秒間隔の各画素の変化を計測することができる。これにより、従来シネスキャンにより1回のX線検出器のz方向幅で定まるz方向範囲40mm幅のパフュージョン撮影しか行えなかったのが、アキシャルシャトルスキャンによりz方向範囲80mm幅においてパフュージョン撮影が行え、z方向に広範囲のパフュージョンの検査を行うことができる。なお、この時のz方向範囲z0,z1におけるアキシャルスキャンの断層像スライス厚はオーバーラップなしでΔzとしても良いし、断層像スライス厚をオーバーラップありで2・Δzとしても良い。   By repeating this, if the X-ray aperture width of one axial scan is d as shown in FIG. 4, continuous tomographic images with z-direction intervals Δz in the range of 2d in the z direction can be obtained. This imaging method is particularly effective for perfusion scanning of the head. For example, d = 40 mm, one shooting is 0.5 seconds, that is, t1−t0 = 0.5 (seconds), and the moving time of the cradle 12 of one shooting table 10 is 1 second, that is, t2−t1. When = 1 (second), the tomographic image in the z-direction range of 2d = 80 mm is updated at intervals of 3 seconds. For this reason, in perfusion imaging, changes in contrast medium can be imaged at intervals of 3 seconds, and changes in each pixel at intervals of 3 seconds can be measured. As a result, the conventional cine scan can only perform perfusion imaging with a width of 40 mm in the z-direction range determined by the width of the X-ray detector at one time in the cine scan. A wide range of perfusion inspections can be performed in the z direction. Note that the tomogram slice thickness of the axial scan in the z-direction ranges z0 and z1 at this time may be Δz without overlap, or the tomogram slice thickness may be 2 · Δz with overlap.

図5に示すヘリカルシャトルスキャンにおいては、撮影テーブル10のクレードル12を動かして、X線データ収集系をz方向座標位置z0からz方向座標位置z2まで相対的に移動させる。X線開口幅をdとすると、以下の(数式2)のように距離Lの移動で距離L1のz方向範囲の部分の撮影を行うことができる。
…(数式2)
In the helical shuttle scan shown in FIG. 5, the cradle 12 of the imaging table 10 is moved to relatively move the X-ray data collection system from the z-direction coordinate position z0 to the z-direction coordinate position z2. Assuming that the X-ray aperture width is d, as shown in the following (Equation 2), the portion of the distance L1 in the z direction range can be imaged by moving the distance L.
... (Formula 2)

この距離L1の間においては、連続してΔzの間隔で断層像を画像再構成することができる。なお、この時の距離L1の範囲のヘリカルシャトルスキャンの断層像は、スライス厚をオーバーラップなしのΔzとしても良いし、スライス厚をオーバーラップありの2・Δzとしても良い。X線データ収集系をz0→z2→z0→…z2と連続して繰り返して動かすことにより、この距離L1の範囲の各z方向座標位置において断層像撮影を繰り返し時間方向に連続撮影ができる。   During this distance L1, tomographic images can be reconstructed continuously at intervals of Δz. Note that, in the helical shuttle scan tomogram in the range of the distance L1 at this time, the slice thickness may be Δz without overlap or the slice thickness may be 2 · Δz with overlap. By repeatedly moving the X-ray data collection system in the order of z0 → z2 → z0 →... Z2, tomographic imaging can be repeated continuously in the time direction at each coordinate position in the z direction within this distance L1.

時間方向には図5のタイミングチャートに示すように、[t10,t11]の時間でz方向座標位置z0でのアキシャルスキャンを行い、X線データ収集も行う。
[t11,t12]の時間でz方向座標位置z2まで撮影テーブル10のクレードル12を加速し、ある速度まで行ったら一定速度で動かし、減速させてz方向座標位置z2に着く。
[t12,t13]の時間でz方向座標位置z2でのアキシャルスキャンを行い、X線データ収集も行う。[t13,t14]の時間でz方向座標位置z0まで撮影テーブル10のクレードル12を加速し、ある速度まで行ったら一定速度で動かし、減速させてz方向座標位置z0に着く。
[t14,t15]の時間でz方向座標位置z0でのアキシャルスキャンを行い、X線データ収集も行う。[t15,t16]の時間でz方向座標位置z2まで撮影テーブル10のクレードル12を加速し、ある速度まで行ったら一定速度で動かし、減速させてz方向座標位置z2に着く。
In the time direction, as shown in the timing chart of FIG. 5, an axial scan is performed at the coordinate position z0 in the z direction at a time of [t10, t11], and X-ray data collection is also performed.
In the time [t11, t12], the cradle 12 of the imaging table 10 is accelerated to the z-direction coordinate position z2, and when it reaches a certain speed, it is moved at a constant speed and decelerated to arrive at the z-direction coordinate position z2.
An axial scan at the z-direction coordinate position z2 is performed at time [t12, t13], and X-ray data collection is also performed. In the time [t13, t14], the cradle 12 of the imaging table 10 is accelerated to the z-direction coordinate position z0, and when it reaches a certain speed, it is moved at a constant speed, decelerated, and arrives at the z-direction coordinate position z0.
An axial scan at the z-direction coordinate position z0 is performed at time [t14, t15], and X-ray data collection is also performed. In the time [t15, t16], the cradle 12 of the imaging table 10 is accelerated to the z-direction coordinate position z2, and when it reaches a certain speed, it is moved at a constant speed, decelerated, and arrives at the z-direction coordinate position z2.

これを繰り返すことで図5に示すz方向範囲[z0−d/2,z2+d/2]の距離L1の間の連続断層像を平均時間Δt1=t12−t10の間隔で断層像撮影を行うことができる。
例えば、X線開口幅d=40mmとし、1回転0.4秒スキャンで最大のヘリカルピッチ1.375でテーブル速度140mm/秒程度とすると、z方向範囲200mmの範囲を平均2秒弱間隔程度で断層像を繰り返し撮影することができる。
By repeating this, tomographic imaging of a continuous tomographic image during the distance L1 in the z-direction range [z0−d / 2, z2 + d / 2] shown in FIG. 5 is performed at an average time Δt1 = t12−t10. it can.
For example, if the X-ray aperture width d is 40 mm, the maximum helical pitch is 1.375 and the table speed is about 140 mm / second in one rotation of 0.4 second scan, the range in the z-direction range of 200 mm is about 2 seconds on average. Tomographic images can be taken repeatedly.

なお、ヘリカルシャトルスキャンにおいては、z方向範囲の制限は特になく、撮影テーブル10のクレードル12が動けるだけ撮影することができる。このため、従来シネスキャンにより時間方向に連続した撮影はX線検出器のz方向幅で定まるX線開口幅dしかできなかったが、ヘリカルシャトルスキャンによるとz方向範囲の制限なく、時間方向に連続した撮影を行うことができる。   In the helical shuttle scan, there is no particular limitation on the range in the z direction, and it is possible to take an image as long as the cradle 12 of the imaging table 10 can move. For this reason, in the past, continuous imaging in the time direction by the cine scan could only have an X-ray aperture width d determined by the z-direction width of the X-ray detector, but the helical shuttle scan does not limit the z-direction range, but in the time direction. Continuous shooting can be performed.

この撮影方法は、特に腹部、例えば肝臓のパフュージョン撮影において有効である。z方向範囲200mm程度あれば肝臓のパフュージョン検査や造影剤の動きを見るには充分である。また、時間方向にも約2秒間隔で断層像撮影が行えれば、肝臓の検査には充分である。また、肺野のようにz方向に長い臓器においても同様にz方向に広範囲の検査を行うことができる。   This imaging method is particularly effective in perfusion imaging of the abdomen, for example, the liver. A z-direction range of about 200 mm is sufficient for the liver perfusion examination and the movement of the contrast medium. Moreover, if tomographic imaging can be performed at intervals of about 2 seconds in the time direction, it is sufficient for examination of the liver. Similarly, a wide range of examinations can be performed in the z direction even in organs that are long in the z direction, such as lung fields.

<三次元再投影表示 MIP表示>
この三次元領域の時系列三次元画像に対して時間軸方向の再投影表示、MIP表示を考えてみる。再投影表示とは一般的に、xyz軸の三次元空間内で指定された再投影方向に画像値を加算、又は平均する再投影処理で処理された再投影画像Reproを表示する表示方法である。
図6(a)は三次元再投影の概念図であり、図6(b)は、補間された断層像を示す図である。
<Three-dimensional reprojection display MIP display>
Consider re-projection display and MIP display in the time axis direction for the time-series three-dimensional image of this three-dimensional region. The reprojection display is generally a display method for displaying a reprojection image Repro processed by a reprojection process in which image values are added to or averaged in a reprojection direction specified in a three-dimensional space of an xyz axis. .
FIG. 6A is a conceptual diagram of three-dimensional reprojection, and FIG. 6B is a diagram showing an interpolated tomographic image.

三次元再投影画像Reproとは図6(a)のように、三次元画像の各画素値を再投影方向Rに沿って、再投影面RSに積算した二次元画像である。例えば、X線フィルムによる透視像はX線焦点からの射影による場合の三次元再投影画像Reproとなる。この再投影画像Reproにより直観的に三次元の状態を把握しやすくなる。さらにこの再投影画像Reproを回転させながら眺めると三次元立体感が得られる。断層像の画素サイズに比べz方向の断層像間の間隔が粗い場合は、従来は図6(b)のように、断層像Gz間の補間された画像(interpolated G)を作成後、再投影方向に積算していた。しかし、この場合、(1)画像メモリ容量が大きくなる、(2)処理する画素数が増すため三次元再投影画像Reproの作成時間がかかる、などの欠点がある。このため、“補間画像を作成後、積算する”のと数式上で等価なアルゴリズムとして、“補間画像を作らずに先に画像加算を行い、断層像間の補間されるべき画像を二次元空間フィルタリングで作成する”アルゴリズムも知られている。   As shown in FIG. 6A, the three-dimensional reprojection image Repro is a two-dimensional image obtained by integrating each pixel value of the three-dimensional image along the reprojection direction R on the reprojection surface RS. For example, a fluoroscopic image by an X-ray film becomes a three-dimensional reprojection image Repro in the case of projection from an X-ray focal point. This reprojection image Repro makes it easy to intuitively grasp the three-dimensional state. Further, when the reprojected image Repro is viewed while being rotated, a three-dimensional stereoscopic effect is obtained. When the interval between the tomographic images in the z direction is larger than the pixel size of the tomographic image, conventionally, as shown in FIG. 6B, an interpolated image (interpolated G) between the tomographic images Gz is created and then reprojected. Accumulated in the direction. However, in this case, there are drawbacks such as (1) the image memory capacity is increased, and (2) the number of pixels to be processed increases, so that it takes time to create the three-dimensional reprojection image Repro. For this reason, as an algorithm that is equivalent in mathematical formula to “accumulate after creating an interpolated image”, “add an image first without creating an interpolated image, and the image to be interpolated between two tomographic images The “algorithm created by filtering” algorithm is also known.

このように、処理された再投影画像Reproを指定された再投影方向、例えば、方向ベクトル(a cosθ,a sinθ,b)の方向で表示した後、θを0度から360度まで変化させて再投影方向を回転させて再投影表示画像を回転させることにより立体感が得られる。
また、MIP(Maximum Intensity
Projection)表示とは、やはり三次元画像の各画素値を射影方向に沿って探索し、最大輝度(画素値の最大値)を求める。この処理をMIP表示画像の各画素の値とする。このMIP表示画像によっても直観的に三次元の状態を把握できる。さらにこのMIP表示画像を回転させながら眺めると三次元立体感が得られる。
In this way, after the processed reprojection image Repro is displayed in the designated reprojection direction, for example, the direction of the direction vector (a cos θ, a sin θ, b), θ is changed from 0 degrees to 360 degrees. A stereoscopic effect can be obtained by rotating the reprojection display image by rotating the reprojection direction.
In addition, MIP (Maximum Intensity
Projection) display also searches each pixel value of the three-dimensional image along the projection direction to obtain the maximum luminance (maximum pixel value). This process is set as the value of each pixel of the MIP display image. The three-dimensional state can be intuitively grasped also by this MIP display image. Further, when the MIP display image is viewed while being rotated, a three-dimensional stereoscopic effect can be obtained.

図7は、時間軸方向の再投影表示および時間軸方向のMIP表示を示す図である。
図7に示すように、時間軸方向の再投影表示では、三次元空間的に同じ位置の画像領域g(x,y,z,t)に対して、各時刻tn−2,tn−1……tn+2……tの画像領域g(x,y,z,tn−2),g(x,y,z,tn−1)・・・・・・g(x,y,z,tN)を加算又は平均する。図7では加算の数式を記載している。このような処理をすることで、四次元再投影画像Repro(x,y,z)を得ることができる。この三次元画像の再投影画像Repro(x,y,z)は、三次元画像なので現在の三次元画像表示技術で表示可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating reprojection display in the time axis direction and MIP display in the time axis direction.
As shown in FIG. 7, in the reprojection display in the time axis direction, each time t n−2 , t n− for the image region g (x, y, z, t) at the same position in the three-dimensional space. 1 ...... t n + 2 ...... t N image region g (x, y, z, t n−2 ), g (x, y, z, t n−1 )... G (x, y , Z, tN) are added or averaged. FIG. 7 shows an addition formula. By performing such processing, a four-dimensional reprojection image Repro (x, y, z) can be obtained. Since the re-projected image Repro (x, y, z) of the three-dimensional image is a three-dimensional image, it can be displayed by the current three-dimensional image display technology.

また、図7に示すように、時間軸方向のMIP表示では、三次元空間的に同じ位置の画像領域g(x,y,z,t)に対して、各時刻tn−2,tn−1……tn+2……tの画像領域g(x,y,z,tn−2),g(x,y,z,tn−1)・・・・・・g(x,y,z,tN)のうち、最大の画素値をその三次元位置の画像領域g(x,y,z,t)とする。こうすることで四次元MIP画像MIP(x,y,z)が得られる。なお、図7中の、Max[ ]は、[ ]内の各画素の最大値を取るものとする。 Further, as shown in FIG. 7, in the MIP display in the time axis direction, each time t n−2 , t n for the image region g (x, y, z, t) at the same position in the three-dimensional space. −1 ... T n + 2 ... TN image region g (x, y, z, t n−2 ), g (x, y, z, t n−1 ). Among y, z, tN), the maximum pixel value is defined as an image region g (x, y, z, t) at the three-dimensional position. By doing so, a four-dimensional MIP image MIP (x, y, z) is obtained. Note that Max [] in FIG. 7 takes the maximum value of each pixel in [].

<時間軸方向の再投影表示および時間軸方向のMIP表示のフロー>
図8(a)に、射影処理部35による時間軸方向の再投影表示、つまり四次元再投影表示のフローチャートを示す。
ステップr1では、射影処理部35は、各座標値を初期化する。(x,y,z)=(0,0,0)とし,t=tnとする。
ステップr2では、射影処理部35は、時刻t1〜 tNまでの画素値を図8に記載した数式で加算又は平均する。
ステップr3では、x,y,zの各座標の終了チェックを行う。
ステップr4では、x,y,zの各座標の更新を行う。
<Flow of time axis reprojection display and time axis direction MIP display>
FIG. 8A shows a flowchart of reprojection display in the time axis direction by the projection processing unit 35, that is, four-dimensional reprojection display.
In step r1, the projection processing unit 35 initializes each coordinate value. Let (x, y, z) = (0, 0, 0), and t = tn.
In step r2, the projection processing unit 35 adds or averages the pixel values from time t1 to time tN according to the mathematical formula described in FIG.
In step r3, the end check of each coordinate of x, y, z is performed.
In step r4, the coordinates of x, y, and z are updated.

なお、時系列ごとに色付けした四次元画像を表示する際には、射影処理部35は、ステップr2とステップCr2とを入れ替えることで色付けすることができる。
図8(b)に示すステップCr2は、時系列画素t1〜tNについてN=5の場合
g(x,y,z,t1)をR成分に100%
g(x,y,z,t2)をR成分に50%,G成分に50%
g(x,y,z,t3)をG成分に100%
g(x,y,z,t4)をG成分に50%,B成分に50%
g(x,y,z,t5)をB成分に100%
の画素値を各々の画素のRGB成分に割り振って入れる。こうすることで、射影処理部35は、時系列ごとに色付けした四次元画像を表示することができる。
In addition, when displaying the four-dimensional image colored for every time series, the projection process part 35 can color by replacing step r2 and step Cr2.
Step Cr2 shown in FIG. 8B is for N = 5 for the time series pixels t1 to tN.
100% of g (x, y, z, t1) as R component
g (x, y, z, t2) is 50% for R component and 50% for G component
100% of g (x, y, z, t3) as G component
g (x, y, z, t4) is 50% for G component and 50% for B component
100% of g (x, y, z, t5) as B component
Are assigned to the RGB components of each pixel. By doing so, the projection processing unit 35 can display a four-dimensional image colored for each time series.

図9(a)に、射影処理部35の時間軸方向のMIP表示、つまり四次元MIP表示のフローチャートを示す。
ステップm1では、射影処理部35は、各座標値を初期化する。(x,y,z)=(0,0,0),t=tn
ステップm2では、射影処理部35は、図9に記載された数式で各画素の最大値を求める。
ただし、Max[ ]は、[ ]内の各画素の最大値を取るものとする。
ステップm3では、x,y,zの各座標の終了チェックを行う。
ステップm4では、x,y,zの各座標の更新を行う。
FIG. 9A shows a flowchart of MIP display in the time axis direction of the projection processing unit 35, that is, four-dimensional MIP display.
In step m1, the projection processing unit 35 initializes each coordinate value. (X, y, z) = (0, 0, 0), t = tn
In step m2, the projection processing unit 35 obtains the maximum value of each pixel using the mathematical formula described in FIG.
However, Max [] assumes the maximum value of each pixel in [].
In step m3, the end check of each coordinate of x, y, z is performed.
In step m4, the coordinates of x, y, and z are updated.

なお、時系列ごとに色付けした四次元四次元MIPを表示する際には、射影処理部35は、ステップm2とステップCm2とを入れ替えることで色付けすることができる。
図9(b)に示す数式において、この最大値となった画素の時刻が
t1ならば、その画素をR成分に100%
t2ならば、その画素をR成分に50%,G成分に50%
t3ならば、その画素をG成分に100%
t4ならば、その画素をG成分に50%,B成分に50%
t5ならば、その画素をB成分に100%
の画素値を各々の画素のRGB成分に割り振って入れる。
In addition, when displaying the four-dimensional four-dimensional MIP colored every time series, the projection process part 35 can color by replacing step m2 and step Cm2.
In the formula shown in FIG. 9B, if the time of the pixel having the maximum value is t1, the pixel is set to 100% as the R component.
At t2, the pixel is 50% for the R component and 50% for the G component.
If t3, the pixel is set to 100% for the G component
At t4, the pixel is 50% for the G component and 50% for the B component.
If t5, the pixel is 100% for B component
Are assigned to the RGB components of each pixel.

<造影剤撮影>
次に、このようなフローチャートに基づき、造影剤撮影を行った場合の四次元再投影表示および四次元MIP表示を説明する。
図10(a)および(c)は、各時刻tの画像領域g(x,y,z,t)を示している。図10(b)および(d)は、各時刻tの画像領域g(x,y,z,t)を重ねた図である。図11(a)は、時間間隔を短くした各時刻tの画像領域g(x,y,z,t)を示している。図11(b)は各時刻tの画像領域g(x,y,z,t)を重ねた図である。図11(c)は血管Ve内のCT値の変化を描いた図である。
<Contrast imaging>
Next, four-dimensional reprojection display and four-dimensional MIP display when contrast agent imaging is performed will be described based on such a flowchart.
FIGS. 10A and 10C show an image region g (x, y, z, t n ) at each time t n . FIGS. 10B and 10D are diagrams in which the image regions g (x, y, z, t n ) at each time t n are overlaid. FIG. 11A shows an image region g (x, y, z, t n ) at each time t n with a reduced time interval. FIG. 11B is a diagram in which the image regions g (x, y, z, t n ) at each time t n are overlaid. FIG. 11C illustrates a change in CT value in the blood vessel Ve.

図10(a)のように、流れて行く造影剤を時刻tn−1,t,tn+1のタイミングで画像再構成又はMIP表示を行う場合、造影剤の流れv、造影剤のピークの幅wと画像再構成時間間隔Δt1の間には、以下の(数式3)の条件が必要である。
…(数式3)
As shown in FIG. 10A, when image reconstruction or MIP display is performed on the flowing contrast agent at the timings t n−1 , t n , and t n + 1 , the contrast agent flow v and the contrast agent peak The condition of the following (Formula 3) is required between the width w and the image reconstruction time interval Δt1.
... (Formula 3)

ただし、造影剤のピークの幅は次のように定まる。ある時刻における造影剤を含んだ血管Ve内の各位置でのCT値の造影剤のピークは、図11(c)のように描かれる。この時に図11(c)に示すように、造影剤として検出できるCT値の閾値をTh1とすると、Th1以上のCT値の範囲が造影剤のピークの幅wとして定まる。   However, the peak width of the contrast agent is determined as follows. The contrast agent peak of the CT value at each position in the blood vessel Ve containing the contrast agent at a certain time is drawn as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 11C, when the threshold value of the CT value that can be detected as a contrast agent is Th1, the CT value range equal to or greater than Th1 is determined as the peak width w of the contrast agent.

この(数式3)の条件を満たすと、図10(b)のように、時刻tn−1の造影剤の領域rn−1と、時刻tの造影剤の領域rと、時刻tn+1の造影剤の領域rn+1が空間上に重なり合う。そして、再投影表示およびMIP表示を行った時に、時刻tn−1の造影剤の領域rn−1と、時刻tの造影剤の領域rと、時刻tn+1の造影剤の領域rn+1とが連続した造影された血管Veの三次元領域を示すことができる。つまり、各時刻tn−1,t,tn+1においては、少しの体積の造影剤であるにもかかわらず、その造影剤の体積以上の大きな連続した血管Veの領域を造影して画像として画像表示を行うことができる。これは、臨床的には造影剤の低減を意味する。造影剤の低減により被検体の負担は多いに低減される。 This and satisfies the condition (Equation 3), as shown in FIG. 10 (b), the the region r n-1 at time t n-1 of the contrast medium, a region r n of the contrast medium at time t n, the time t The n + 1 contrast agent regions r n + 1 overlap in space. Then, when performing the reprojection display and MIP display, the time t and the regions r n-1 of n-1 of the contrast medium, a region r n of the contrast medium at time t n, the time t n + 1 in the region r of the contrast agent A three-dimensional region of the blood vessel Ve contrasted with n + 1 can be shown. That is, at each time t n−1 , t n , and t n + 1 , although the contrast agent has a small volume, a region of a continuous blood vessel Ve that is larger than the volume of the contrast agent is contrast-enhanced as an image. Image display can be performed. This clinically means a reduction in contrast agent. The burden on the subject is greatly reduced by reducing the contrast agent.

しかし、この(数式3)の条件を満たせずに、図10(c)に示すように造影剤の流れv,造影剤のピーク幅wと画像再構成時間間隔Δt1が(数式4)のようになってしまうことがある。そうすると、時刻tn−1の造影剤の領域rn−1と、時刻tの造影剤の領域rと、図10(d)に示すように、時刻tn+1の造影剤の領域rn+1とが重ならなくなってしまい、連続した造影された血管Veの三次元領域を示すことができない。
…(数式4)
However, without satisfying the condition of (Equation 3), as shown in FIG. 10 (c), the contrast agent flow v, the contrast agent peak width w, and the image reconstruction time interval Δt1 are as shown in (Equation 4). It may become. Then, the time t n-1 region r n-1 of the contrast medium, a region r n of the contrast medium at time t n, FIG. 10 (d), the time t n +1 contrast agent region r n + 1 Cannot be overlapped, and a continuous three-dimensional region of the contrasted blood vessel Ve cannot be shown.
... (Formula 4)

これを避けるためには、画像入力部5は、画像再構成時間間隔Δt1をより短くする必要がある。シネスキャン、ヘリカルスキャンいずれの場合においても、時間方向には連続してX線投影データが収集されているため、より細かい画像再構成時間間隔Δt2で画像再構成をするだけである。つまり、画像再構成の計算が増え、画像再構成される断層像の枚数、三次元画像が増えるだけである。図10(a)又は(c)よりも、より細かい画像再構成時間間隔Δt2で画像再構成を行った場合を図11(a)に示す。ただし、例えば画像再構成時間間隔Δt2と画像再構成時間間隔Δt2は、Δt2はΔt1の半分とする。   In order to avoid this, the image input unit 5 needs to shorten the image reconstruction time interval Δt1. In both the cine scan and the helical scan, X-ray projection data is continuously collected in the time direction, and therefore image reconstruction is only performed at a finer image reconstruction time interval Δt2. That is, calculation of image reconstruction increases, and the number of tomographic images to be reconstructed and three-dimensional images only increase. FIG. 11A shows a case where image reconstruction is performed at a finer image reconstruction time interval Δt2 than FIG. 10A or 10C. However, for example, the image reconstruction time interval Δt2 and the image reconstruction time interval Δt2 are set such that Δt2 is half of Δt1.

図11(a)の場合は、より細かい画像再構成時間間隔Δt2でz方向の連続断層像、つまり三次元画像が画像再構成されているので、時刻tn−2の造影剤の領域rn−2と、時刻tn−1の造影剤の領域rn−1と、時刻tの造影剤の領域rと、時刻tn+1の造影剤の領域rn+1と、時刻tn+2の造影剤の領域rn+2とは、充分空間的に重なり合うため造影された連続した血管Veの三次元領域を求めることができる。 In the case of FIG. 11A, since a continuous tomographic image in the z direction, that is, a three-dimensional image, is reconstructed at a finer image reconstruction time interval Δt2, the contrast agent region r n at time t n−2. -2, the time t n-1 region r n-1 of the contrast medium, a region r n of the contrast medium at time t n, a region r n + 1 at time t n + 1 of the contrast agent, the time t n + 2 of the contrast agent Since the region rn + 2 of the region overlaps sufficiently spatially, a three-dimensional region of a continuous blood vessel Ve that has been contrasted can be obtained.

なお、CT値の高い領域である少量の造影剤がtn−1,t,tn+1の時刻の間に血管Veを通過したとすると、各tn−1,t,tn+1の三次元画像には血管Veの一部分が周辺より高いCT値(例えば、CT値“200”)で見えるだけで、血管Veの全体の様子は画像として画像表示されておらずわからない。しかし、この時系列三次元画像を図10(b)又は図11(b)のようにMIP表示、再投影表示することにより血管Veの全体が周辺よりCT値が高くなり、血管Veの全体の様子が画像として画像表示され、見えるようになる。例えば、再投影表示ではCT値は“200/3”、MIP表示ではCT値は“200”のようになる。また、この四次元のMIP表示,再投影表示を行う際には、各時刻t,tn+1,tn+2の三次元画像に色付けをして行うことにより、時間変化を色で追いながら三次元の全体画像の様子も見ることもできる。 Incidentally, when a small amount of contrast agent is a high CT value region has passed through the vascular Ve between t n-1, t n, t n + 1 time, the t n-1, t n, t n + 1 tertiary In the original image, only a part of the blood vessel Ve can be seen with a higher CT value (for example, CT value “200”) than the surroundings, and the whole state of the blood vessel Ve is not displayed as an image and is not known. However, when this time-series three-dimensional image is displayed by MIP display or reprojection display as shown in FIG. 10B or FIG. 11B, the CT value of the whole blood vessel Ve becomes higher than the surroundings, and the whole blood vessel Ve is displayed. The state is displayed as an image and becomes visible. For example, the CT value is “200/3” in the reprojection display, and the CT value is “200” in the MIP display. Further, when performing the four-dimensional MIP display and the reprojection display, the three-dimensional image at each time t n , t n + 1 , and t n + 2 is colored to perform the three-dimensional tracking of the time change with the color. You can also see how the whole image looks.

<四次元空間フィルタFFの処理>
これまで説明してきた時系列三次元画像は、四次元データとしてそのまま時刻方向に四次元再投影表示、四次元MIP表示したが、フィルタ処理をして時刻方向に四次元再投影表示、四次元MIP表示してもよい。例えば、射影処理部35は、入力画像に対してノイズ除去を行う四次元空間フィルタFFの処理(平滑化フィルタ、中間値フィルタ、最大値フィルタ、最小値フィルタなど)を行ったり、四次元ラベリング処理後にラベリングで抽出された四次元のセグメント領域に対して、四次元再投影表示又は四次元MIP表示を行ったりしても良い。
<Processing of four-dimensional spatial filter FF>
The time-series three-dimensional images that have been described so far are displayed as four-dimensional data in a four-dimensional reprojection display and four-dimensional MIP display in the time direction as they are, but are subjected to filtering and four-dimensional reprojection display in the time direction. It may be displayed. For example, the projection processing unit 35 performs processing (smoothing filter, intermediate value filter, maximum value filter, minimum value filter, etc.) of a four-dimensional spatial filter FF that performs noise removal on the input image, or four-dimensional labeling processing. You may perform a four-dimensional reprojection display or a four-dimensional MIP display with respect to the four-dimensional segment area | region extracted by labeling later.

四次元画像データは、三次元画像が時系列に並ぶことで四次元画像データとなる。x,y,zの3方向に画素点が並ぶ三次元構造をした三次元画像であり、本実施形態ではX線CT装置の三次元画像を用いているが、一般的には超音波診断装置やX線CT装置やMRI装置などの医用画像診断装置で撮影した被検体の断層像から三次元画像が構築される。これらの三次元画像の各画素は、例えば8ビット又は16ビット階調データであるが、16ビットのカラーデータや“0”又は“1” の2値データであってもよい。
このように、射影処理部35は、ノイズ改善された四次元画像に含まれる四次元連続領域を四次元MIP表示、四次元再投影表示することにより、モニタ6に連続した三次元画像として表示する。
図12にその処理のフローを示す。
The four-dimensional image data becomes four-dimensional image data by arranging three-dimensional images in time series. A three-dimensional image having a three-dimensional structure in which pixel points are arranged in three directions of x, y, and z. In this embodiment, a three-dimensional image of an X-ray CT apparatus is used. A three-dimensional image is constructed from a tomographic image of a subject taken by a medical image diagnostic apparatus such as an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus. Each pixel of these three-dimensional images is, for example, 8-bit or 16-bit gradation data, but may be 16-bit color data or binary data of “0” or “1”.
As described above, the projection processing unit 35 displays the four-dimensional continuous region included in the noise-reduced four-dimensional image as a continuous three-dimensional image on the monitor 6 by performing four-dimensional MIP display and four-dimensional reprojection display. .
FIG. 12 shows the processing flow.

ステップS1では、射影処理部35は、時系列三次元画像を入力する。
ステップS2では、射影処理部35は、ノイズ除去用の四次元空間フィルタFFの処理を行う。
ステップS3では、射影処理部35は、ノイズ除去後、関心のあるCT値範囲のコントラスト強調の四次元空間フィルタFFの処理を行う。
ステップS4では、射影処理部35は、目的の領域を描出できる閾値により二値化する。
ステップS5では、四次元ラベリング処理により四次元連続領域を抽出する。
ステップS6では、i=1とする。
ステップS7では、射影処理部35は、四次元連続領域iについて時間軸方向に射影を行い、三次元領域に縮退させ、四次元MIP表示、四次元再投影表示を行い、連続した三次元領域を抽出する。
ステップS8では、すべての四次元連続領域iを処理したかを判断し、YesであればステップS9へ行き、NoであればステップS10へ行く。
ステップS9では、各々の連続した三次元領域を三次元表示する。
ステップS10では、i=i+1としてステップM7へ戻る。
In step S1, the projection processing unit 35 inputs a time-series three-dimensional image.
In step S2, the projection processing unit 35 performs processing of the noise removal four-dimensional spatial filter FF.
In step S <b> 3, the projection processing unit 35 performs processing of the contrast-enhanced four-dimensional spatial filter FF in the CT value range of interest after noise removal.
In step S4, the projection processing unit 35 binarizes with a threshold value that can depict the target region.
In step S5, a four-dimensional continuous region is extracted by a four-dimensional labeling process.
In step S6, i = 1.
In step S7, the projection processing unit 35 performs projection in the time axis direction on the four-dimensional continuous region i, degenerates the three-dimensional region, performs four-dimensional MIP display, and four-dimensional reprojection display. Extract.
In step S8, it is determined whether all four-dimensional continuous areas i have been processed. If Yes, the process goes to step S9, and if No, the process goes to step S10.
In step S9, each continuous three-dimensional area is three-dimensionally displayed.
In step S10, i = i + 1 is set, and the process returns to step M7.

このようなフローチャートにおいて、ステップS2、ステップS3で用いられる四次元空間フィルタFFの処理について、以下に説明を行う。
図13(a),図14(a)は、コントラスト強調の四次元空間フィルタFFの処理例を示す。
図13(a)は、3×3×3×3のサイズの四次元空間フィルタFFの例を示す。図13(a)の注目画素ATTに対して、四次元画像処理における時間軸+三次元空間軸の四次元空間フィルタFFの近傍局所領域は、3×3×3×3のサイズの場合には近傍の80画素になる。
図14(a)は、5×5×5×5のサイズの四次元空間フィルタFFの例を示す。図14(a)の注目画素ATTに対して、四次元画像処理における時間軸+三次元空間軸の四次元空間フィルタFFの近傍局所領域は、5×5×5×5のサイズの場合には近傍の624画素になる。
In such a flowchart, the process of the four-dimensional spatial filter FF used in step S2 and step S3 will be described below.
FIGS. 13A and 14A show processing examples of the contrast-enhancing four-dimensional spatial filter FF.
FIG. 13A shows an example of a four-dimensional spatial filter FF having a size of 3 × 3 × 3 × 3. For the pixel of interest ATT in FIG. 13A, the local region in the vicinity of the four-dimensional spatial filter FF of the time axis + three-dimensional space axis in the four-dimensional image processing is 3 × 3 × 3 × 3. Nearby 80 pixels.
FIG. 14A shows an example of a four-dimensional spatial filter FF having a size of 5 × 5 × 5 × 5. For the pixel of interest ATT in FIG. 14A, the local region in the vicinity of the four-dimensional spatial filter FF of the time axis + three-dimensional space axis in the four-dimensional image processing is 5 × 5 × 5 × 5. There are 624 pixels in the vicinity.

3×3×3×3画素の80近傍の四次元空間フィルタ係数wをw(i,j,k,l)、ただし[1,3]&#8714;i,j,k,lとする。また、四次元画像をg(i,j、k,l)、ただし[1,N]&#8714;i,j,k,lとする。この3×3×3画素の場合の四次元空間フィルタFF重畳後の四次元画像をg1(i,j、k,l)とすると、以下の(数式5)のようになる。
…(数式5)
A four-dimensional spatial filter coefficient w near 80 of 3 × 3 × 3 × 3 pixels is w (i, j, k, l), where [1,3] &#8714; i, j, k, l. The four-dimensional image is g (i, j, k, l), where [1, N] &#8714; i, j, k, l. If the four-dimensional image after superimposing the four-dimensional spatial filter FF in the case of 3 × 3 × 3 pixels is g1 (i, j, k, l), the following (Formula 5) is obtained.
... (Formula 5)

5×5×5×5画素の624近傍の四次元空間フィルタ係数wを、ただし[1,5]&#8714;i,j,k,lとする。この5×5×5×5画素の場合の四次元空間フィルタFF重畳後の四次元画像g1(i,j,k,l)は以下の(数式6)のようになる。
…(数式6)
The four-dimensional spatial filter coefficient w in the vicinity of 624 of 5 × 5 × 5 × 5 pixels is [1,5] &#8714; i, j, k, l. The four-dimensional image g1 (i, j, k, l) after the superimposition of the four-dimensional spatial filter FF in the case of 5 × 5 × 5 × 5 pixels is expressed by the following (Equation 6).
... (Formula 6)

ステップS3における関心のあるCT値範囲のコントラスト強調を行う四次元空間フィルタFFの処理を行うには、四次元空間フィルタFFの係数をCT値に依存させる必要がある。
このため上記のコントラスト強調の四次元空間フィルタFFの処理の四次元空間フィルタ係数wをCT値に依存させて変化させた例を図13(b)、図14(b)に示す。この例においては、図13(b)、図14(b)に示すように、CT値に依存したコントラスト強調の四次元空間フィルタ係数を用いている。この場合は、フィルタF1がコントラスト強調の四次元空間フィルタFFとして作用し、フィルタF2は原画像を維持する四次元空間フィルタFFとして作用する。この四次元空間フィルタFFは以下のように作用する。なお、3×3×3×3のサイズの四次元空間フィルタFFにはW3の符号を、5×5×5×5のサイズの四次元空間フィルタFFにはW5の符号を付している。
In order to perform the processing of the four-dimensional spatial filter FF that performs contrast enhancement in the CT value range of interest in step S3, it is necessary to make the coefficients of the four-dimensional spatial filter FF depend on the CT value.
For this reason, FIGS. 13B and 14B show examples in which the four-dimensional spatial filter coefficient w in the processing of the contrast-enhanced four-dimensional spatial filter FF is changed depending on the CT value. In this example, as shown in FIGS. 13B and 14B, a four-dimensional spatial filter coefficient for contrast enhancement depending on the CT value is used. In this case, the filter F1 acts as a contrast-enhanced four-dimensional spatial filter FF, and the filter F2 acts as a four-dimensional spatial filter FF that maintains the original image. This four-dimensional spatial filter FF operates as follows. Note that a 3 × 3 × 3 × 3 size four-dimensional spatial filter FF has a W3 code, and a 5 × 5 × 5 × 5 size four-dimensional spatial filter FF has a W5 code.

(1) 閾値1以下、CT値≦Th1では、フィルタF1を用いる。
(2) 閾値1,2間、Th1<CT値≦Th2では、フィルタF1を重畳した画像とフィルタF2を重畳した画像の重み付き加算画像を用いる。
(3) 閾値2,3間、Th2<CT値≦Th3では、フィルタF2を用いる。
(4) 閾値3,4間、Th3<CT値≦Th4では、フィルタF1を重畳した画像とフィルタ2を重畳した画像の重み付き加算画像を用いる。
(5) 閾値4以上、Th4<CT値では、フィルタF1を用いる。
つまり、CT値の閾値Th2以下、およびCT値の閾値Th3以上において、コントラスト強調の四次元空間フィルタFFが作用する。これらによりCT値に依存した、別言すればX線吸収係数の異なる組織ごとに選択的にコントラスト強調した四次元空間フィルタFFがかけることができる。すなわち、組織ごとに時間軸特性、空間軸特性を調節した四次元空間フィルタFFを実現している。
(1) When the threshold value is 1 or less and the CT value ≦ Th1, the filter F1 is used.
(2) Between the threshold values 1 and 2 and Th1 <CT value ≦ Th2, a weighted addition image of the image on which the filter F1 is superimposed and the image on which the filter F2 is superimposed is used.
(3) The filter F2 is used when Th2 <CT value ≦ Th3 between the threshold values 2 and 3.
(4) Between thresholds 3 and 4 and Th3 <CT value ≦ Th4, a weighted addition image of the image on which filter F1 is superimposed and the image on which filter 2 is superimposed is used.
(5) When the threshold value is 4 or more and Th4 <CT value, the filter F1 is used.
In other words, the contrast-enhanced four-dimensional spatial filter FF acts below the CT value threshold Th2 and above the CT value threshold Th3. Accordingly, it is possible to apply a four-dimensional spatial filter FF that is dependent on the CT value, in other words, selectively contrast-enhanced for each tissue having a different X-ray absorption coefficient. That is, a four-dimensional spatial filter FF in which the time axis characteristic and the spatial axis characteristic are adjusted for each tissue is realized.

例えば、3×3×3×3画素の四次元空間フィルタF1W3は、コントラスト強調の場合には、a=2.04、b=−0.1、C=−0.01となる。また、5×5×5×5画素の四次元空間フィルタF1W5は、コントラスト強調の場合には、a=2.21、b=−0.1、C=−0.01となる。それぞれ、係数a,b,cの合計は1となる。このような係数を乗算することで、時間軸特性、空間軸特性を調節した四次元空間フィルタFFを実現している。   For example, in the case of contrast enhancement, a 3 × 3 × 3 × 3 pixel four-dimensional spatial filter F1W3 has a = 2.04, b = −0.1, and C = −0.01. In the case of contrast enhancement, the 5 × 5 × 5 × 5 pixel four-dimensional spatial filter F1W5 has a = 2.21, b = −0.1, and C = −0.01. The sum of the coefficients a, b, and c is 1, respectively. By multiplying such coefficients, a four-dimensional spatial filter FF with adjusted time axis characteristics and space axis characteristics is realized.

さらに、コントラスト強調だけでなく、ステップS2で用いられる四次元空間フィルタFFにおけるCT値に依存したノイズ改善のフィルタとしても利用することができる。この場合には、5×5×5×5画素の四次元空間フィルタ係数W5は、a=0.28、b=0.05、C=0.01とする。これらの係数の合計は1となる。このような係数を乗算することで、時間軸特性、空間軸特性を調節した四次元空間フィルタFFを実現している。   Furthermore, it can be used not only as contrast enhancement but also as a noise improvement filter depending on the CT value in the four-dimensional spatial filter FF used in step S2. In this case, the four-dimensional spatial filter coefficient W5 of 5 × 5 × 5 × 5 pixels is a = 0.28, b = 0.05, and C = 0.01. The sum of these coefficients is 1. By multiplying such coefficients, a four-dimensional spatial filter FF with adjusted time axis characteristics and space axis characteristics is realized.

CT値の閾値Th1以上、およびCT値の閾値Th4以下において、ノイズ改善の四次元空間フィルタFFが作用する。
ステップS5において、射影処理部35は、四次元ラベリング処理を行った後に、各々の四次元連続領域について1つずつ時間軸方向に射影を行い、三次元領域に縮退させ、三次元連続領域にして四次元MIP表示、又は四次元再投影表示を行う。射影処理部35は、各々の断片的な四次元連続領域を1つの連続した三次元連続領域にして、画像表示可能な形にすることができる。つまりあるCT値の範囲の領域に対して、時間軸方向の射影処理を行い、三次元画像に変換して、三次元画像表示であるCT値の範囲の領域の時間的変化を表示できる。
The noise improvement four-dimensional spatial filter FF acts on the CT value threshold Th1 or more and the CT value threshold Th4 or less.
In step S5, after performing the four-dimensional labeling process, the projection processing unit 35 performs projection in the time axis direction for each of the four-dimensional continuous areas one by one, degenerates the three-dimensional areas, and makes the three-dimensional continuous areas. Four-dimensional MIP display or four-dimensional reprojection display is performed. The projection processing unit 35 can convert each piecewise four-dimensional continuous region into one continuous three-dimensional continuous region so that an image can be displayed. That is, it is possible to perform projection processing in the time axis direction on a region of a certain CT value range and convert it to a three-dimensional image, and display a temporal change in the region of the CT value range which is a three-dimensional image display.

また、本実施形態の説明では、四次元空間フィルタFFの処理として、コントラスト強調処理およびノイズ改善処理を挙げたが、輪郭強調処理、平滑化処理、デコンボリューション処理、最大値フィルタ処理、中間値フィルタ処理、最小値フィルタ処理や異常点検出処理などを行うこともできる。また、四次元空間フィルタFFの処理として次元を拡張することもできる。   In the description of the present embodiment, the contrast enhancement process and the noise improvement process are exemplified as the process of the four-dimensional spatial filter FF. However, the edge enhancement process, the smoothing process, the deconvolution process, the maximum value filter process, the intermediate value filter, and the like. Processing, minimum value filtering processing, abnormal point detection processing, and the like can also be performed. Further, the dimension can be expanded as the processing of the four-dimensional spatial filter FF.

<少ない造影剤による左冠状動脈の三次元表示>
例えば、図15に心臓の左冠状動脈の形状の例を示す。例えば、少ない造影剤でこの左冠状動脈全体を三次元表示することを考える。図15に示すように、時間軸方向に画像再構成する時刻を充分密に取る、つまり時間間隔Δtを充分に短くする。そして、三次元領域gn−2,gn−1,g,gn+1,gn+2は四次元領域として四次元連続領域となり、時間軸方向に射影して三次元に縮退させる。こうして、各時刻においては断片的な三次元領域だった造影剤で造影された血管Veの断片が、左冠状動脈全体として連続三次元領域とすることができる。この連続三次元領域を三次元MIP表示、三次元再投影表示することで、四次元MIP表示、四次元再投影表示が実現できる。また、この三次元連続領域を画像計測することで、体積、表面積などの三次元画像特徴量も求めることもできる。
<3D display of left coronary artery with few contrast agents>
For example, FIG. 15 shows an example of the shape of the left coronary artery of the heart. For example, consider a three-dimensional display of the entire left coronary artery with a small amount of contrast medium. As shown in FIG. 15, the time for image reconstruction in the time axis direction is sufficiently dense, that is, the time interval Δt is sufficiently shortened. Then, the three-dimensional regions g n−2 , g n−1 , g n , g n + 1 , and g n + 2 become a four-dimensional continuous region as a four-dimensional region, are projected in the time axis direction, and are degenerated in three dimensions. In this way, a fragment of the blood vessel Ve contrasted with the contrast agent that was a fragmentary three-dimensional region at each time can be made into a continuous three-dimensional region as the entire left coronary artery. By displaying the continuous three-dimensional region in three-dimensional MIP display and three-dimensional reprojection display, four-dimensional MIP display and four-dimensional reprojection display can be realized. Further, by measuring an image of this three-dimensional continuous region, a three-dimensional image feature amount such as a volume and a surface area can be obtained.

このような造影剤同期撮影は、図16のフローチャートによってに用いることにより、より少ない造影剤により血管Veの長い範囲を撮影できる。
ステップC1では、操作者は、被検体をクレードル12に乗せ位置合わせを行う。
ステップC2では、操作者は、スカウト像収集を行う。
ステップC3では、操作者は、撮影条件設定を行う。
ステップC4では、操作者は、ベースライン断層像撮影を行う。
ステップC5では、ベースライン断層像表示が行われる。
ステップC6では、操作者は、造影剤同期撮影条件設定を行う。ベースライン断層像上で関心領域設定を行う。
By using such contrast agent synchronous imaging according to the flowchart of FIG. 16, it is possible to image a long range of the blood vessel Ve with less contrast medium.
In step C1, the operator places the subject on the cradle 12 and performs positioning.
In step C2, the operator performs scout image collection.
In step C3, the operator sets shooting conditions.
In step C4, the operator performs baseline tomography.
In step C5, a baseline tomographic image display is performed.
In step C6, the operator performs contrast agent synchronous imaging condition setting. Set the region of interest on the baseline tomogram.

ステップC7では、画像入力部5は、モニタスキャンを開始する。
ステップC8では、関心領域の平均CT値は設定された閾値を超えたかを判断し、YesであればステップC9へ行く。NOであればステップC8を繰り返す。
ステップC9では、画像入力部5は、本スキャンの準備を行う。撮影テーブル10のクレードル12を本スキャンの位置へ移動させる。
ステップC10では、画像入力部5は、本スキャン開始を行う。
ステップC11では、本スキャン断層像表示が行われる。
この処理において、本スキャンの造影剤を従来よりも少なくし、X線CT装置100において少ない造影剤による血管Veの長い範囲の撮影を行うことができる。
In step C7, the image input unit 5 starts a monitor scan.
In Step C8, it is determined whether the average CT value of the region of interest exceeds a set threshold value. If Yes, the process goes to Step C9. If NO, repeat step C8.
In step C9, the image input unit 5 prepares for the main scan. The cradle 12 of the imaging table 10 is moved to the main scan position.
In step C10, the image input unit 5 starts a main scan.
In step C11, the main scan tomographic image display is performed.
In this process, the contrast agent for the main scan is reduced as compared with the conventional case, and the X-ray CT apparatus 100 can perform imaging of a long range of the blood vessel Ve with a small amount of contrast agent.

<適応型再投影表示、適応型MIP表示>
本実施形態においては、さらに適応型再投影表示、適応型MIP表示に改善することもできる。なお、適応型とは、条件に応じて処理を変更する概念である。
図17は、時間軸方向に伸びた第1適応型フィルタAdFg1(x,y,z1,t1)の例を示す。図17においては、注目画素ATTg(x,y,z1,t1)を中心に時間軸方向にt1−Δtからt1+Δtの範囲の近傍領域に第1適応型フィルタAdFg1(x,y,z1,t1)を設定している。
<Adaptive reprojection display, adaptive MIP display>
In this embodiment, the adaptive reprojection display and the adaptive MIP display can be further improved. The adaptive type is a concept that changes processing according to conditions.
FIG. 17 shows an example of the first adaptive filter AdFg1 (x, y, z1, t1) extending in the time axis direction. In FIG. 17, the first adaptive filter AdFg1 (x, y, z1, t1) is located in the vicinity of the target pixel ATTg (x, y, z1, t1) in the time axis direction in the range from t1−Δt to t1 + Δt. Is set.

図18には時間軸方向、空間軸方向に伸びた第2適応型フィルタAdFg2(x,y,z1,t1)の例を示す。図18においては、注目画素ATTg(x,y,z1,t1)を中心に時間軸方向、およびにx,y方向の空間軸方向にt1−(K−1)/2からt1+(K−1)/2、x−(K−1)/2からx+(K−1)/2、y−(K−1)/2からy+(K−1)/2の画素範囲の近傍領域に第2適応型フィルタAdFg2(x,y,z1,t1)を設定している。
図19は、注目画素ATTgの近傍領域の画素のCT値のヒストグラム分布を示した例である。
FIG. 18 shows an example of the second adaptive filter AdFg2 (x, y, z1, t1) extending in the time axis direction and the space axis direction. In FIG. 18, t1− (K−1) / 2 to t1 + (K−1) in the time axis direction around the target pixel ATTg (x, y, z1, t1) and in the spatial axis direction in the x and y directions. ) / 2, x− (K−1) / 2 to x + (K−1) / 2, and y− (K−1) / 2 to y + (K−1) / 2. An adaptive filter AdFg2 (x, y, z1, t1) is set.
FIG. 19 is an example showing a histogram distribution of CT values of pixels in the vicinity region of the target pixel ATTg.

図20は、適応型再投影処理、適応型MIP処理の例を示すフローチャートである。注目画素ATTg(x,y,z1,t1)の近傍領域の画素のCT値のヒストグラム分布に応じて、処理を変更すると次のような処理になる。
ステップA1では、射影処理部35は、x=1,y=1とする。
ステップA2では、射影処理部35は、断層像の注目画素ATTg(x,y,z1,t1)の近傍領域の画素を読み込む。
ステップA3では、グループ1に属するかを判断し、YESであればステップA4へ行き、NOであればステップA5へ行く。
ステップA4では、グループ1内の画素と平均、又は加重加算処理を行う。
ステップA5では、グループ2に属するかを判断し、YESであればステップA6へ行き、NOであればステップA7へ行く。
FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of adaptive reprojection processing and adaptive MIP processing. When the process is changed according to the histogram distribution of the CT values of the pixels in the vicinity of the target pixel ATTg (x, y, z1, t1), the following process is performed.
In step A1, the projection processing unit 35 sets x = 1 and y = 1.
In step A2, the projection processing unit 35 reads pixels in the vicinity of the target pixel ATTg (x, y, z1, t1) of the tomographic image.
In step A3, it is determined whether it belongs to group 1. If YES, go to step A4, and if NO, go to step A5.
In step A4, the pixels in group 1 are averaged or weighted addition processing is performed.
In step A5, it is determined whether it belongs to group 2. If YES, go to step A6, and if NO, go to step A7.

ステップA6では、グループ2内の画素と平均、又は加重加算処理、又は処理を行わない
ステップA7では、x=Kかを判断し、YESであればステップA8へ行き、NOであればステップA2へ行く。
ステップA8では、y=Kかを判断し、YESであればステップA9へ行き、NOであればステップA2へ行く。
ステップA9では、射影処理部35は、四次元再投影処理、又は四次元MIP処理を行う。例えば、グループ1が背景でグループ2が部位の場合に、グループ1に注目画素ATTg(x,y,z1,t1)が属すれば、平均又は加重加算処理を行い、グループ2では処理を行わない。これにより、グループ1の背景でのノイズは改善し、グループ2の構造物のコントラスト、空間分解能は失わない。
In step A6, the pixel in group 2 is averaged or weighted addition processing is not performed. In step A7, it is determined whether x = K. If YES, the process goes to step A8. If NO, the process goes to step A2. go.
In step A8, it is determined whether y = K. If YES, the process goes to step A9. If NO, the process goes to step A2.
In step A9, the projection processing unit 35 performs a four-dimensional reprojection process or a four-dimensional MIP process. For example, when the group 1 is the background and the group 2 is the part, if the target pixel ATTg (x, y, z1, t1) belongs to the group 1, the average or weighted addition processing is performed, and the processing is not performed in the group 2. . Thereby, the noise in the background of the group 1 is improved, and the contrast and the spatial resolution of the structure of the group 2 are not lost.

また、グループ1は組織1、グループ2は組織2で、いずれもコントラストのない構造物のない組織であれば、グループ1ではグループ1内の画素と平均又は加重加算を行い、グループ2ではグループ2内の画素と平均又は加重加算を行う。そして、いずれのグループ内においてもノイズを改善させることができるなどの場合に適応した処理を行える。   If group 1 is organization 1 and group 2 is organization 2 and both have no structure with no contrast, group 1 performs an average or weighted addition with the pixels in group 1 and group 2 performs group 2 The average or weighted addition is performed with the pixels within. In any group, it is possible to perform processing adapted to the case where noise can be improved.

なお、グループ1に所属するか否か、グループ2に所属するか否かの判断は、グループ1の標準偏差σ1、グループ2の標準偏差σ2を求めて、統計的にどちらのグループに近いかを判断しても良いし、又は標準偏差のσ1,σ2の3倍以内にあるか否かと判断しても良い。この適応型フィルタをかけた後に四次元再投影処理、四次元MIP処理などを行うことにより、四次元再投影処理、四次元MIP処理のノイズ、コントラストなどの画質を改善することができる。   Whether to belong to group 1 or whether to belong to group 2 is determined by obtaining the standard deviation σ1 of group 1 and the standard deviation σ2 of group 2 to determine which group is statistically close. It may be determined, or it may be determined whether it is within three times the standard deviation σ1, σ2. By performing the four-dimensional reprojection process, the four-dimensional MIP process, and the like after applying the adaptive filter, the image quality such as noise and contrast of the four-dimensional reprojection process and the four-dimensional MIP process can be improved.

本実施形態においては、四次元以上の時系列多次元画像における適応型N次元再投影表示、又は適応型N次元MIP表示を行った場合の実施形態を示す。三次元以上の多次元の時系列画像としては、リモートセンシングにおけるマルチバンド画像や、医用診断機器の複数モダリティの重ね合わせ画像が存在する。   In the present embodiment, an embodiment in which adaptive N-dimensional reprojection display or adaptive N-dimensional MIP display is performed on a time-series multidimensional image of four dimensions or more is shown. Multi-dimensional time-series images of three or more dimensions include multi-band images in remote sensing and superimposed images of multiple modalities of medical diagnostic equipment.

例えば、図21にはX線CT装置による被検体の時系列三次元画像とMRCT装置による被検体の時系列三次元画像を重ね合わせた場合を示している。この時、X線CT装置の時系列三次元画像の座標系をx,y,zとし、各画素値をc(x,y,z,t)、MRCT装置の時系列三次元画像の座標系をxm,ym,zmとし、各画素値をr(xm,ym,zm,t)とする。X線CT装置における時系列三次元画像とMRCT装置における時系列三次元画像を重ね合わせた時系列画像においては、ある画素は(c(x,y,z,t),r(x,y,z,t))という5次元の多次元画像となる。   For example, FIG. 21 shows a case where a time-series three-dimensional image of a subject by an X-ray CT apparatus and a time-series three-dimensional image of a subject by an MRCT apparatus are superimposed. At this time, the coordinate system of the time-series three-dimensional image of the X-ray CT apparatus is x, y, z, each pixel value is c (x, y, z, t), and the coordinate system of the time-series three-dimensional image of the MRCT apparatus. Is xm, ym, zm, and each pixel value is r (xm, ym, zm, t). In a time-series image obtained by superimposing a time-series 3D image in an X-ray CT apparatus and a time-series 3D image in an MRCT apparatus, a certain pixel is represented by (c (x, y, z, t), r (x, y, z, t)) is a five-dimensional multidimensional image.

このように、複数モダリティの三次元画像を重ね合わせることにより、多次元画像の次数は上がって行く。この多次元画像において、時系列な多次元画像を用いて時間軸方向に射影することができる。これにより以上の再投影表示、MIP表示、適応型再投影表示、適応型MIP表示を行い、同様の効果を得ることができる。   In this way, the order of the multidimensional image is increased by superimposing the three-dimensional images of a plurality of modalities. In this multidimensional image, it is possible to project in the time axis direction using a time-series multidimensional image. As a result, the above-described reprojection display, MIP display, adaptive reprojection display, and adaptive MIP display can be performed, and similar effects can be obtained.

注目画素g(x,y,z,t)における時系列X線CT,MRCT三次元画像の値を(c(x,y,z,t),r(x,y,z,t))とすると、注目画素g(x,y,z,t)を中心に時間軸方向に[t−(K−1)/2,t+(K−1)/2]、x,y,z軸方向に[x−(K−1)/2,x+(K−1)/2]、[y−(K−1)/2,y+(K−1)/2]、[z−(K−1)/2,z+(K−1)/2]の画素範囲を適応型フィルタの近傍領域としている。 The values of the time-series X-ray CT and MRCT three-dimensional images at the target pixel g (x, y, z, t) are (c (x, y, z, t), r (x, y, z, t)). Then, [t− (K t −1) / 2, t + (K t −1) / 2], x, y, z axes in the time axis direction around the target pixel g (x, y, z, t). [X− (K x −1) / 2, x + (K x −1) / 2], [y− (K y −1) / 2, y + (K y −1) / 2], [z The pixel range of − (K z −1) / 2, z + (K z −1) / 2] is set as the neighborhood region of the adaptive filter.

これらの近傍領域の画素のCT値のヒストグラム分布を求めた場合が、図19のようになる。もし、注目画素の近傍領域の画素のCT値又はMRCT画素値のヒストグラム分布がグループc1,グループc2又はグループr1,グループr2に分かれた場合の適応型再投影処理又は適応型MIP処理のフローチャートは図22に示すようになる。   FIG. 19 shows a case where the histogram distribution of the CT values of the pixels in these neighboring regions is obtained. The flowchart of the adaptive reprojection process or the adaptive MIP process when the histogram distribution of the CT value or the MRCT pixel value of the pixel in the vicinity region of the target pixel is divided into group c1, group c2, or group r1, group r2 is shown in FIG. As shown in FIG.

ステップA11では、x=1,y=1,z=1とする。
ステップA12では、時系列X線CT,MRCT三次元画像の各画素(c(x,y,z,t),r(x,y,z,t))の近傍領域を読み込む。
ステップA13では、画素c(x,y,z,t)がグループc1に属するかを判断し、YESであればステップA14へ行き、NOであればステップA15へ行く。
ステップA14では、グループc1内の画素と平均又は加重加算処理を行う。
ステップA15では、画素c(x,y,z,t)がグループc2に属するかを判断し、YESであればステップA16へ行き、NOであればステップA17へ行く。
ステップA16では、グループc2内の画素と平均又は加重加算処理を行う。又は処理を行わない。
In step A11, x = 1, y = 1, and z = 1.
In step A12, the neighborhood region of each pixel (c (x, y, z, t), r (x, y, z, t)) of the time-series X-ray CT and MRCT three-dimensional image is read.
In Step A13, it is determined whether or not the pixel c (x, y, z, t) belongs to the group c1, and if YES, go to Step A14, if NO, go to Step A15.
In step A14, an average or weighted addition process is performed on the pixels in the group c1.
In step A15, it is determined whether the pixel c (x, y, z, t) belongs to the group c2. If YES, the process goes to step A16, and if NO, the process goes to step A17.
In step A16, an average or weighted addition process is performed on the pixels in the group c2. Alternatively, no processing is performed.

ステップA17では、画素r(x,y,z,t)がグループr1に属するかを判断し、YESであればステップA18へ行き、NOであればステップA19へ行く。
ステップA18では、グループr1内の画素と平均又は加重加算処理を行う。
ステップA19では、画素r(x,y,z,t)がグループr2に属するかを判断し、YESであればステップA20へ行き、NOであればステップA21へ行く。
ステップA20では、グループr2内の画素と平均又は加重加算処理を行う。又は処理を行わない。
In step A17, it is determined whether the pixel r (x, y, z, t) belongs to the group r1, and if YES, go to step A18, and if NO, go to step A19.
In step A18, an average or weighted addition process is performed on the pixels in the group r1.
In Step A19, it is determined whether or not the pixel r (x, y, z, t) belongs to the group r2. If YES, the process goes to Step A20, and if NO, the process goes to Step A21.
In step A20, an average or weighted addition process is performed on the pixels in the group r2. Alternatively, no processing is performed.

ステップA21では、x=Kかを判断し、YESであればステップA22へ行き、NOであればステップA12へ戻る。
ステップA22では、y=Kかを判断し、YESであればステップA23へ行き、NOであればステップA12へ戻る。
ステップA23では、z=Kかを判断し、YESであればステップA24へ行き、NOであればステップA12へ戻る。
In step A21, it is determined whether x = K x, if YES go to Step A22, if NO the process returns to step A12.
In step A22, it is determined whether y = K y, if YES go to Step A23, if NO the process returns to step A12.
In step A23, it is determined whether z = K z, if YES go to Step A24, if NO the process returns to step A12.

ステップA24では、四次元再投影処理又は四次元MIP処理を行う。
例えば、グループc1又はグループr1が背景で、グループc2又はグループr2が構造物の場合は、グループc1又はグループr1に属すれば、グループc1,r1内で平均又は加重加算処理を行い、グループc2又はグループr2に属すれば、グループc2,r2内では処理を行わない。これにより、グループc1又はグループr1の背景でのノイズは改善し、グループc2又はグループr2の構造物のコントラスト又は空間分解能は失われない。又は、それほど劣化しない。
In step A24, a four-dimensional reprojection process or a four-dimensional MIP process is performed.
For example, when the group c1 or the group r1 is the background and the group c2 or the group r2 is a structure, if the group c1 or the group r1 belongs to the group c1 or the group r1, an average or weighted addition process is performed in the groups c1 and r1, and the group c2 or If it belongs to the group r2, no processing is performed in the groups c2 and r2. Thereby, the noise in the background of the group c1 or the group r1 is improved, and the contrast or spatial resolution of the structure of the group c2 or the group r2 is not lost. Or it does not deteriorate so much.

また、グループc1又はグループr1は組織1、グループc2又はグループr2は組織2で、いずれもコントラストの小さい構造物のない組織であるとすれば、グループc1又はグループr1ではグループc1又はグループr1内の画素と平均又は加重加算処理を行い、グループc2又はグループr2内の画素と平均又は加重加算処理を行い、いずれのグループ内においてもノイズを改善させることができる。   In addition, if the group c1 or the group r1 is the organization 1, the group c2 or the group r2 is the organization 2, and both are organizations without a structure having a small contrast, the group c1 or the group r1 includes the group c1 or the group r1. An average or weighted addition process is performed on the pixels, and an average or weighted addition process is performed on the pixels in the group c2 or the group r2, and noise can be improved in any group.

なお、グループc1,グループr1,グループc2,グループr2に属するか否かの判断は、グループc1,グループr1,グループc2,グループr2の各々の標準偏差σc1,σr1,σc2,σr2を求めて、その標準偏差と比較して統計的にグループc1に近いか、グループc2に近いか、又はグループr1に近いか、グループr2に近いかを判断することもできる。   The determination of whether or not it belongs to group c1, group r1, group c2, and group r2 is performed by obtaining standard deviations σc1, σr1, σc2, and σr2 of group c1, group r1, group c2, and group r2, respectively. It can also be determined whether it is statistically close to group c1, close to group c2, close to group r1, or close to group r2 compared to the standard deviation.

以上の実施形態では、N=4の場合を説明したが、Nが4より大きい整数値である場合であっても同様の効果が得られる。   Although the case where N = 4 has been described in the above embodiment, the same effect can be obtained even when N is an integer value greater than 4.

また、以上説明してきた実施形態は、上述した機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(又は記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても実現できるものである。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   In the embodiment described above, a storage medium (or recording medium) in which a program code of software that realizes the above-described function is recorded is supplied to the system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus is supplied. ) Can also be realized by reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

このようなプログラムコードを格納する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク(登録商標)、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発生のメモリカード、ROM、DVD−RAM、DVD−ROM、CD−RWを用いることができる。さらには、ネットワーク(例えばインターネット)という媒体を介してダウンロードしても良いであろう。   As a storage medium for storing such program code, for example, a floppy disk (registered trademark), a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, a DVD-RAM, a DVD- ROM and CD-RW can be used. Furthermore, it may be downloaded via a medium called a network (for example, the Internet).

また、上記プログラムはファームウェアにも適用可能であることは自明である。
なお、本実施形態では、X線CT装置100で四次元表示を行っているが、他のモダリティのMRI,PET、MRI−CT装置、超音波診断装置、産業用X線CT装置、産業用超音波探傷装置、又は電子顕微鏡装置などで画像合成を行って四次元を超える次元の処理として行っても同様の効果が出せる。
It is obvious that the above program can be applied to firmware.
In the present embodiment, four-dimensional display is performed by the X-ray CT apparatus 100. However, other modalities of MRI, PET, MRI-CT apparatus, ultrasonic diagnostic apparatus, industrial X-ray CT apparatus, and industrial ultra-high speed are used. The same effect can be obtained even if image synthesis is performed by an acoustic flaw detector or an electron microscope device, and processing is performed in a dimension exceeding four dimensions.

本発明の一実施形態にかかるX線CT装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the X-ray CT apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本実施形態のX線CT装置についての動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of operation | movement about the X-ray CT apparatus of this embodiment. (a)は、シネスキャンの各時系列断層像を示す図であり、(b)は、ヘリカルスキャンの各時系列断層像を示す図である。(A) is a figure which shows each time series tomogram of a cine scan, (b) is a figure which shows each time series tomogram of a helical scan. アキシャルシャトルスキャンの動作を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement of an axial shuttle scan. ヘリカルシャトルスキャンの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of a helical shuttle scan. (a)は三次元再投影の概念図であり、図6(b)は、補間された断層像を示す図である。(A) is a conceptual diagram of three-dimensional reprojection, and FIG. 6 (b) is a diagram showing an interpolated tomographic image. 時間軸方向再投影表示および時間軸方向MIP表示を示す図である。It is a figure which shows a time-axis direction reprojection display and a time-axis direction MIP display. 四次元再投影表示のフローチャートである。It is a flowchart of a four-dimensional reprojection display. 四次元MIP表示のフローチャートである。It is a flowchart of a four-dimensional MIP display. 少量の造影剤で血管Veを画像化する例を示す図である。It is a figure which shows the example which images the blood vessel Ve with a small amount of contrast agents. (a)および(b)は、短い周期で少量の造影剤で血管Veを画像化する例を示す図であり、(c)は、造影剤のピークの幅を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the example which images the blood vessel Ve with a small amount of contrast agents with a short period, (c) is a figure which shows the width | variety of the peak of a contrast agent. 各四次元連続領域の三次元表示を行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which performs the three-dimensional display of each four-dimensional continuous area | region. 四次元空間フィルタFFの例(3×3×3×3の例)の説明図である。It is explanatory drawing of the example (3x3x3x3 example) of the four-dimensional spatial filter FF. 四次元空間フィルタFFの例(5×5×5×5の例)の説明図である。It is explanatory drawing of the example (example of 5x5x5x5) of four-dimensional spatial filter FF. 血管Veの形状の例を示す図と、各時刻における血管Ve内の造影剤分布の変化を示す図である。It is a figure which shows the example of the shape of the blood vessel Ve, and a figure which shows the change of the contrast agent distribution in the blood vessel Ve in each time. 造影剤同期撮影の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of contrast agent synchronous imaging. 時間軸方向の適応型フィルタを示す図である。It is a figure which shows the adaptive filter of a time-axis direction. 時間軸方向、空間軸方向に伸びた適応型フィルタを示す図である。It is a figure which shows the adaptive filter extended in the time-axis direction and the space-axis direction. 近傍画素内の画素のグループ分けを示す図である。It is a figure which shows grouping of the pixel in a neighborhood pixel. 適応型再投影処理、適応型MIP処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of an adaptive reprojection process and an adaptive MIP process. 被検体の時系列三次元画像とMRCT装置による被検体の時系列三次元画像を重ね合わせた図である。It is the figure which overlap | superposed the time-sequential 3D image of the subject and the time-sequential 3D image of the subject by the MRCT apparatus. グループに分かれた場合の適応型再投影処理又は適応型MIP処理のフローチャートである。It is a flowchart of an adaptive reprojection process or an adaptive MIP process when divided into groups.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 操作コンソール
2 … 入力装置
3 … 中央処理装置
5 … 画像入力部(データ収集バッファ)
6 … モニタ
7 … 記憶装置
12 … クレードル
15 … 回転部
20 … 走査ガントリ
21 … X線管
23 … コリメータ
24 … 多列X線検出器
25 … データ収集装置(DAS)
26 … 回転部コントローラ
28 … ビーム形成X線フィルタ
29 … 制御コントローラ
30 … スリップリング
31 … 前処理部
33 … ビームハードニング処理部
34 … 画像再構成部
35 … 射影処理部
d … 回転中心軸上での多列X線検出器幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation console 2 ... Input device 3 ... Central processing unit 5 ... Image input part (data collection buffer)
6 ... Monitor 7 ... Storage device 12 ... Cradle 15 ... Rotating unit 20 ... Scanning gantry 21 ... X-ray tube 23 ... Collimator 24 ... Multi-row X-ray detector 25 ... Data acquisition device (DAS)
26: Rotating unit controller 28 ... Beam forming X-ray filter 29 ... Control controller 30 ... Slip ring 31 ... Pre-processing unit 33 ... Beam hardening processing unit 34 ... Image reconstruction unit 35 ... Projection processing unit d ... On the rotation center axis Multi-row X-ray detector width

Claims (17)

時系列に並んだN−1次元画像をN次元画像として、画像を入力する画像入力部と、
このN次元画像を時間方向に射影処理を行う射影処理部と、
この射影処理部で射影処理したN次元画像をN−1次元画像として画像表示を行う画像表示部と
を含むことを特徴とするN次元画像表示装置。
An image input unit for inputting an image by using N-1D images arranged in time series as an N-dimensional image;
A projection processing unit that performs projection processing of the N-dimensional image in the time direction;
An N-dimensional image display apparatus, comprising: an image display unit that displays an N-dimensional image projected by the projection processing unit as an N-1D image.
前記射影処理手段は、時系列N−1次元画像をN次元画像上のある限られたCT値の範囲に対して、時間方向の射影処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のN次元画像表示装置。   2. The projection processing unit according to claim 1, wherein the projection processing unit performs a time-direction projection process on a time-series N−1-dimensional image with respect to a limited range of CT values on the N-dimensional image. Dimensional image display device. 前記射影処理部は、前記時系列に並んだN−1次元画像をN次元画像として、時間方向に再投影処理又は時間方向にMIP処理(Maximum Intensity Projection:最大輝度投影処理)を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のN次元画像表示装置。   The projection processing unit performs reprojection processing in the time direction or MIP processing (Maximum Intensity Projection) in the time direction, using the N-1D images arranged in time series as the N-dimensional image. The N-dimensional image display device according to claim 1 or 2. 前記射影処理部は、時刻ごとに色を変えた再投影処理又はMIP処理を行うことを特徴とする請求項3に記載のN次元画像表示装置。   The N-dimensional image display apparatus according to claim 3, wherein the projection processing unit performs reprojection processing or MIP processing in which a color is changed at each time. 前記射影処理部は、適応型再投影処理を行うことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のN次元画像表示装置。   The N-dimensional image display device according to claim 3, wherein the projection processing unit performs adaptive reprojection processing. 前記射影処理部は、適応型MIP処理を行うことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のN次元画像表示装置。   The N-dimensional image display device according to claim 3, wherein the projection processing unit performs adaptive MIP processing. X線発生装置と、相対してX線を検出する多列X線検出器とを、前記X線発生装置と多列X線検出器との間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、被検体を透過したX線投影データを収集して断層像を撮影するX線断層撮像装置において、
前記断層像を時系列な並んだN次元画像として、入力する画像入力部と、
このN次元画像を時間方向に射影処理を行う射影処理部と、
この射影処理部で射影処理したN次元画像をN次元画像として画像表示を行う画像表示部と、
を含むことを特徴とするX線断層撮像装置。
While rotating the X-ray generator and the multi-row X-ray detector for detecting X-rays relative to each other around the rotation center between the X-ray generator and the multi-row X-ray detector, In an X-ray tomographic imaging apparatus for collecting tomographic images by collecting X-ray projection data transmitted through a subject,
An image input unit for inputting the tomographic image as a time-series aligned N-dimensional image;
A projection processing unit that performs projection processing of the N-dimensional image in the time direction;
An image display unit that displays an image of the N-dimensional image projected by the projection processing unit as an N-dimensional image;
An X-ray tomographic imaging apparatus comprising:
前記N次元画像のある時刻における注目画素に対して、時系列な並んだN次元空間フィルタの処理を行うことを特徴とする請求項7に記載のX線断層撮像装置。   8. The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 7, wherein processing of N-dimensional spatial filters arranged in time series is performed on a target pixel at a certain time of the N-dimensional image. 前記X線投影データを収集するスキャンは、シネスキャン又はシャトルスキャンであることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のX線断層撮像装置。   The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 7 or 8, wherein the scan for collecting the X-ray projection data is a cine scan or a shuttle scan. 前記射影処理部は、時系列N−1次元画像をN次元画像上のある限られたCT値の範囲に対して、時間方向の射影処理を行うことを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載のX線断層撮像装置。   10. The projection processing unit performs a time-direction projection process on a time-series N−1-dimensional image with respect to a limited range of CT values on the N-dimensional image. The X-ray tomographic imaging apparatus according to any one of the above. 前記射影処理部は、前記時系列に並んだN次元画像をN次元画像として、時間方向に再投影処理又は時間方向にMIP処理を行うことを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載のX線断層撮像装置。   The projection processing unit performs reprojection processing in a time direction or MIP processing in a time direction by using the N-dimensional images arranged in time series as an N-dimensional image. The X-ray tomographic imaging apparatus according to one item. 前記射影処理部は、時刻ごとに色を変えた再投影処理又はMIP処理を行うことを特徴とする請求項11に記載のX線断層撮像装置。   The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 11, wherein the projection processing unit performs reprojection processing or MIP processing in which a color is changed at each time. 前記画像入力部は、前記N次元画像の中で所定領域のCT値の時間的変化を考慮して、前記X線投影データを収集するスキャンの間隔を決めることを特徴とする請求項9に記載のX線断層撮像装置。   The said image input part determines the scanning interval which collects the said X-ray projection data in consideration of the temporal change of CT value of a predetermined area | region in the said N-dimensional image. X-ray tomographic imaging apparatus. 前記射影処理部は、時間軸方向の適応型再投影処理であることを特徴とする請求項11に記載のX線断層撮像装置。   The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 11, wherein the projection processing unit is adaptive reprojection processing in a time axis direction. 前記射影処理部は、時間軸方向の適応型MIP処理であることを特徴とする請求項11に記載のX線断層撮像装置。   The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 11, wherein the projection processing unit is adaptive MIP processing in a time axis direction. あるCT値の範囲の領域の時間的変化を考慮して、各断層像の時系列間隔を決めて画像再構成を行う画像再構成部を含むことを特徴とする請求項6に記載のX線断層撮像装置。   The X-ray according to claim 6, further comprising an image reconstruction unit that performs image reconstruction by determining a time-series interval of each tomographic image in consideration of temporal changes in a region of a certain CT value range. Tomographic imaging device. あるCT値の範囲の領域の時間的変化及びその領域の広がった大きさを考慮して、各断層像の時系列間隔を決めて画像再構成を行う画像再構成部を含むことを特徴とする請求項6に記載のX線断層撮像装置。
In consideration of a temporal change in a region of a certain CT value range and an expanded size of the region, an image reconstruction unit that performs image reconstruction by determining a time series interval of each tomographic image is included. The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 6.
JP2007259325A 2007-10-03 2007-10-03 Image display apparatus and X-ray tomography apparatus Expired - Fee Related JP5514397B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007259325A JP5514397B2 (en) 2007-10-03 2007-10-03 Image display apparatus and X-ray tomography apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007259325A JP5514397B2 (en) 2007-10-03 2007-10-03 Image display apparatus and X-ray tomography apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009082632A true JP2009082632A (en) 2009-04-23
JP5514397B2 JP5514397B2 (en) 2014-06-04

Family

ID=40656860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007259325A Expired - Fee Related JP5514397B2 (en) 2007-10-03 2007-10-03 Image display apparatus and X-ray tomography apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5514397B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014050753A (en) * 2013-12-06 2014-03-20 Ziosoft Inc Medical image processor and medical image processing program
JP2017192606A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 コニカミノルタ株式会社 Image generation system
CN108567443A (en) * 2017-03-09 2018-09-25 通用电气公司 Color visualization system and method for CT images

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06348863A (en) * 1993-06-08 1994-12-22 Yokogawa Medical Syst Ltd Picture processor
JP2002236910A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Hitachi Medical Corp Three-dimensional image creating method
JP2004305486A (en) * 2003-04-08 2004-11-04 Canon Inc Image processing apparatus, method and system
JP2005080285A (en) * 2003-08-28 2005-03-24 Toshiba Corp Three-dimensional image processing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06348863A (en) * 1993-06-08 1994-12-22 Yokogawa Medical Syst Ltd Picture processor
JP2002236910A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Hitachi Medical Corp Three-dimensional image creating method
JP2004305486A (en) * 2003-04-08 2004-11-04 Canon Inc Image processing apparatus, method and system
JP2005080285A (en) * 2003-08-28 2005-03-24 Toshiba Corp Three-dimensional image processing apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014050753A (en) * 2013-12-06 2014-03-20 Ziosoft Inc Medical image processor and medical image processing program
JP2017192606A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 コニカミノルタ株式会社 Image generation system
CN108567443A (en) * 2017-03-09 2018-09-25 通用电气公司 Color visualization system and method for CT images
CN108567443B (en) * 2017-03-09 2023-12-01 通用电气公司 Color visualization system and method for CT images

Also Published As

Publication number Publication date
JP5514397B2 (en) 2014-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101728046B1 (en) Tomography apparatus and method for reconstructing a tomography image thereof
US7623691B2 (en) Method for helical windmill artifact reduction with noise restoration for helical multislice CT
EP1741062B1 (en) Cone beam ct apparatus using truncated projections and a previously acquired 3d ct image
JP5348855B2 (en) Object image reconstruction method and apparatus for performing the method
WO2014054660A1 (en) Image processing device and x-ray ct device
JP3944173B2 (en) Radiation image processing apparatus and processing method
JP5324883B2 (en) CT apparatus and metal shape extraction method
KR20170105876A (en) Tomography apparatus and method for reconstructing a tomography image thereof
KR20160119540A (en) Tomography apparatus and method for processing a tomography image thereof
KR20180041007A (en) Apparatus and method of processing medical image
JP5209210B2 (en) X-ray CT system
KR101783964B1 (en) Tomography apparatus and method for reconstructing a tomography image thereof
JP5097355B2 (en) Radiation tomography equipment
EP3349655B1 (en) Tomography apparatus and controlling method for the same
JP5514397B2 (en) Image display apparatus and X-ray tomography apparatus
US20070053605A1 (en) Method for generation of 3-D x-ray image data of a subject
JP5199541B2 (en) Radiation tomography equipment
JP6933521B2 (en) Medical image processing equipment and X-ray CT equipment
KR101034270B1 (en) apparatus for restructing high contrast X-ray tomographic and method thereof
KR20180063753A (en) Medical image apparatus and method for operating the same
JP6877881B2 (en) Medical image processing device, X-ray CT device and image processing method
JP6873831B2 (en) Medical image diagnostic equipment, medical image processing equipment and medical image processing program
JP2010046102A (en) Tomographic image processor, x-ray ct apparatus, and program
WO2018116791A1 (en) Medical image processing device and x-ray ct device provided with same, and medical image processing method
CN112545541A (en) Medical image processing apparatus and medical image processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20100830

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130524

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140331

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5514397

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees