JP2009142578A - X-ray ct apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、患者等被検体の断層像を撮影するためのX線CT(Computed Tomography)装置に関する。 The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus for taking a tomographic image of a subject such as a patient.
X線CT装置は、撮影条件として設定可能なX線管電圧毎に、画像再構成処理の前処理で用いられる補正データ等の画像再構成に用いる変数(以下、画像再構成変数を呼ぶ)が記憶されているのが一般的である。また、画像再構成変数のフォーマットは定められたフォーマットで構成されていた。 In the X-ray CT apparatus, for each X-ray tube voltage that can be set as an imaging condition, there are variables (hereinafter referred to as image reconstruction variables) used for image reconstruction such as correction data used in preprocessing of image reconstruction processing. It is generally memorized. In addition, the format of the image reconstruction variable is configured in a predetermined format.
また、X線投影データは、全て又は一部の画像再構成変数のデータをX線投影データの付帯情報として付してデータファイルを作成し、独立したX線投影データとしてDVDなどのメディア又はネットワークを介して、他のX線CT装置に転送していた。
ところで、X線CT装置は、X線吸収係数の分布を示すCT値の断層像を画像化してきたが、X線CT装置の機能に対する要望が多様化して来ている。最近では、各元素のX線吸収係数のX線管電圧依存性を用いて、各元素の分布を画像化する技術、いわゆるデュアルエネルギー撮影(Dual Energy Scan)と呼ばれる技術も望まれて来ている(例えば、特許文献1参照)。
Incidentally, the X-ray CT apparatus has imaged a CT value tomogram showing the distribution of the X-ray absorption coefficient, but the demand for the function of the X-ray CT apparatus has been diversified. Recently, a technique for imaging the distribution of each element by using the X-ray tube voltage dependence of the X-ray absorption coefficient of each element, a technique called dual energy scanning has been desired. (For example, refer to Patent Document 1).
例えば、上述のデュアルエネルギー撮影のように、撮影中にX線管電圧条件が変化する場合について、画像再構成変数のデータの最適な取り扱い方法が要求される。即ち、撮影条件の変化う過渡状態では多くの状態が存在する等の理由により、多くの画像再構成変数のデータを持つ必要があることが想定され、そのような多くの画像再構成変数に対応した画像再構成変数の取り扱いには、大掛かりなソフトウエアの変更の必要があるという問題点があった。
また、各撮影条件に用いられる補正データの種類が増加すると、日常における補正データを収集する校正作業、保守点検時の校正作業の長時間化するという問題点もあった。
For example, in the case where the X-ray tube voltage condition changes during imaging as in the above-described dual energy imaging, an optimal method for handling data of image reconstruction variables is required. That is, it is assumed that it is necessary to have a lot of image reconstruction variable data because there are many states in the transitional state where the shooting conditions change, and it is necessary to deal with such many image reconstruction variables. However, there is a problem in that it is necessary to make a major software change in handling the image reconstruction variable.
Further, when the types of correction data used for each photographing condition increase, there is a problem that calibration work for collecting daily correction data and calibration work at the time of maintenance inspection become longer.
そこで、本発明の目的は、X線CT装置の画像再構成処理において、X線管電圧条件の変化等、多数の異なる撮影条件に対応し、容易に画像再構成変数を用いた処理が可能なX線CT装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to deal with a number of different imaging conditions such as changes in X-ray tube voltage conditions in the image reconstruction processing of the X-ray CT apparatus, and can easily perform processing using image reconstruction variables. An object is to provide an X-ray CT apparatus.
本発明の第1の観点のX線CT装置によれば、
被検体の断層像を撮影するためのX線CT装置であって、所定の撮影条件について、複数の条件を設定可能な撮影条件設定手段と、前記撮影条件を用いて、X線発生装置とX線検出器とを有する回転部を回転させながら、被検体を走査してX線投影データを収集するX線データ収集手段と、前記複数の条件によって異なる画像再構成変数であって、少なくとも代表的な条件に対応する画像再構成変数が前記X線投影データ収集手段で収集したデータのセットに付帯して記憶された記憶部と、少なくとも前記代表的な条件以外の条件を含む前記X線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記X線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行う画像再構成手段とを備えることを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第2の観点のX線CT装置によれば、第1の観点において、
前記画像再構成手段は、前記代表的な条件及び前記代表的な条件以外の条件を含む前記X線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記X線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行うことを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第3の観点のX線CT装置によれば、第1又は第2の観点において、
前記所定の撮影条件は、X線管電圧条件であり、前記X線データ収集部は、複数のX線管電圧条件を用いてX線投影データを収集するものであり、前記代表的な条件は、前記X線データ収集に用いた複数のX線管電圧条件であることを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第4の観点のX線CT装置によれば、第2の観点のX線CT装置において、
前記所定の撮影条件は、X線管電圧条件であり、前記X線データ収集部は、複数のX線管電圧条件を用いてX線投影データを収集するものであり、前記代表的な条件は、前記X線データ収集に用いた複数のX線管電圧条件であり、前記代表的な条件以外の条件は、前記複数のX線管電圧条件の切り替えに伴う過渡区間の条件を含むことを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第5の観点のX線CT装置によれば、第1から第4の何れかの観点のX線CT装置において、
前記画像再構成部は、前記代表的な条件に対応する画像再構成変数から算出又は選択して、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を求め、当該画像再構成変数を用いて、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理を行うことを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第6の観点のX線CT装置によれば、第5の観点のX線CT装置において、
前記画像再構成部は、前記求められた画像再構成変数を、前記データのセットに追加して記憶部に記憶させることを特徴とするX線CT装置、。
また、本発明の第7の観点のX線CT装置によれば、第1から第4の何れかの観点のX線CT装置において、
前記画像再構成部は、前記代表的な条件に対応する画像再構成変数を用いた処理により得られたX線投影データから算出又は選択して、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理により得られたX線投影データを得ることにより、前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を用いた処理を行うことを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第8の観点のX線CT装置によれば、第5から第7の何れかの観点のX線CT装置において、
前記記憶部は、前記代表的な条件以外の条件に対応し、前記算出の算出条件を記憶することを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第9の観点のX線CT装置によれば、第1から第4の観点のX線CT装置において、
前記画像再構成部は、前記撮影条件の範囲及び該撮影条件の範囲に対応する画像再構成変数を記憶し、前記撮影条件の範囲に含まれる前記代表的な条件以外の条件に対応する画像再構成変数を、記憶した当該範囲に対応する画像再構成変数より求めることを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第10の観点によれば、第1から第9の何れかの観点のX線CT装置において、
前記画像再構成変数が、画像再構成の前処理に用いられる補正データであることを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第11の観点のX線CT装置によれば、第1又は第2の観点のX線CT装置において、前記撮影条件がX線管電圧、X線焦点位置、ガントリ回転速度、及びコリメータの開口幅から選ばれることを特徴とするX線CT装置、というものである。
また、本発明の第12の観点のX線CT装置によれば、
第1の観点に記載のX線CT装置に用いられるX線投影データを含むデータファイルであって、前記X線投影データと前記複数の撮影条件に対応する画像再構成変数とを含むことを特徴とするデータファイル、というものである。
According to the X-ray CT apparatus of the first aspect of the present invention,
An X-ray CT apparatus for imaging a tomographic image of a subject, an imaging condition setting unit capable of setting a plurality of conditions for a predetermined imaging condition, and an X-ray generator and an X-ray using the imaging conditions X-ray data collection means for collecting X-ray projection data by scanning a subject while rotating a rotating unit having a line detector, and image reconstruction variables that differ depending on the plurality of conditions, at least representative X-ray data collection including an image reconstruction variable corresponding to various conditions attached to and stored in a set of data collected by the X-ray projection data collection means, and at least a condition other than the representative condition X-ray comprising image reconstruction means for performing processing including an image reconstruction unit including image reconstruction processing of the X-ray projection data based on an image reconstruction variable corresponding to an imaging condition used in CT Location, is that.
According to the X-ray CT apparatus of the second aspect of the present invention, in the first aspect,
The image reconstruction unit is configured to perform image reconstruction of the X-ray projection data based on an image reconstruction variable corresponding to an imaging condition used for the X-ray data collection including the representative condition and a condition other than the representative condition. An X-ray CT apparatus that performs processing including an image reconstruction unit including configuration processing.
Moreover, according to the X-ray CT apparatus of the 3rd viewpoint of this invention, in the 1st or 2nd viewpoint,
The predetermined imaging condition is an X-ray tube voltage condition, and the X-ray data collection unit collects X-ray projection data using a plurality of X-ray tube voltage conditions, and the representative condition is An X-ray CT apparatus characterized by a plurality of X-ray tube voltage conditions used for the X-ray data collection.
According to the X-ray CT apparatus of the fourth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of the second aspect,
The predetermined imaging condition is an X-ray tube voltage condition, and the X-ray data collection unit collects X-ray projection data using a plurality of X-ray tube voltage conditions, and the representative condition is The plurality of X-ray tube voltage conditions used for the X-ray data collection, and the conditions other than the representative conditions include a condition of a transient section accompanying switching of the plurality of X-ray tube voltage conditions. X-ray CT apparatus.
According to the X-ray CT apparatus of the fifth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of any one of the first to fourth aspects,
The image reconstruction unit calculates or selects an image reconstruction variable corresponding to the representative condition, obtains an image reconstruction variable corresponding to a condition other than the representative condition, and determines the image reconstruction variable. And an X-ray CT apparatus that performs processing using an image reconstruction variable corresponding to a condition other than the representative condition.
According to the X-ray CT apparatus of the sixth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of the fifth aspect,
The X-ray CT apparatus, wherein the image reconstruction unit adds the obtained image reconstruction variable to the data set and stores it in a storage unit.
According to the X-ray CT apparatus of the seventh aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of any one of the first to fourth aspects,
The image reconstruction unit calculates or selects X-ray projection data obtained by processing using an image reconstruction variable corresponding to the representative condition, and corresponds to a condition other than the representative condition. An X-ray CT apparatus that performs processing using an image reconstruction variable corresponding to a condition other than the representative condition by obtaining X-ray projection data obtained by processing using a reconstruction variable That's it.
According to the X-ray CT apparatus of the eighth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of any of the fifth to seventh aspects,
The storage unit corresponds to a condition other than the representative condition, and is an X-ray CT apparatus that stores the calculation condition of the calculation.
According to the X-ray CT apparatus of the ninth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of the first to fourth aspects,
The image reconstruction unit stores the range of the imaging condition and an image reconstruction variable corresponding to the range of the imaging condition, and performs image reconstruction corresponding to a condition other than the representative condition included in the imaging condition range. An X-ray CT apparatus is characterized in that a configuration variable is obtained from an image reconstruction variable corresponding to the stored range.
According to a tenth aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus according to any one of the first to ninth aspects,
The X-ray CT apparatus is characterized in that the image reconstruction variable is correction data used for preprocessing of image reconstruction.
According to the X-ray CT apparatus of the eleventh aspect of the present invention, in the X-ray CT apparatus of the first or second aspect, the imaging conditions include an X-ray tube voltage, an X-ray focal position, a gantry rotation speed, And an X-ray CT apparatus selected from the opening width of the collimator.
According to the X-ray CT apparatus of the twelfth aspect of the present invention,
A data file including X-ray projection data used in the X-ray CT apparatus according to the first aspect, including the X-ray projection data and image reconstruction variables corresponding to the plurality of imaging conditions. Is a data file.
本発明のX線CT装置によれば、X線管電圧条件の変化等、多数の異なる撮影条件に対応し、容易に画像再構成変数を用いた処理が可能なX線CT装置を実現できる効果がある。 According to the X-ray CT apparatus of the present invention, it is possible to realize an X-ray CT apparatus that can easily deal with a number of different imaging conditions such as changes in X-ray tube voltage conditions and can easily perform processing using image reconstruction variables. There is.
<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、撮影条件の設定、画像再構成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線投影データを収集するデータ収集バッファ5とを具備している。さらに、操作コンソール1は、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線投影データ又はX線断層像を記憶する記憶装置7とを具備している。撮影テーブル10は、被検体HB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及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 setting of imaging conditions, image reconstruction processing, and the like, and X-ray projection data collected by the scanning gantry 20. And a data collection buffer 5 for collecting data. Furthermore, the operation console 1 includes a monitor 6 that displays a tomographic image reconstructed from projection data, and a storage device 7 that stores a program, X-ray projection data, or X-ray tomographic image. The imaging table 10 includes a cradle 12 on which the subject HB is placed and taken in and out of the opening of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and moved linearly by a motor built in the imaging table 10.
走査ガントリ20のガントリ回転部15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。ガントリ回転部15はベアリングを介して回転可能になっている。不図示の回転モータが回転すると、不図示のベルトを介して回転がガントリ回転部15に伝えられ、ガントリ回転部15が回転する。さらに、走査ガントリ20は、被検体HBの体軸の回りに回転しているガントリ回転部15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。 The gantry rotating unit 15 of 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. The gantry rotating part 15 is rotatable via a bearing. When a rotation motor (not shown) rotates, the rotation is transmitted to the gantry rotation unit 15 via a belt (not shown), and the gantry rotation unit 15 rotates. Further, the scanning gantry 20 includes a rotating unit controller 26 that controls the gantry rotating unit 15 rotating around the body axis of the subject HB, 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.
中央処理装置3は、撮影条件設定部31、画像再構成部32を有している。
撮影条件設定部31は、X線CT装置100の各種撮影条件(X線管電流、X線管電圧、コリメータ開口幅、ガントリ回転速度、各種画像再構成条件など)が設定される。撮影条件の入力は、入力装置2から入力される。また、撮影条件設定部31により設定された条件に基づく信号が、制御コントローラ29に送信され、画像再構成条件については画像再構成部32に送られる。
記憶装置7には、前記X線投影データ収集手段で収集したX線投影データに、代表的な条件に対応する画像再構成変数が付帯したデータのセット、X線投影データを画像再構成して得られた断層像データ等が記憶されている。
The central processing unit 3 includes an imaging condition setting unit 31 and an image reconstruction unit 32.
The imaging condition setting unit 31 sets various imaging conditions (X-ray tube current, X-ray tube voltage, collimator aperture width, gantry rotation speed, various image reconstruction conditions, etc.) of the X-ray CT apparatus 100. The photographing condition is input from the input device 2. In addition, a signal based on the condition set by the imaging condition setting unit 31 is transmitted to the controller 29, and the image reconstruction condition is transmitted to the image reconstruction unit 32.
The storage device 7 reconstructs the X-ray projection data collected by the X-ray projection data collection means and the set of data accompanied by image reconstruction variables corresponding to typical conditions, and X-ray projection data. The obtained tomographic image data and the like are stored.
画像再構成部32は、前処理として、例えば、X線投影データに対し、オフセット補正、X線投影データの対数変換、X線散乱補正、X線検出器の感度補正、ビームハードニング補正等を含む処理を行う。これら補正に用いる補正データは、例えばX線管電圧の違いにより異なるデータとなる。オフセット補正とは、DASに起因したノイズ除去を行うための補正である。X線散乱補正は、検出されたX線のうち、散乱X線の影響を低減するための補正である。感度補正とは、X線検出器面内で発生する感度のばらつきを低減するための補正である。ビームハードニング補正は、同一材質でも透過厚さによりX線吸収が変化し、CT画像上のCT値(輝度)が変わってしまう現象で、特に被検体HB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、いわゆるビームハードニングの影響の補正を、X線投影データのスライス方向、チャネル方向に対して行う補正である。
本実施形態においては、画像再構成部32によって、前記代表的な条件及び前記代表的な条件以外の条件を含む前記X線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記X線投影データの画像再構成処理を行う。
As preprocessing, the image reconstruction unit 32 performs, for example, offset correction, logarithmic conversion of X-ray projection data, X-ray scattering correction, X-ray detector sensitivity correction, beam hardening correction, and the like on X-ray projection data. Process that includes. The correction data used for these corrections is different data depending on, for example, the difference in X-ray tube voltage. Offset correction is correction for removing noise caused by DAS. X-ray scattering correction is correction for reducing the influence of scattered X-rays among detected X-rays. Sensitivity correction is correction for reducing variations in sensitivity that occur in the plane of the X-ray detector. Beam hardening correction is a phenomenon in which X-ray absorption changes depending on the transmission thickness even with the same material, and the CT value (brightness) on the CT image changes. In particular, the energy distribution of the radiation transmitted through the subject HB is high energy. The correction of the effect of so-called beam hardening, which is biased to the side, is performed for the slice direction and the channel direction of the X-ray projection data.
In the present embodiment, the image reconstruction unit 32 performs the X based on the image reconstruction variable corresponding to the imaging condition used for the X-ray data collection including the representative condition and the condition other than the representative condition. Image reconstruction processing of line projection data is performed.
画像再構成部32は、ビームハードニング処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。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32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32は、この断層像を記憶装置7に記憶させる。 The image reconstruction unit 32 receives the projection data subjected to the beam hardening process, and reconstructs an image based on the projection data. The projection data is subjected to a fast Fourier transform (FFT) to be converted into the frequency domain, and a reconstruction function Kernel (j) is superimposed on the projection data to perform an inverse Fourier transform. Then, the image reconstruction unit 32 performs a three-dimensional backprojection process on the projection data obtained by superimposing the reconstruction function Kernel (j), and obtains a tomogram (for each body axis direction (Z direction) of the subject HB. xy plane). The image reconstruction unit 32 stores this tomographic image 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100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HB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HB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線投影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。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 100 of the present embodiment.
In step P1, the subject HB is placed on the cradle 12 and aligned. Here, the subject HB placed on the cradle 12 aligns the slice light center position of the scanning gantry 20 with the reference point of each part. Then, scout image collection is performed. In scout imaging, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are fixed, and the X-ray projection data is collected while the cradle 12 is moved linearly. Here, the scout image is usually photographed at view angle positions of 0 degrees and 90 degrees. 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、コンベンショナルスキャン、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及び多列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と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及び多列X線検出器24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及び多列X線検出器24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、1回分の全体としての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 a conventional 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 the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 rotate. The variable pitch helical scan is an imaging method for collecting X-ray projection data by changing the speed of the cradle 12 while rotating the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 as in the helical scan. In the helical shuttle scan, the cradle 12 is accelerated and decelerated while rotating the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 as in the helical scan, and reciprocally moves in the positive direction of the z-axis or the negative direction of the z-axis. This is a scanning method for collecting X-ray projection data. When these plural radiographs are set, X-ray dose information as a whole 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HB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、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像撮影のために、X線管21の低いX線管電圧、例えば80kV、の撮影条件と、高いX線管電圧、例えば140kV、の撮影条件とを設定できる。 In setting the tomographic imaging conditions, the exposure of the subject HB can be optimized by using the automatic exposure mechanism of the X-ray CT apparatus 100. Further, in this tomographic imaging condition setting, for the so-called dual energy imaging tomographic imaging, the imaging condition of the X-ray tube 21 with a low X-ray tube voltage, for example, 80 kV, and the high X-ray tube voltage, for example, 140 kV, Shooting conditions can be set.
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によってデータ収集を行う場合には、ガントリ回転部15を被検体HB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線投影データの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線投影データ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においては、一定速度の範囲のX線投影データ収集を行う。 In step P3 to step P9, tomographic imaging is performed. In step P3, X-ray data collection is performed. Here, when collecting data by helical scanning, the data collection operation of X-ray projection data is performed while rotating the gantry rotating unit 15 around the subject HB and moving the cradle 12 on the imaging table 10 linearly. I do. Then, the z-direction coordinates of the X-ray projection 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 A position Ztable (view) is added. As described above, in the helical scan, X-ray projection data collection within a constant speed range is performed.
ステップP4ないしステップP9では、画像再構成部32を用いた画像再構成処理を行う。
ステップP4では、X線投影データ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、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。このとき、検出器の各j列ごと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X線管21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。本実施形態では、被検体HBのプロファイル面積、楕円率などに応じて、ビームハードニング補正の処理を変更する。
In Steps P4 to P9, image reconstruction processing using the image reconstruction unit 32 is performed.
In step P4, the X-ray projection data D0 (view, j, i) is preprocessed and converted 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, beam hardening correction is performed. 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 the X-ray tube 21 varies depending on the imaging conditions, the difference in the X-ray energy characteristics of the detector for each column. Can be corrected. In the present embodiment, the beam hardening correction process is changed according to the profile area, ellipticity, etc. of the subject HB.
ステップP6では、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。 In step P6, z filter convolution processing is performed. 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.
ステップP7では、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。
ステップP8では、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D3(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 P7, reconstruction function superimposition processing is performed. 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.
In step P8, a three-dimensional backprojection process is performed. Here, three-dimensional backprojection processing is performed on the projection data D3 (view, j, i) subjected to the 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、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を得る。
ステップP10では、画像再構成された断層像を表示する。断層像の例として、図2の右側に断層像Gを示す。
In step P9, post-processing is performed. 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.
In step P10, the tomographic image reconstructed is displayed. As an example of the tomographic image, a tomographic image G is shown on the right side of FIG.
以下に、代表的な条件以外の条件に対応した画像再構成変数の求め方について、実施例を用いて詳細に説明する。
(実施例1)
Hereinafter, a method for obtaining an image reconstruction variable corresponding to a condition other than a typical condition will be described in detail using an embodiment.
(Example 1)
実施例1は、いわゆるデュアルエネルギー撮影において複数のX線管電圧を用いて収集したX線投影データに対し、各X線管電圧により異なるビームハードニング補正等の前処理を行ったX線投影データを加重加算することにより、記憶部に記憶された前処理用の補正用補正データとは異なる補正データを用いた前処理を行う例である。ここで、前処理用の補正データは、本発明の「画像再構成変数」の一例である。
本実施例においては、上述のX線CT装置において、中央処理部3にデュアルエネルギー像再構成部(図示せず)をさらに備えたものを使用することができる。デュアルエネルギー像再構成部は、低いX線管電圧及び高いX線管電圧による投影データ又は断層像から、原子の分布に関連したX線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成する。
まず、デュアルエネルギー撮影において、2種類のX線管電圧で連続して撮影した場合をの流れを示す。
図3(a)においては、複数のz方向座標位置におけるコンベンショナルスキャンによる“デュアルエネルギー撮影を示している。
この撮影方法は、あるz軸方向座標位置z=z1において、低いX線管電圧LkVで360度1回転分のX線データ収集を行い、続けて高いX線管電圧HkVで360度1回転分のX線データ収集を行う。これをz軸方向座標位置z=z2,z=z3においても同様に繰り返す。
In the first embodiment, X-ray projection data obtained by performing pre-processing such as beam hardening correction, which differs depending on each X-ray tube voltage, on X-ray projection data acquired using a plurality of X-ray tube voltages in so-called dual energy imaging. This is an example in which preprocessing using correction data different from the correction data for correction stored in the storage unit is performed by weighted addition. Here, the correction data for preprocessing is an example of the “image reconstruction variable” in the present invention.
In the present embodiment, in the above-described X-ray CT apparatus, the central processing unit 3 further including a dual energy image reconstruction unit (not shown) can be used. The dual energy image reconstruction unit is a so-called dual energy imaging, which is a two-dimensional distribution tomographic image of X-ray tube voltage-dependent information related to the distribution of atoms, from projection data or tomographic images with a low X-ray tube voltage and a high X-ray tube voltage. The tomogram of the image is reconstructed.
First, in the dual energy imaging, a flow in the case where imaging is continuously performed with two types of X-ray tube voltages is shown.
FIG. 3A shows “dual energy imaging by conventional scanning at a plurality of coordinate positions in the z direction.
In this imaging method, at a certain z-axis direction coordinate position z = z1, X-ray data is collected for 360 degrees and one rotation at a low X-ray tube voltage LkV, and then 360 degrees and one rotation is performed at a high X-ray tube voltage HkV. X-ray data collection. This is similarly repeated at the z-axis direction coordinate positions z = z2 and z = z3.
図4は、図3(a)におけるX線データ収集を説明するフローチャートである。
ステップD1では、X線管電圧80kV(kV1)にてスキャンし、X線データ収集し始める。
ステップD2では、そのままX線管電圧が80kVで一定のビュー角度(360*t7/t0度)に来たかを判断し、YESであればステップD3へ行き、NOであればステップD2をもう一度繰り返す。
ステップD3では、X線管電圧上昇率(kV2−kV1)/t6で上昇させながらX線データ収集を行う。
ステップD4では、X線管電圧が140kV(kV2)まで到達したかを判断し、YESであればステップD5へ行き、NOであればステップD4をもう一度繰り返す。
ステップD5では、X線管電圧140kV(kV2)にてスキャンし、X線データ収集する。
ステップD6では、720度(2回転)のビュー角度に来たかを判断し、YESであれば終了し、NOであればステップD5をもう一度繰り返す。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the X-ray data collection in FIG.
In step D1, scanning is performed at an X-ray tube voltage of 80 kV (kV1), and X-ray data collection is started.
In step D2, it is determined whether the X-ray tube voltage is 80 kV and has reached a constant view angle (360 * t7 / t0 degrees). If YES, go to step D3, and if NO, repeat step D2.
In step D3, X-ray data collection is performed while increasing at an X-ray tube voltage increase rate (kV2-kV1) / t6.
In step D4, it is determined whether the X-ray tube voltage has reached 140 kV (kV2). If YES, the process goes to step D5, and if NO, step D4 is repeated once more.
In step D5, scanning is performed at an X-ray tube voltage of 140 kV (kV2), and X-ray data is collected.
In step D6, it is determined whether the view angle is 720 degrees (two rotations). If YES, the process ends. If NO, step D5 is repeated once more.
このデュアルエネルギー撮影においては、各断層像Gの撮影は1回転t0秒、例えば1回転が0.35秒で撮影した場合、2回転で2*t0秒=0.70秒となり、0.7秒間でX線管電圧kV1と、k2Vの撮影が行われる。0.7秒であればかなり体動は押さえられ、断層像Gの位置合わせ、投影データの位置合わせは問題なく行われると期待できる。 In this dual energy imaging, each tomogram G is imaged at t0 seconds per rotation, for example, when 0.35 seconds per rotation, 2 * t0 seconds = 0.70 seconds at 2 rotations, 0.7 seconds Thus, X-ray tube voltages kV1 and k2V are imaged. If it is 0.7 seconds, the body movement is considerably suppressed, and the alignment of the tomographic image G and the alignment of the projection data can be expected to be performed without any problem.
この場合のX線管電圧が80kV(kV1)から140kV(kV2)に上昇するまでの時間t6は、例えばt6=0.1秒程度と考えられるが、X線管21の高圧発生器の性能に依存するため装置により異なる。 In this case, the time t6 until the X-ray tube voltage rises from 80 kV (kV1) to 140 kV (kV2) is considered to be, for example, about t6 = 0.1 seconds. It depends on the device because it depends.
ここで、X線管電圧が一定の80kV(kV1)と140kV(kV2)との部分は、各々80kV,140kVの補正データで処理を行えば良いが、80kVから140kVまで連続的に変化している過渡区間は、各々のX線管電圧に対応した前処理補正データがない。 しかしながら正確な画像再構成を行うためには、80kV(kV1)から140kV(kV2)まで連続的にX線管電圧が変化している部分も適切な補正データを用いて補正する必要がある。
本実施例においては、上記で得られたX線投影データファイルに対し、X線管電圧80kV(kV1)に対応した補正データと、X線管電圧140kV(kV2)に対応した補正データが付帯される。
そして、X線管電圧80kV(kV1)からX線管電圧140kV(kV2)のX線管電圧80kV(kV1)、のX線投影データに対しては、それに対応した補正データ、過渡区間に相当するX線投影データに対しては、X線管電圧の閾値(例えば110kV)を設定し、X線管電圧の閾値より低いX線管電圧のX線投影データに対しては、X線管電圧80kV(kV1)に対応した補正データ、X線管電圧の閾値より高いX線管電圧のX線投影データに対しては、X線管電圧140kV(kV2)に対応した補正データを用いた補正処理を行う。
前処理に用いられる補正データとしては、X線管電圧の影響を大きく受け、X線管電圧毎にデータを有するものとして、ビームハードニング補正用データ、X線散乱補正用データ、及びX線検出器感度補正用データなどが挙げられる。
(実施例2)
Here, the portions where the X-ray tube voltage is constant 80 kV (kV1) and 140 kV (kV2) may be processed with correction data of 80 kV and 140 kV, respectively, but continuously change from 80 kV to 140 kV. In the transition period, there is no preprocessing correction data corresponding to each X-ray tube voltage. However, in order to perform accurate image reconstruction, it is necessary to correct a portion where the X-ray tube voltage continuously changes from 80 kV (kV1) to 140 kV (kV2) using appropriate correction data.
In this embodiment, correction data corresponding to the X-ray tube voltage 80 kV (kV1) and correction data corresponding to the X-ray tube voltage 140 kV (kV2) are attached to the X-ray projection data file obtained above. The
The X-ray projection data from the X-ray tube voltage of 80 kV (kV1) to the X-ray tube voltage of 140 kV (kV2) corresponds to the correction data corresponding to the X-ray projection data and the transient section. For the X-ray projection data, an X-ray tube voltage threshold (for example, 110 kV) is set, and for X-ray projection data having an X-ray tube voltage lower than the X-ray tube voltage threshold, the X-ray tube voltage is 80 kV. For correction data corresponding to (kV1) and X-ray projection data having an X-ray tube voltage higher than the threshold value of the X-ray tube voltage, correction processing using correction data corresponding to the X-ray tube voltage 140 kV (kV2) is performed. Do.
The correction data used in the preprocessing is greatly influenced by the X-ray tube voltage, and has data for each X-ray tube voltage. The data for beam hardening correction, the data for X-ray scattering correction, and the X-ray detection For example, the sensitivity correction data.
(Example 2)
通常X線CT装置においては、X線管電圧に依存する前処理の補正データは、すべてのX線管電圧において持っているわけではなく、予め約3〜4種類のX線管電圧の補正データを持っている。
例えば図3(b)の場合は、80kV,100kV,120kV,140kVにおいて、補正データを持っている場合の1つのz軸方向座標位置でのスキャンタイミングの詳細を示している。
ここでのデュアルエネルギー撮影は、1スキャンに掛かる時間を、t0〜t7までの時間に分割して以下のように定めた。
t0:データ収集系が1回転する時間、t0=t7+t2となる
t1:X線管電圧が80kV(kV1)から100kVに上昇するまでの時間
t2:X線管電圧が80kV(kV1)から110kVに上昇するまでの時間
t3:X線管電圧が100kVから120kVに上昇するまでの時間
t4:X線管電圧が110kVから140kV(kV2)に上昇するまでの時間
t5:X線管電圧が120kVから140kV(kV2)に上昇し、スキャン終了までの時間
t6:X線管電圧が80kV(kV1)から140kV(kV2)に上昇するまでの時間
t7:スキャン開始からX線管電圧が80kV(kV1)である時間
そこで、本実施例においては、実施例1における、過渡区間について80kVと140kVの補正データを用いる方法に置き換えて、80kVと140kVの間の、100kVと120kVに対応する補正データを用いる。
即ち、本実施例においては、前記X線投影データファイルに対し、X線管電圧80kV(kV1)に対応した補正データと、X線管電圧100kV(kV1)に対応した補正データと、X線管電圧120kV(kV1)に対応した補正データと、X線管電圧140kV(kV2)に対応した補正データが付帯される。
そして、X線管電圧80kV(kV1)からX線管電圧140kV(kV2)のX線管電圧80kV(kV1)、のX線投影データに対しては、それに対応した補正データ、過渡区間に相当するX線投影データに対しては、X線管電圧の閾値(例えば110kV)を設定し、X線管電圧の閾値より低いX線管電圧のX線投影データに対しては、X線管電圧100kV(kV1)に対応した補正データ、X線管電圧の閾値より高いX線管電圧のX線投影データに対しては、X線管電圧120kV(kV2)に対応した補正データを用いた補正処理を行う。
(実施例3)
Usually, in the X-ray CT apparatus, correction data for preprocessing depending on the X-ray tube voltage is not included in all X-ray tube voltages, but correction data for about three to four types of X-ray tube voltages in advance. have.
For example, in the case of FIG. 3B, details of the scan timing at one coordinate position in the z-axis direction when correction data is provided at 80 kV, 100 kV, 120 kV, and 140 kV are shown.
In this dual energy imaging, the time required for one scan is divided into the time from t0 to t7 and determined as follows.
t0: Time for one rotation of the data acquisition system, t0 = t7 + t2 t1: Time until the X-ray tube voltage rises from 80 kV (kV1) to 100 kV t2: The X-ray tube voltage rises from 80 kV (kV1) to 110 kV T3: Time until the X-ray tube voltage increases from 100 kV to 120 kV t4: Time until the X-ray tube voltage increases from 110 kV to 140 kV (kV2) t5: X-ray tube voltage from 120 kV to 140 kV ( t6: Time until the X-ray tube voltage increases from 80 kV (kV1) to 140 kV (kV2) t7: Time from the start of scanning to the X-ray tube voltage of 80 kV (kV1) Therefore, in this embodiment, correction data of 80 kV and 140 kV are used for the transition section in the first embodiment. Replacing the law, between 80kV and 140 kV, using the correction data corresponding to 100kV and 120 kV.
That is, in this embodiment, correction data corresponding to an X-ray tube voltage of 80 kV (kV1), correction data corresponding to an X-ray tube voltage of 100 kV (kV1), and an X-ray tube for the X-ray projection data file. Correction data corresponding to the voltage 120 kV (kV1) and correction data corresponding to the X-ray tube voltage 140 kV (kV2) are attached.
The X-ray projection data from the X-ray tube voltage of 80 kV (kV1) to the X-ray tube voltage of 140 kV (kV2) corresponds to the correction data corresponding to the X-ray projection data and the transient section. For the X-ray projection data, an X-ray tube voltage threshold (for example, 110 kV) is set, and for X-ray projection data with an X-ray tube voltage lower than the X-ray tube voltage threshold, the X-ray tube voltage is 100 kV. For correction data corresponding to (kV1) and X-ray projection data having an X-ray tube voltage higher than the threshold of the X-ray tube voltage, correction processing using correction data corresponding to the X-ray tube voltage 120 kV (kV2) is performed. Do.
(Example 3)
本実施例においては、kV1とkV2の各kVに対応する補正データを用いて補正した後のX線投影データを加重加算することによって、過渡区間に対応する補正後のX線投影データを得る方法である。
X線管電圧kVで収集されたチャネルch,列row,ビューviewのX線投影データをD(kV,ch,row,view)として、このX線投影データを前処理した結果をPrep_D(kV,ch,row,view)とする。このとき記憶装置にには、X線管電圧kVの補正データが記憶装置に存在せずに、X線管電圧kV1,kV2のX線管電圧に補正データが記憶装置に存在しているとする。また、kV1<kV<kV2であるとする。また、X線管電圧kV1,kV2の各補正データで前処理を行ったX線投影データをPrep_D(kV1,ch,row,view)、Prep_D(kV2,ch,row,view)とする。
In the present embodiment, a method of obtaining corrected X-ray projection data corresponding to a transient section by weighted addition of X-ray projection data corrected using correction data corresponding to kV1 and kV2 It is.
The X-ray projection data of the channel ch, column row, and view view collected at the X-ray tube voltage kV is D (kV, ch, row, view), and the result of preprocessing this X-ray projection data is Prep_D (kV, ch, row, view). At this time, in the storage device, correction data for the X-ray tube voltage kV does not exist in the storage device, and correction data exists in the storage device for the X-ray tube voltages kV1 and kV2. . Further, it is assumed that kV1 <kV <kV2. In addition, X-ray projection data that has been pre-processed with correction data of the X-ray tube voltages kV1 and kV2 is represented by Prep_D (kV1, ch, row, view) and Prep_D (kV2, ch, row, view).
この場合に、X線管電圧kVの前処理されたX線投影データPrep_D(kV,ch,row,view)は、以下の(数式1)で表される。
このように、X線管電圧kV1,kV2の各補正データで補正されたそれぞれのX線投影データの加重加算処理を行うことによって、X線管電圧kVに対応する前処理後のX線投影データPrep_D(kV,ch,row,view)が得られる。この、前処理後のX線投影データPrep_D(kV,ch,row,view)は、kVに対応する補正データを用いた前処理であると見なすことができる。
なお、このときの加重係数w1,w2の例は、以下の(数式2),(数式3)のようになる。
In this way, by performing weighted addition processing of the respective X-ray projection data corrected by the correction data of the X-ray tube voltages kV1 and kV2, the pre-processed X-ray projection data corresponding to the X-ray tube voltage kV Prep_D (kV, ch, row, view) is obtained. This pre-processed X-ray projection data Prep_D (kV, ch, row, view) can be regarded as pre-processing using correction data corresponding to kV.
In addition, the example of the weighting coefficients w1 and w2 at this time is as the following (Formula 2) and (Formula 3).
X線管電圧kVで収集されたX線投影データは、kVの近傍のX線管電圧kV1、kV2で収集され、それぞれの補正データで補正されたX線投影データを加重加算処理することで補正することができる。その処理の例を次に示す。またその処理位置(SH1〜SH3)は図3(b)に示される。
処理1(SH1):X線管電圧が80kVから100kVの間は、80kVと100kVの前処理されたX線投影データを加重加算処理する。
処理2(SH2):X線管電圧が100kVから120kVの間は、100kVと120kVの前処理されたX線投影データを加重加算処理する。
処理3(SH3):X線管電圧が120kVから140kVの間は、120kVと140kVの前処理されたX線投影データを加重加算処理する。
X-ray projection data collected at the X-ray tube voltage kV is corrected by performing weighted addition processing on the X-ray projection data collected at the X-ray tube voltages kV1 and kV2 near kV and corrected by the respective correction data. can do. An example of the processing is shown below. The processing positions (SH1 to SH3) are shown in FIG.
Process 1 (SH1): When the X-ray tube voltage is between 80 kV and 100 kV, the preprocessed X-ray projection data of 80 kV and 100 kV is subjected to weighted addition processing.
Process 2 (SH2): When the X-ray tube voltage is between 100 kV and 120 kV, the preprocessed X-ray projection data of 100 kV and 120 kV is subjected to weighted addition processing.
Process 3 (SH3): When the X-ray tube voltage is between 120 kV and 140 kV, the pre-processed X-ray projection data of 120 kV and 140 kV is subjected to weighted addition processing.
具体的には、105kVのX線管電圧の場合は、100kVと120kVの補正データで前処理されたX線投影データにより、105kVの前処理されたX線投影データPrep_Dを以下の(数式4)のように求められる。
図5に、X線管電圧kVに対応する、画像再構成部32を用いて補正データが記憶装置に記憶されていないX線投影データの前処理を含む画像再構成処理を示すフローチャートである。
ステップM1では、ビュー番号j=1とする。
ステップM2では、jビューのX線投影データを読み込む、及びそのX線投影データの付帯情報よりX線管電圧kVを読み込む。
ステップM3では、X線管電圧kVに対応する補正データは記憶装置にあるかを判断し、YESであればステップM4へ行き、NOであればステップM10へ行く。
ステップM4では、X線管電圧kVの補正データより前処理を行う。
ステップM5では、j=Nビューかを判断し、YESであればステップM6へ行き、NOであればステップM9へ行く。
ステップM6では、再構成関数重畳処理を行う。
ステップM7では、三次元逆投影処理を行う。
ステップM8では、後処理を行う。
FIG. 5 is a flowchart showing image reconstruction processing including preprocessing of X-ray projection data for which correction data is not stored in the storage device, using the image reconstruction unit 32, corresponding to the X-ray tube voltage kV.
In step M1, the view number j = 1.
In step M2, the X-ray projection data of j view is read, and the X-ray tube voltage kV is read from the incidental information of the X-ray projection data.
In step M3, it is determined whether the correction data corresponding to the X-ray tube voltage kV is in the storage device. If YES, the process goes to step M4, and if NO, the process goes to step M10.
In step M4, preprocessing is performed from correction data of the X-ray tube voltage kV.
In step M5, it is determined whether j = N view. If YES, the process goes to step M6, and if NO, the process goes to step M9.
In step M6, reconstruction function superimposition processing is performed.
In step M7, a three-dimensional backprojection process is performed.
In step M8, post-processing is performed.
ステップM9では、j=j+1とし、ステップM2に戻る。
ステップM10では、X線管電圧kVより低いX線管電圧kV1の補正データはあるかを判断し、YESであればステップM11へ行き、NOであればステップM15へ行く。
ステップM11では、低いX線管電圧kV1の補正データを読み込み、jビューのX線投影データの前処理を低いX線管電圧kV1で行う。
ステップM12では、X線管電圧kVより高いX線管電圧kV2の補正データはあるかを判断し、YESであればステップM13へ行き、NOであればステップM15へ行く。
ステップM13では、高いX線管電圧kV2の補正データを読み込み、jビューのX線投影データの前処理を高いX線管電圧kV2で行う。
ステップM14では、X線管電圧kV1で補正された前処理結果Prep1,X線管電圧kV2で補正された前処理結果Prep2を加重加算処理してX線管電圧kVでの前処理結果Prep_Dとして求める。この後、ステップM5に行く。つまり、上記(数式2),(数式3),(数式4)に示された処理が行われる。
ステップM15では、データ収集異常とし、終了する。
In step M9, j = j + 1 is set, and the process returns to step M2.
In Step M10, it is determined whether there is correction data of the X-ray tube voltage kV1 lower than the X-ray tube voltage kV. If YES, the process goes to Step M11, and if NO, the process goes to Step M15.
In step M11, correction data for the low X-ray tube voltage kV1 is read, and pre-processing of j-view X-ray projection data is performed with the low X-ray tube voltage kV1.
In Step M12, it is determined whether there is correction data for the X-ray tube voltage kV2 higher than the X-ray tube voltage kV. If YES, the process goes to Step M13, and if NO, the process goes to Step M15.
In step M13, the correction data of the high X-ray tube voltage kV2 is read, and the pre-processing of the j-view X-ray projection data is performed with the high X-ray tube voltage kV2.
In step M14, the preprocessing result Prep1 corrected with the X-ray tube voltage kV1 and the preprocessing result Prep2 corrected with the X-ray tube voltage kV2 are weighted and added to obtain the preprocessing result Prep_D with the X-ray tube voltage kV. . After this, go to step M5. That is, the processes shown in the above (Formula 2), (Formula 3), and (Formula 4) are performed.
In step M15, it is determined that the data collection is abnormal, and the process ends.
ステップM2で示したように、画像再構成部32では、X線投影データの付帯情報にX線管電圧kVの情報を持たせている。データ収集時にリアルタイムで各ビューのX線管電圧を記録しているため、正しい前処理が行うことができる。 As shown in step M2, in the image reconstruction unit 32, information on the X-ray tube voltage kV is included in the incidental information of the X-ray projection data. Since the X-ray tube voltage of each view is recorded in real time at the time of data collection, correct preprocessing can be performed.
以上のように、上昇中のX線管電圧kVに対して補正データを持つ近傍のX線管電圧kV1,kV2を探し、低いX線管電圧kV1において前処理されたX線投影データPrep_D(kV1,ch,row,view)と、高いX線管電圧kV2において前処理されたX線投影データPrep_D(kV2,ch,row,view)とを求める。そして画像再構成変数処理部39は、(数式2),(数式3)による加重係数w1,w2を変化させるだけで、X線管電圧kVの前処理されたX線投影データを求めることができる。
(実施例4)
As described above, the X-ray projection data Prep_D (kV1) pre-processed at the low X-ray tube voltage kV1 by searching for the nearby X-ray tube voltages kV1 and kV2 having correction data for the increasing X-ray tube voltage kV. , Ch, row, view) and X-ray projection data Prep_D (kV2, ch, row, view) preprocessed at a high X-ray tube voltage kV2. Then, the image reconstruction variable processing unit 39 can obtain the preprocessed X-ray projection data of the X-ray tube voltage kV only by changing the weighting coefficients w1 and w2 according to (Equation 2) and (Equation 3). .
Example 4
本実施例は、記憶部に記憶された複数のX線管電圧に対応する画像再構成変数とは異なるX線管電圧に対応する画像再構成変数を求め、その画像再構成変数を用いてX線投影データの処理を行う例である。 In this embodiment, an image reconstruction variable corresponding to an X-ray tube voltage different from an image reconstruction variable corresponding to a plurality of X-ray tube voltages stored in the storage unit is obtained, and X It is an example which processes a line projection data.
図6(a)は、各X線管電圧における画像再構成変数群Par(kVi)を概念的に示したものである。
このときの補正データ処理部39は、X線管電圧kV1,kV2,kV3,及びkV4の補正データPar(kV1)、Par(kV2i)、Par(kV3)、及びPar(kV4)を予め有する。
FIG. 6A conceptually shows the image reconstruction variable group Par (kVi) at each X-ray tube voltage.
The correction data processing unit 39 at this time has correction data Par (kV1), Par (kV2i), Par (kV3), and Par (kV4) of the X-ray tube voltages kV1, kV2, kV3, and kV4 in advance.
一方、X線管電圧が撮影中に変化する場合は、このX線管電圧に対応する補正データを必要に応じて増やすことにより、断層像の画質は向上する。このときの画像再構成部32には、画像再構成変数追加ツール、又は画像再構成変数構成編集ツールが存在し、追加されたX線管電圧に対応するの補正データを求める。例えば、補正データの構成に変更があった場合、追加されたX線管電圧の補正データを、X線投影データから収集又は既存の補正データから算出、選択して補正データを求める。このように、最適な補正データ収集は、その時々で補正データのポイントが適宜変化させられることで行うことができる。
また、同じソフトウェアを持つX線CT装置でX線投影データを用いる場合は、X線投影データに前処理で用いたすべての補正データを付加させておけば、最適な補正データ条件下で前処理を行うことができる。
例えば、図6(b)に示すように、新たなX線管電圧kV5が追加された場合は、その新たなX線管電圧の補正データが画像再構成変数群に追加されることになる。
On the other hand, when the X-ray tube voltage changes during imaging, the image quality of the tomographic image is improved by increasing the correction data corresponding to the X-ray tube voltage as necessary. At this time, the image reconstruction unit 32 includes an image reconstruction variable addition tool or an image reconstruction variable structure editing tool, and obtains correction data corresponding to the added X-ray tube voltage. For example, when the configuration of the correction data is changed, the correction data of the added X-ray tube voltage is acquired from the X-ray projection data or calculated from the existing correction data and selected to obtain the correction data. In this way, optimal correction data collection can be performed by appropriately changing the points of the correction data from time to time.
In addition, when using X-ray projection data with an X-ray CT apparatus having the same software, if all the correction data used in the pre-processing is added to the X-ray projection data, the pre-processing is performed under optimum correction data conditions. It can be performed.
For example, as shown in FIG. 6B, when a new X-ray tube voltage kV5 is added, the correction data of the new X-ray tube voltage is added to the image reconstruction variable group.
また、図6(c)は、X線管電圧を横断して共通な補正データが存在する場合を示す。
画像再構成部32は、X線管電圧kV1の補正データが、X線管電圧kV2,X線管電圧kV3,X線管電圧kV4と共通する場合に、ソフトウェアの設定ファイル上で“X線管電圧kV1に同じ”と記述する。このように、補正データの設定は、補正データ処理部39のソフトウェアが設定ファイルを解釈できれば、単純化できる。
FIG. 6C shows a case where common correction data exists across the X-ray tube voltage.
When the correction data of the X-ray tube voltage kV1 is common to the X-ray tube voltage kV2, the X-ray tube voltage kV3, and the X-ray tube voltage kV4, the image reconstruction unit 32 displays “X-ray tube” on the software setting file. “Same as voltage kV1”. As described above, the correction data setting can be simplified if the software of the correction data processing unit 39 can interpret the setting file.
また、さらに便利にするためには、X線管電圧の補正データが、画像再構成上の変数をX線管電圧に依存しない形で設定ファイルに追加できればよい。
例えば図6(d)は、補正データを、X線管電圧に依存しない画像再構成変数、又はX線管電圧の補正データとして用いる場合を示している。この場合、追加した新しい補正を画像再構成上で動作させ、まずX線管電圧に依存させない形で動作させる。そして、多少ともX線管電圧に依存する現象が見えたら、X線管電圧ごとに異なる補正データを微調整して行けば良い。
以上のような補正データ設定ファイルCDR、及びその設定ファイルを解釈するソフトウェアを用いた具体的な例を示す。
For further convenience, X-ray tube voltage correction data may be added to the setting file in such a way that the image reconstruction variable does not depend on the X-ray tube voltage.
For example, FIG. 6D shows a case where the correction data is used as an image reconstruction variable that does not depend on the X-ray tube voltage, or correction data of the X-ray tube voltage. In this case, the added new correction is operated on the image reconstruction, and is first operated without depending on the X-ray tube voltage. If a phenomenon depending on the X-ray tube voltage is observed, it is sufficient to finely adjust the correction data different for each X-ray tube voltage.
A specific example using the correction data setting file CDR as described above and software that interprets the setting file will be described.
例えば、図7(a)は、デュアルエネルギー撮影において、X線管電圧を1スキャン中に変化させる場合を示す。このとき1スキャンは、2回転又は2回転弱のX線データ収集で行われる。またこの場合、X線管電圧は低い管電圧80kVから始まり、スキャンの途中で高いX線管電圧140kVに連続的に変化している。 For example, FIG. 7A shows a case where the X-ray tube voltage is changed during one scan in dual energy imaging. At this time, one scan is performed by collecting X-ray data of two rotations or less than two rotations. In this case, the X-ray tube voltage starts at a low tube voltage of 80 kV and continuously changes to a high X-ray tube voltage of 140 kV during the scan.
図7(b)は、この場合に用いられる補正データ設定ファイルCDRの例である。図7(b)中の(*1)は、通常の撮影で用いられる補正データを示している。X線管電圧の変化しいない部分の80kV,100kV,120kV,140kVは、(*1)を用いることで、前処理が行われる。
X線管電圧の変化していく過渡区間については、(*2)の部分に90kV,110kV,130kVの補正データを追加している。また、X線管電圧は連続的に変化しているので、81kV,82kV,83kV…というような値を取る。このため(*3)には、追加された補正データの間の値を補間処理又は加重加算処理して求めるために用いられる補間モード又は加重加算モード(算出条件)を示している。
このように、各X線管電圧に対応した前処理は、追加した補正データに加えて、補間処理又は加重加算処理を行うことで精度が上がる。また、補正データ処理部39のソフトウェアは、この補正データ設定ファイルCDRを解釈し、構造を常に理解して、画像再構成変数や補正データの増減を認識し、それらがどの撮影条件に適用されるかを認識するようにさせておく。
FIG. 7B is an example of the correction data setting file CDR used in this case. (* 1) in FIG. 7B indicates correction data used in normal photographing. For the 80 kV, 100 kV, 120 kV, and 140 kV portions where the X-ray tube voltage does not change, pre-processing is performed using (* 1).
For the transition period where the X-ray tube voltage changes, correction data of 90 kV, 110 kV, and 130 kV are added to the part (* 2). In addition, since the X-ray tube voltage continuously changes, values such as 81 kV, 82 kV, 83 kV,. For this reason, (* 3) shows an interpolation mode or a weighted addition mode (calculation condition) used for obtaining values between the added correction data by interpolation processing or weighted addition processing.
Thus, the accuracy of the preprocessing corresponding to each X-ray tube voltage is improved by performing interpolation processing or weighted addition processing in addition to the added correction data. Further, the software of the correction data processing unit 39 interprets the correction data setting file CDR, always understands the structure, recognizes the image reconstruction variable and the increase / decrease of the correction data, and is applied to which shooting condition. Let me recognize it.
図8に別の補正データ設定ファイルCDRを示す。
デュアルエネルギー撮影におけるX線投影データの構造は、図8(a)のようなX線投影データに加えて、80kVと140kVのX線管電圧に対応した補正データに加え、追加されたX線管電圧kV1からX線管電圧kVNまでの補正データを含めたX線投影データファイルとして持っていれば良い。
図8(b)では、補正データ設定ファイルCDRの変形例を示す。
図7(b)においては、各X線管電圧に各画像再構成変数又は各補正データを示す各欄に変数を1つ1つ入れていた。例えばビームハードニング補正係数を示すBHC係数の場合、X線管電圧80kVにおいては、b10,b11,b12,b13というビームハードニング補正係数が入っている。100kVにおいては、b20,b21,b22,b23というビームハードニング補正係数が入っている。これに対して図8(b)中の、[120,130;b1i]と記載されている場合は、「120kVから130kVまでb10,b11,b12,b13のビームハードニング補正係数を用いる。」というように解釈するような記号上の規則、文法を定めておけば良い。このようにして、補正データ設定ファイルCDRは、より簡単に補正データを記載することもできる。
FIG. 8 shows another correction data setting file CDR.
The structure of the X-ray projection data in the dual energy imaging is added to the X-ray projection data as shown in FIG. 8A, correction data corresponding to the X-ray tube voltages of 80 kV and 140 kV, and the added X-ray tube. What is necessary is just to have as an X-ray projection data file including the correction data from voltage kV1 to X-ray tube voltage kVN.
FIG. 8B shows a modification of the correction data setting file CDR.
In FIG. 7B, each X-ray tube voltage has a variable one by one in each column indicating each image reconstruction variable or each correction data. For example, in the case of a BHC coefficient indicating a beam hardening correction coefficient, beam hardening correction coefficients b10, b11, b12, and b13 are included at an X-ray tube voltage of 80 kV. At 100 kV, beam hardening correction coefficients b20, b21, b22, and b23 are included. On the other hand, in the case of [120, 130; b1i] in FIG. 8B, it is said that “beam hardening correction coefficients b10, b11, b12, b13 are used from 120 kV to 130 kV”. The rules and grammar on the symbol should be established. In this way, the correction data setting file CDR can also describe the correction data more easily.
予め収集されていないX線管電圧に対して、X線管電圧の補正データ及び画像再構成変数が加重加算処理により求められるわけではないが、一部のものについては加重加算処理により求めることができる。その例を以下に示す。 Although X-ray tube voltage correction data and image reconstruction variables are not obtained by weighted addition processing for X-ray tube voltages not collected in advance, some of them may be obtained by weighted addition processing. it can. An example is shown below.
図9は、各々のX線管電圧におけるビームハードニング補正曲線を示している。
例えば、X線管電圧90kVにおけるビームハードニング補正係数は、予め求めたX線管電圧80kVと100kVとの曲線から、図9に示すあたりと予想される。
この関係を多項式形式で表現すると、このビームハードニング補正された投影データは、X線管電圧80kVの場合が(数式5)のようになり、X線管電圧100kVの場合が(数式6)のようになる。
For example, the beam hardening correction coefficient at an X-ray tube voltage of 90 kV is expected to be the one shown in FIG.
When this relationship is expressed in a polynomial form, the projection data corrected by the beam hardening is as shown in (Formula 5) when the X-ray tube voltage is 80 kV, and when the X-ray tube voltage is 100 kV, (Formula 6). It becomes like this.
(数式5),(数式6)より以下の(数式7)が予測される。
以上の関係から、ビームハードニング補正係数は、(数式8),(数式9),(数式10)で表現できると予測される。
これらの関係式から、ビームハードニング補正係数の補間値は、予測することができる。kの例としては、k=1/2が考えられ中間値をとる。
このような補間方法は、ビームハードニング補正係数のように変数だけの加重加算処理、補間処理で補正データが求められるものと、実際に前処理を行って、その前処理の結果を加重加算処理又は補間処理で行うものとがある。
The following (Formula 7) is predicted from (Formula 5) and (Formula 6).
From the above relationship, it is predicted that the beam hardening correction coefficient can be expressed by (Formula 8), (Formula 9), and (Formula 10).
From these relational expressions, the interpolation value of the beam hardening correction coefficient can be predicted. As an example of k, k = 1/2 is considered and takes an intermediate value.
Such an interpolation method is a weighted addition process using only variables, such as a beam hardening correction coefficient, and correction data is obtained by an interpolation process, and the actual preprocessing is performed, and the result of the preprocessing is weighted addition processing. Or there is what is performed by interpolation processing.
図10は、この両者を用いた処理を行うフローチャートの例である。
ステップM21では、ビュー番号j=1とする。
ステップM22では、jビューのX線投影データを読み込む、及びそのX線投影データの付帯情報よりX線管電圧kVを読み込む。
ステップM23では、X線管電圧kVに対応する補正データはあるかを判断し、YESであればステップM24へ行き、NOであればステップM31へ行く。
ステップM24では、X線管電圧kVの補正データより前処理を行う。
ステップM25では、j=Nビューかを判断し、YESであればステップM26へ行き、NOであればステップM30へ行く。ただし、Nは360度1回転のビュー数とする。
ステップM26では、再構成関数重畳処理を行う。
ステップM27では、三次元逆投影処理を行う。
ステップM28では、後処理を行う。
ステップM29では、画像表示を行う。
FIG. 10 is an example of a flowchart for performing processing using both.
In step M21, the view number j = 1.
In step M22, the X-ray projection data of j view is read, and the X-ray tube voltage kV is read from the incidental information of the X-ray projection data.
In step M23, it is determined whether there is correction data corresponding to the X-ray tube voltage kV. If YES, the process goes to step M24, and if NO, the process goes to step M31.
In step M24, preprocessing is performed from correction data of the X-ray tube voltage kV.
In step M25, it is determined whether j = N view. If YES, the process goes to step M26, and if NO, the process goes to step M30. Here, N is the number of views of 360 degrees and one rotation.
In step M26, reconstruction function superimposition processing is performed.
In step M27, a three-dimensional backprojection process is performed.
In step M28, post-processing is performed.
In step M29, an image is displayed.
ステップM30では、j=j+1とし、ステップM22に戻る。
ステップM31では、X線管電圧に加重加算して良い変数かを判断し、YESであればステップM32へ行き、NOであればステップM36へ行く。
ステップM32では、加重加算又は補間処理の方法を読み込む。
ステップM33では、近傍のX線管電圧の変数より加重加算処理を行う。
ステップM34では、ステップM33で求めた変数の他に新たな変数はあるかを判断し、YESであればステップM35へ行き、NOであればステップM25へ戻る。
ステップM35では、ステップM33で求めた変数を登録する。
ステップM36では、近傍のX線管電圧の変数より前処理を行い、その結果を加重加算処理する。この処理の後、ステップM25へ戻る。
以上のように求められた補正データを用いて、前処理を行う。
(実施例5)
In step M30, j = j + 1 is set, and the process returns to step M22.
In step M31, it is determined whether the variable can be weighted and added to the X-ray tube voltage. If YES, the process goes to step M32, and if NO, the process goes to step M36.
In step M32, a weighted addition or interpolation method is read.
In step M33, a weighted addition process is performed based on a nearby X-ray tube voltage variable.
In step M34, it is determined whether there is a new variable in addition to the variable obtained in step M33. If YES, the process goes to step M35, and if NO, the process returns to step M25.
In step M35, the variable obtained in step M33 is registered.
In step M36, preprocessing is performed based on a variable of the nearby X-ray tube voltage, and the result is subjected to weighted addition processing. After this process, the process returns to step M25.
Pre-processing is performed using the correction data obtained as described above.
(Example 5)
実施例5においては、ビームハードニング補正における補正データが変更になった場合に、ソフトウェアがその変更を自動認識する実施例を示す。
上記ビームハードニング補正は下記のように三次多項式で表現できる。
これを下記の(数式12)のように、四次式もしくはそれ以上の補正式でビームハードニング補正を行うと、より精度が上がる場合がある。
(数式11)の場合は補正係数データとして、(B0,B1,B2)、(数式12)の場合は、(B0,B1,B2,B3)のようなベクトル形式で持つことになる。
In the fifth embodiment, when the correction data in the beam hardening correction is changed, the software automatically recognizes the change.
The beam hardening correction can be expressed by a cubic polynomial as follows.
If this is subjected to beam hardening correction with a quartic or higher correction equation as in (Equation 12) below, the accuracy may be further improved.
In the case of (Formula 11), as correction coefficient data, in the case of (B 0 , B 1 , B 2 ), in the case of (Formula 12), in a vector format such as (B 0 , B 1 , B 2 , B 3 ) Will have.
図11では、ビームハードニング補正の次数を認識する処理の流れを示す。
各ステップ処理の流れは以下の通りになる。
ステップB1では、補正データ処理部39がビームハードニング補正係数データの個数を数える。
ステップB2では、補正データ処理部39は、ビームハードニング補正係数データは3個かを判断し、YESであればステップB3へ行き、NOであればステップB4へ行く。
ステップB3では、ビームハードニング処理部33は、三次多項式のビームハードニング補正を行う。
ステップB4では、補正データ処理部39が、補正係数データは4個かを判断し、YESであればステップB5へ行き、NOであればステップB6へ行く。
ステップB5では、ビームハードニング処理部33は、四次多項式のビームハードニング補正を行う。
ステップB6では、ビームハードニング補正係数エラーとしてエラー処理を行う。
なお、この場合は、三次多項式と四次多項式の場合を想定しているが、五次以上のビームハードニング補正係数データが与えられた場合に、五次以上の多項式で補正が行えるようにすればなお一層、汎用性が得られる。
このように補正データ処理部39は、ソフトウェアが補正データの意味する補正を自動認識することで、正しく補正を行うことができる。
(実施例6)
FIG. 11 shows the flow of processing for recognizing the order of beam hardening correction.
The flow of each step process is as follows.
In step B1, the correction data processing unit 39 counts the number of beam hardening correction coefficient data.
In step B2, the correction data processing unit 39 determines whether there are three beam hardening correction coefficient data. If YES, the process goes to step B3, and if NO, the process goes to step B4.
In step B3, the beam hardening processing unit 33 performs beam hardening correction of a third-order polynomial.
In step B4, the correction data processing unit 39 determines whether there are four correction coefficient data. If YES, the process goes to step B5, and if NO, the process goes to step B6.
In step B5, the beam hardening processing unit 33 performs beam hardening correction of a fourth-order polynomial.
In step B6, error processing is performed as a beam hardening correction coefficient error.
In this case, it is assumed that a third-order polynomial and a fourth-order polynomial are used. However, when beam hardening correction coefficient data of 5th order or higher is given, correction can be performed using a polynomial of 5th order or higher. Even more versatility can be obtained.
As described above, the correction data processing unit 39 can correctly perform the correction by automatically recognizing the correction that the correction data means.
(Example 6)
実施例6においては、走査ガントリ20のガントリ回転速度として補正データのないガントリ回転速度を用いて撮影を行い、最も近いガントリ回転速度の補正データを用いて画像再構成を行う場合の実施例を示す。
図12は、補正データのないガントリ回転速度s1′と補正データのあるガントリ回転速度s1,s2の関係を示す図である。図12に示すように、ガントリ回転速度s1,s2に対応し、各X線検出器構成、各X線ビーム開口、X線焦点の大きさ、複数のある各々のビーム形成フィルタに対応する補正用ファントムX線データ、補正用空気X線投影データ、ビームハードニング補正データ等補正データが予め補正データ収集モードにおいて収集されているとする。これに対し、s1とs2の間のガントリ回転速度であるs1′では、補正データを持っていない。このとき、X線投影データビュー数はガントリ回転速度s1の場合と、ガントリ回転速度s1′で同じであるとする。
この場合、ガントリ回転速度s1′s1,s2では、回転速度がそれぞれ異なるため、走査ガントリ20の回転振動、又はX線管21と多列X線検出器24との回転系のたわみによる変形などにより、補正データが異なる。
In the sixth embodiment, an example in which imaging is performed using a gantry rotation speed without correction data as the gantry rotation speed of the scanning gantry 20 and image reconstruction is performed using correction data of the nearest gantry rotation speed is shown. .
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the gantry rotation speed s1 ′ without correction data and the gantry rotation speeds s1 and s2 with correction data. As shown in FIG. 12, corresponding to the gantry rotation speeds s1 and s2, each X-ray detector configuration, each X-ray beam aperture, the size of the X-ray focal point, and a correction for each of a plurality of beam forming filters. It is assumed that correction data such as phantom X-ray data, correction air X-ray projection data, and beam hardening correction data are collected in advance in the correction data collection mode. In contrast, s1 ′, which is the gantry rotation speed between s1 and s2, has no correction data. At this time, it is assumed that the number of X-ray projection data views is the same at the gantry rotation speed s1 and at the gantry rotation speed s1 '.
In this case, since the gantry rotation speeds s1's1 and s2 are different from each other, the rotation gantry 20 is rotated or the rotation of the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 is deformed due to deflection. The correction data is different.
走査ガントリ20の回転振動、又はX線管21と多列X線検出器24とを支えるガントリ回転部15のたわみによる変形の違いを考慮すると、本来であればガントリ回転速度s1′での補正データを収集しなければならないことになる。しかし、このガントリ回転速度の違いは、画質に与える影響が少ない。このため、臨床的に画質の差が許容範囲内であると判断されれば、ガントリ回転速度s1′の補正データは、ガントリ回転速度s1の補正データで代用することができる。
ガントリ回転速度に対応した補正データは、ガントリ回転速度s1,s2の間で断層像Gの画質評価を行っておくことで、どの範囲までがガントリ回転速度s1の補正データで代用し、どの範囲までがガントリ回転速度s2の補正データで代用できるかを定める。このようにして1つの補正データの用いられる範囲をできるだけ広く取り、補正データの種類をより少なくすることができる。
なお、この場合のX線投影データでは、ガントリ回転速度s1′のX線投影データにガントリ回転速度s1の補正データを付帯させておくことで、画像再構成処理において画像再構成可能である。
Considering the difference in deformation due to the rotation vibration of the scanning gantry 20 or the deflection of the gantry rotating part 15 that supports the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24, correction data at the gantry rotation speed s1 ' Will have to collect. However, this difference in gantry rotation speed has little effect on image quality. For this reason, if it is judged clinically that the difference in image quality is within the allowable range, the correction data of the gantry rotation speed s1 ′ can be substituted with the correction data of the gantry rotation speed s1.
The correction data corresponding to the gantry rotation speed is obtained by evaluating the image quality of the tomographic image G between the gantry rotation speeds s1 and s2, so that up to which range the correction data of the gantry rotation speed s1 is substituted. Determines whether the correction data of the gantry rotation speed s2 can be substituted. In this way, the range in which one piece of correction data is used can be as wide as possible, and the number of types of correction data can be reduced.
The X-ray projection data in this case can be reconstructed in the image reconstruction process by adding correction data for the gantry rotation speed s1 to the X-ray projection data for the gantry rotation speed s1 ′.
図13では、ガントリ回転速度s1の補正データを用いて、ガントリ回転速度s1′の画像再構成を行う処理の流れを示す。
ステップV1では、撮影条件設定画面において、ガントリ回転速度s1を設定する。
ステップV2では、スキャンを開始する。
ステップV3では、補正データ処理部39は、ガントリ回転速度s1′のX線投影データにガントリ回転速度s1の補正データを添付する。
ステップV4では、スキャン終了し、X線投影データ収集を完了する。
ステップV5では、画像再構成を開始する。
ステップV6では、ガントリ回転速度s1の補正データで補正を行い、画像再構成を行う。
ステップV7では、画像再構成終了後、断層像Gを表示する。
なお、この場合の撮影条件は、ガントリ回転速度がs1とs1′と異なることがわかっているので、ガントリ回転速度s1の補正データをガントリ回転速度s1′の補正データ用に一部変更、修正、補正を行うことも技術的には可能である。
(実施例7)
FIG. 13 shows a flow of processing for performing image reconstruction of the gantry rotation speed s1 ′ using the correction data of the gantry rotation speed s1.
In step V1, the gantry rotation speed s1 is set on the photographing condition setting screen.
In step V2, scanning is started.
In step V3, the correction data processing unit 39 attaches correction data for the gantry rotation speed s1 to the X-ray projection data for the gantry rotation speed s1 '.
In step V4, the scan ends and X-ray projection data collection is completed.
In step V5, image reconstruction is started.
In step V6, correction is performed using correction data for the gantry rotation speed s1, and image reconstruction is performed.
In step V7, the tomographic image G is displayed after the completion of image reconstruction.
In this case, since it is known that the gantry rotation speed is different from s1 and s1 ′, the gantry rotation speed s1 correction data is partially changed and corrected for the gantry rotation speed s1 ′ correction data. It is technically possible to perform the correction.
(Example 7)
実施例7においては、ガントリ回転速度がスキャン中に変化し、そのような変化しているガントリ回転速度の補正データのない撮影条件でX線投影データを収集して画像再構成を行う実施例を示す。
図14(a)及び(b)では、ガントリ回転速度s3,s4で、予め補正データ収集モードにおいて補正データが収集されている前提である。そして、図14(a)は、ガントリ回転速度が正弦波で変化する例をEX1とEX2とで表している。図14(b)は、ガントリ回転速度が上昇していく例を示す。
In the seventh embodiment, the gantry rotation speed changes during the scan, and the X-ray projection data is collected and image reconstruction is performed under the imaging conditions without such changing gantry rotation speed correction data. Show.
In FIGS. 14A and 14B, it is assumed that correction data is collected in advance in the correction data collection mode at gantry rotation speeds s3 and s4. FIG. 14A shows an example in which the gantry rotation speed changes with a sine wave as EX1 and EX2. FIG. 14B shows an example in which the gantry rotation speed increases.
例えば、心臓の撮影を行った場合は、通常、被検体は息止めをするために心拍が撮影開始時に比べ、撮影が進むにつれ上昇する場合が多い。例えば、心拍数の上昇は、60bpm(beat per minute)から70bpmに上昇したりする。
この場合、最適なガントリ回転速度は、心拍が上がるにつれ最適なガントリ回転速度も速くなる。同期が取れた画質の良い断層像Gは、図14(b)のように、ガントリ回転速度を変化させることで、撮りやすくなる。
なお、このガントリ回転速度がs3′〜s4′で変化している場合のX線投影データでは、図14(c)に示すように、ガントリ回転速度s3の補正データ、及びガントリ回転速度s4のX線投影データに対しては、ガントリ回転速度s3からガントリ回転速度s3′までであれば、ガントリ回転速度s3の補正データを選択して利用することができる。また、ガントリ回転速度s4からガントリ回転速度s4′までであれば、ガントリ回転速度s4の補正データを選択することができる。
一方、ガントリ回転速度s3′からガントリ回転速度s4′までは、ガントリ回転速度s3′〜s4′の補正データを、ガントリ回転速度s3とガントリ回転速度s4との補正データに基づいて求める。そして、この補正データに基づいて画像再構成部34は、画像再構成を行う。この補正データの求め方は、後述する。
For example, when the heart is imaged, the heart rate often rises as the imaging progresses compared to the time when the imaging starts since the subject normally holds his breath. For example, the heart rate rises from 60 bpm (beat per minute) to 70 bpm.
In this case, the optimum gantry rotation speed increases as the heart rate increases. A synchronized tomographic image G with good image quality can be easily taken by changing the gantry rotation speed as shown in FIG.
In the X-ray projection data when the gantry rotation speed changes between s3 ′ and s4 ′, as shown in FIG. 14C, correction data for the gantry rotation speed s3 and the X of the gantry rotation speed s4. For line projection data, correction data for the gantry rotation speed s3 can be selected and used as long as it is from the gantry rotation speed s3 to the gantry rotation speed s3 ′. Further, correction data for the gantry rotation speed s4 can be selected from the gantry rotation speed s4 to the gantry rotation speed s4 ′.
On the other hand, from the gantry rotation speed s3 ′ to the gantry rotation speed s4 ′, correction data for the gantry rotation speeds s3 ′ to s4 ′ is obtained based on correction data for the gantry rotation speed s3 and the gantry rotation speed s4. Based on the correction data, the image reconstruction unit 34 performs image reconstruction. A method for obtaining the correction data will be described later.
図15では、ガントリ回転速度s3,s4の補正データを用いて、ガントリ回転速度s3′〜s4′の補正データを求めて画像再構成を行う処理の流れを示す。
ステップV11では、撮影条件設定画面において、ガントリ回転速度を設定する。
ステップV12では、スキャンを開始する。
ステップV13では、ガントリ回転速度s3,s4の補正データをX線投影データに添付する。
ステップV14では、スキャンを終了し、X線投影データ収集を完了する。
ステップV15では、画像再構成を開始する。
ステップV16では、ガントリ回転速度s3,s4の補正データから、ガントリ回転速度s3′〜s4′の補正データを求める。
ステップV17では、ガントリ回転速度s3,s4の補正データ及びガントリ回転速度s3′〜s4′の補正データを用いて画像再構成を行う。
ステップV18では、画像再構成を終了後、断層像Gを表示する。
FIG. 15 shows a flow of processing for reconstructing an image by obtaining correction data for the gantry rotation speeds s3 ′ to s4 ′ using the correction data for the gantry rotation speeds s3 and s4.
In step V11, the gantry rotation speed is set on the photographing condition setting screen.
In step V12, scanning is started.
In step V13, correction data for the gantry rotation speeds s3 and s4 is attached to the X-ray projection data.
In step V14, the scan is finished and the X-ray projection data collection is completed.
In Step V15, image reconstruction is started.
In step V16, correction data for the gantry rotation speeds s3 'to s4' is obtained from the correction data for the gantry rotation speeds s3 and s4.
In step V17, image reconstruction is performed using correction data for the gantry rotation speeds s3 and s4 and correction data for the gantry rotation speeds s3 'to s4'.
In step V18, the tomogram G is displayed after the image reconstruction is completed.
次に、補正データのないガントリ回転速度に対応する補正データの求め方について、ガントリ部分のたわみの補正データを例に説明する。
まず、ガントリのたわみについて説明する。図16(a)では、図示のような構造のガントリ回転部分の場合のX線発生装置であるX線管21と多列X線検出器24を走査ガントリ20の回転部15において回転させた場合のたわみを示している。
この場合に、ガントリ回転部15は、z方向の回転軸を中心にz方向に垂直なxy平面内において回転を行う。この回転により、X線管21と多列X線検出器24とは、遠心力により回転動作の外の方向にたわんでずれる。
X線管21と多列X線検出器24とは、遠心力により、z方向へのたわみによるずれEzと、xy平面内でのたわみによるずれExが発生している。いずれのたわみも正弦関数(sin関数)で近似して表される。
Next, how to obtain the correction data corresponding to the gantry rotation speed without the correction data will be described using the correction data of the deflection of the gantry part as an example.
First, the deflection of the gantry will be described. In FIG. 16A, when the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 which are X-ray generators in the case of the gantry rotating portion having the structure shown in the figure are rotated in the rotating unit 15 of the scanning gantry 20. Shows the deflection.
In this case, the gantry rotating unit 15 rotates in the xy plane perpendicular to the z direction around the rotation axis in the z direction. As a result of this rotation, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are deflected in the direction outside the rotational operation by centrifugal force.
The X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 generate a displacement Ez due to deflection in the z direction and a displacement Ex due to deflection in the xy plane due to centrifugal force. Any deflection is approximated by a sine function (sin function).
上述のステップV16において、ガントリ回転速度s3,s4の補正データから、ガントリ回転速度s3′〜s4′の補正データを求めることができる。例えば、ガントリ回転部15のたわみは、図16(b)のように、ガントリ回転速度s3でのガントリ回転部15のたわみE3、ガントリ回転速度s4でのガントリ回転部15のたわみE4とする。このときに、ガントリ回転速度s3′〜s4′でのガントリ回転部15のたわみEは以下のように求められる。 In step V16 described above, correction data for the gantry rotation speeds s3 'to s4' can be obtained from the correction data for the gantry rotation speeds s3 and s4. For example, as shown in FIG. 16B, the deflection of the gantry rotating unit 15 is the deflection E3 of the gantry rotating unit 15 at the gantry rotating speed s3 and the deflection E4 of the gantry rotating unit 15 at the gantry rotating speed s4. At this time, the deflection E of the gantry rotating portion 15 at the gantry rotating speeds s3 'to s4' is obtained as follows.
まず、ガントリ回転速度s3でのガントリ回転部15のたわみE3は、(数式13)で示される。
また、ガントリ回転速度s4でのガントリ回転部15のたわみE4は、(数式14)で示される。
Further, the deflection E4 of the gantry rotating unit 15 at the gantry rotating speed s4 is represented by (Expression 14).
ガントリ回転速度をs3′のとき、定数kは、(数式15)のように定められる。ただし、0≦k≦1とする。
このときのガントリ回転部15のたわみEは、以下の(数式16)のように予測される。
ただし、A、B、cosαは以下の(数式17)〜(数式19)とする。
以上より、(数式16)でわかるように、補正データ処理部39は、ガントリ回転速度s3′〜s4′におけるガントリ回転部15のたわみEを、ガントリ回転速度s3,s4におけるガントリ回転部15のたわみによる位置ずれの補正データより、求めることができる。
(実施例8)
When the gantry rotation speed is s3 ′, the constant k is determined as (Equation 15). However, 0 ≦ k ≦ 1.
The deflection E of the gantry rotating unit 15 at this time is predicted as in the following (Equation 16).
However, A, B, and cos α are represented by the following (Equation 17) to (Equation 19).
From the above, as can be seen from (Equation 16), the correction data processing unit 39 determines the deflection E of the gantry rotation unit 15 at the gantry rotation speeds s3 ′ to s4 ′ and the deflection of the gantry rotation unit 15 at the gantry rotation speeds s3 and s4. It can be obtained from the positional deviation correction data.
(Example 8)
実施例8においては、フライングX線焦点(フォーカス)、又はウォブル(Wobble)などの名称で呼ばれるxy平面内の空間分解能を上げる技術を用いた際の補正データに関する実施例を示す。フライングX線焦点(フォーカス)撮影、又はウォブル撮影とは、一般的にX線焦点位置をxy平面内において、チャネル方向又はZ方向に位置を移動させてX線断層像撮影を行うことである。 In the eighth embodiment, an embodiment related to correction data when using a technique for increasing the spatial resolution in the xy plane called by a name such as a flying X-ray focal point (focus) or wobble will be described. Flying X-ray focus (focus) imaging or wobble imaging is generally X-ray tomographic imaging by moving the X-ray focal position in the channel direction or Z direction within the xy plane.
X線焦点位置の制御は、X線焦点位置をX線投影データのビュー単位で切り換えたり、複数ビューごとにX線焦点位置を切り換えたりする。このときにX線焦点位置を図17(a)では、X線焦点位置F1からX線焦点位置F2へ素早く切り換えているため、矩形型制御のX線焦点制御となっている。図17(b)では、X線焦点を切り換える際に、チャネル方向に連続的に各X線焦点位置を移動させているため、台形型制御のX線焦点位置制御となっている。図17(c)では、X線焦点を切り換える際に、チャネル方向に正弦波(sin波)型制御のX線焦点位置制御となっている。 The X-ray focal position is controlled by switching the X-ray focal position for each view of the X-ray projection data, or switching the X-ray focal position for each of a plurality of views. At this time, in FIG. 17A, the X-ray focal position is quickly switched from the X-ray focal position F1 to the X-ray focal position F2, so the X-ray focal point control is rectangular. In FIG. 17B, when the X-ray focus is switched, each X-ray focus position is continuously moved in the channel direction, so that the trapezoidal control X-ray focus position control is performed. In FIG. 17C, when the X-ray focal point is switched, the X-ray focal point position control is a sine wave type control in the channel direction.
このように、いずれの場合においても、X線焦点をチャネル方向に移動させることで、画像再構成中心画素を通るX線ビームはX線焦点位置F0,F1,F2でX線ビームの半分の幅ごとに、画像再構成中心画素を通る位置をずらすことができる。図18(a)はこの様子を示す。
これにより、画像再構成領域Pの画像再構成中心画素は、サンプリング定理によりX線ビーム幅の半分の画素まで分解することができ、高分解能化が実現できる。また、X線焦点位置を移動させた場合は、前処理及びビームハードニング補正を行う必要がある。
Thus, in any case, by moving the X-ray focal point in the channel direction, the X-ray beam passing through the image reconstruction center pixel is half the width of the X-ray beam at the X-ray focal point positions F0, F1, and F2. Each time, the position passing through the image reconstruction center pixel can be shifted. FIG. 18A shows this state.
Thereby, the image reconstruction center pixel in the image reconstruction area P can be decomposed to half the X-ray beam width by the sampling theorem, and high resolution can be realized. Further, when the X-ray focal position is moved, it is necessary to perform preprocessing and beam hardening correction.
例えば、図18(b)に示すように、X線焦点位置がF1→F0→F2とチャネル方向に移動した場合は、ビーム形成X線フィルタ28を通るX線の透過経路も異なるために、多列X線検出器24の各チャネルの感度を補正する空気補正データやビームハードニング補正係数も異なってくる。
例えば、このX線焦点位置F1,F2の空気補正データがわかっている場合、補正データ処理部39は、X線焦点位置F0の空気補正データを、これらの空気補正データに基づいて求めることができる。
For example, as shown in FIG. 18 (b), when the X-ray focal position moves in the channel direction from F1 to F0 to F2, the X-ray transmission path through the beam forming X-ray filter 28 is also different. The air correction data for correcting the sensitivity of each channel of the row X-ray detector 24 and the beam hardening correction coefficient are also different.
For example, when the air correction data of the X-ray focal positions F1 and F2 are known, the correction data processing unit 39 can obtain the air correction data of the X-ray focal position F0 based on these air correction data. .
各X線投影データの対数変換後では、線型性を保つことができるので、X線焦点位置F0の空気補正データは、以下の(数式20)のように求めることができる。ただし、X線焦点位置F1の対数変換後の空気補正データ分布をprfF1(ch)、X線焦点位置F2の対数変換後の空気補正データ分布をprfF2(ch)、X線焦点位置F0の対数変換後の空気補正データ分布をprfF0(ch)とする。定数kは、0≦k≦1とし、(数式21)で定められる。
このようにして、補正データ処理部39は、X線焦点位置の左右端位置F1,F2の補正データより、各X線焦点位置の補正データを予測して求めることができる。
尚、この場合、3次元逆投影処理において、各X線焦点位置から定まるX線透過方向上で断層像上の各画素に対応するX線投影データを抽出し、そのX線東亜k方向に対応した逆投影方向にX線投影データを断層像上の各画素に逆投影する3次元逆投影処理を行うことが好ましい。また、この場合、各X線焦点位置情報を用いて画像再構成処理を行うこととなる。
Since the linearity can be maintained after logarithmic conversion of each X-ray projection data, the air correction data of the X-ray focal position F0 can be obtained as in the following (Equation 20). However, the air correction data distribution after logarithmic conversion of the X-ray focal position F1 is prfF1 (ch), the air correction data distribution after logarithmic conversion of the X-ray focal position F2 is prfF2 (ch), and the logarithmic conversion of the X-ray focal position F0. The subsequent air correction data distribution is assumed to be prfF0 (ch). The constant k is 0 ≦ k ≦ 1, and is defined by (Formula 21).
In this way, the correction data processing unit 39 can predict and obtain correction data for each X-ray focal position from the correction data for the left and right end positions F1, F2 of the X-ray focal position.
In this case, in the three-dimensional backprojection processing, X-ray projection data corresponding to each pixel on the tomographic image is extracted in the X-ray transmission direction determined from each X-ray focal position, and the X-ray projection is performed in the X-ray East Asia k direction. It is preferable to perform a three-dimensional backprojection process that backprojects X-ray projection data onto each pixel on the tomographic image in the backprojection direction. In this case, image reconstruction processing is performed using each X-ray focal position information.
<焦点の位置測定方法>
各焦点位置の補正は、左右端のX線焦点位置より求めることができるため、左右端位置F1、F2の求め方を以下に示す。
図19(a)では、X線焦点位置F1及びF2の位置をわかりやすくするために、図上では過大にずらして書いている。実際には、例えばX線焦点サイズをチャネル方向0.5mm×z方向0.5mmとすると、X線焦点位置F1,F2はチャネル方向に例えば±0.5mm、又は±0.25mm程度ずらした位置となる。
このときの照射範囲は、図19(a)で示すようにd2/d1倍のずれとなって、多列X線検出器24の面に照射される。図19(b)は、このX線検出器のある列のX線検出器出力のプロファイルを示したものである。
ここでは、各X線検出器位置F1,F0,F2におけるX線検出器出力プロファイルのずれがチャネル方向にあることを示している。図19(c)は、図19(b)のX線検出器プロファイルの左端部分を拡大して示した図である。
<Focus position measurement method>
Since each focal position can be corrected from the X-ray focal positions at the left and right ends, how to obtain the left and right end positions F1 and F2 will be described below.
In FIG. 19A, in order to make the positions of the X-ray focal positions F1 and F2 easy to understand, the positions are shifted excessively on the drawing. Actually, for example, when the X-ray focal point size is 0.5 mm in the channel direction × 0.5 mm in the z direction, the X-ray focal point positions F1 and F2 are shifted by, for example, ± 0.5 mm or ± 0.25 mm in the channel direction. It becomes.
The irradiation range at this time is shifted by d2 / d1 times as shown in FIG. 19A, and the surface of the multi-row X-ray detector 24 is irradiated. FIG. 19B shows a profile of the output of the X-ray detector in a certain column of the X-ray detector.
Here, it is shown that the deviation of the X-ray detector output profile at each X-ray detector position F1, F0, F2 is in the channel direction. FIG. 19C is an enlarged view of the left end portion of the X-ray detector profile of FIG. 19B.
ここでのプロファイルの端点は、各X線検出器の出力値c0より求められた、その半値c0/2で定めている。つまり端点は、ピーク値の半値幅FWHM(Full Width Half Maximum)で定める。xlF2はX線焦点位置F2の場合におけるX線検出器プロファイルより定まるFWHMの左端位置、xlF0はX線焦点位置F0の場合におけるX線検出器プロファイルより定まるFWHMの左端位置、xlF1はX線焦点位置F1の場合におけるX線検出器プロファイルより定まるFWHMの左端位置である。この場合、X線焦点F0の位置は、以下のF2からF0の距離FD20(数式22)と,F1からF0の距離FD10(数式23)とより求められる。
このようにして、X線焦点位置は多列X線検出器24の面に照射されるX線の影から求めることもできる。
The end point of the profile here is determined by its half value c0 / 2 obtained from the output value c0 of each X-ray detector. That is, the end point is determined by the full width half maximum (FWHM) of the peak value. xlF2 is the left end position of the FWHM determined from the X-ray detector profile in the case of the X-ray focal position F2, xlF0 is the left end position of FWHM determined from the X-ray detector profile in the case of the X-ray focal position F0, and xlF1 is the X-ray focal position. This is the left end position of the FWHM determined from the X-ray detector profile in the case of F1. In this case, the position of the X-ray focal point F0 is obtained from the following distance FD20 (Formula 22) from F2 to F0 and distance FD10 (Formula 23) from F1 to F0.
In this way, the X-ray focal position can also be obtained from the shadow of the X-rays irradiated on the surface of the multi-row X-ray detector 24.
図20は、このX線焦点位置の求め方を示すフローチャートである。
ステップV31では、スキャンを開始する。
ステップV32では、補正データ処理部39は、X線検出器の左右端でX線プロファイルの左右端が測定できる所はあるかを判断し、YESであればステップV33へ行き、NOであればステップV37へ行く。
ステップV33では、補正データ処理部39は、X線検出器プロファイルのピーク値c0を探す。
ステップV34では、X線検出器プロファイルのピーク値の半値c0/2(FWHM)を求める。
ステップV35では、補正データ処理部39は、X線検出器プロファイル左右端のFWHMの位置xlF(左端位置),xrF(右端位置)を求める。
ステップV36では、補正データ処理部39は、X線焦点左右端F1,F2から、その時のX線焦点間距離を求める。
ステップV37では、前後のビューよりX線焦点位置を予測する、又はX線発生装置から求められるX線焦点位置を用いる。
FIG. 20 is a flowchart showing how to obtain the X-ray focal position.
In step V31, scanning is started.
In Step V32, the correction data processing unit 39 determines whether there is a place where the left and right ends of the X-ray detector can measure the left and right ends of the X-ray detector. If YES, go to Step V33; Go to V37.
In step V33, the correction data processing unit 39 searches for the peak value c0 of the X-ray detector profile.
In Step V34, the half value c0 / 2 (FWHM) of the peak value of the X-ray detector profile is obtained.
In step V35, the correction data processing unit 39 obtains the FWHM positions xlF (left end position) and xrF (right end position) of the left and right ends of the X-ray detector profile.
In step V36, the correction data processing unit 39 obtains the distance between the X-ray focal points at that time from the X-ray focal point left and right ends F1, F2.
In step V37, the X-ray focal position is predicted from the front and rear views, or the X-ray focal position obtained from the X-ray generator is used.
このフローチャートにおいて、撮影中のX線検出器プロファイルからX線焦点位置F0を求めるようにしている。この場合、被検体が大きすぎてX線検出器面全体を覆ってしまった場合は、X線検出器プロファイルの左右端が正しく求められない。この対処として、補正データ処理部39は、前後のビューで測定されたX線焦点位置より、この場合のX線焦点位置を予測しても良い。
もうひとつの方法として、X線焦点位置を制御できるX線管において、X線発生装置の電子ビーム位置制御用グリッドの制御電圧値よりX線焦点位置を予測することもできる。こうして得られた、各X線焦点位置は、三次元逆投影処理においても必要である。
尚、本実施例においては、空気補正データの例を用いて説明したが、X線焦点位置の変化によって変化する画像再構成変数としては、ビームハードニング補正データ等の他の前処理用補正データに適用してもよい。
(実施例9)
In this flowchart, the X-ray focal position F0 is obtained from the X-ray detector profile being imaged. In this case, if the subject is too large and covers the entire X-ray detector surface, the left and right ends of the X-ray detector profile cannot be obtained correctly. As a countermeasure, the correction data processing unit 39 may predict the X-ray focal position in this case from the X-ray focal positions measured in the previous and next views.
As another method, in the X-ray tube capable of controlling the X-ray focal position, the X-ray focal position can be predicted from the control voltage value of the electron beam position control grid of the X-ray generator. Each X-ray focal position obtained in this way is also necessary in the three-dimensional backprojection process.
In the present embodiment, the example of air correction data has been described. However, as image reconstruction variables that change due to changes in the X-ray focal position, other preprocessing correction data such as beam hardening correction data is used. You may apply to.
Example 9
実施例9は、照射するX線を成形するコリメータの開口幅によって補正データが異なる場合の例である。
その場合、代表的な開口幅の補正データとして補正データ1を記憶し、その補正データ1が開口幅1から開口幅2の範囲に共通の使用するとのデータ設定を[開口1,開口2;補正データ1]のように設定することで、開口幅1から開口幅2の含まれる如何なる開口幅について、補正データと取り出すことができる。
尚、各開口幅毎の補正データがある場合は、それぞれの開口幅に対し、それぞれの補正データを使用するようなデータ設定に変更できることが好ましい。
The ninth embodiment is an example in which the correction data is different depending on the opening width of the collimator for shaping the irradiated X-rays.
In this case, correction data 1 is stored as typical opening width correction data, and the data setting that the correction data 1 is commonly used in the range of the opening width 1 to the opening width 2 is [Opening 1, Opening 2; By setting as in [Data 1], correction data can be extracted for any aperture width including aperture width 1 to aperture width 2.
In addition, when there exists correction data for every opening width, it is preferable that it can change to the data setting which uses each correction data with respect to each opening width.
上述の実施例によれば、多数の異なる撮影条件に対応し、容易に画像再構成変数を用いた画像再構成処理を行うことができる。また、各撮影条件に用いられる補正データの種類も多様化しており、日常における補正データを収集する校正作業、保守点検時の校正作業の長時間化となっている現状において、数少ない補正データで様々な撮影条件に適した画像再構成を行うことができため、校正作業のさらなる長期化を防ぐことができる。
尚、上記実施例では、医用X線CT装置を元について記載されているが、産業用X線CT装置、又は、他の装置と組み合わせたX線CT−PET装置,X線CT−SPECT装置などにおいても利用できる。
According to the above-described embodiment, it is possible to easily perform an image reconstruction process using an image reconstruction variable in correspondence with many different photographing conditions. In addition, the types of correction data used for each shooting condition are diversified, and in the current situation where calibration work for collecting daily correction data and calibration work during maintenance and inspection are taking a long time, various correction data can be used. Therefore, it is possible to perform image reconstruction suitable for various photographing conditions, and thus it is possible to prevent the calibration work from being further prolonged.
In the above embodiment, the medical X-ray CT apparatus is described as the original, but an industrial X-ray CT apparatus, or an X-ray CT-PET apparatus, an X-ray CT-SPECT apparatus combined with other apparatuses, etc. Can also be used.
1 … 操作コンソール
2 … 入力装置
3 … 中央処理装置
5 … 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
22 … X線コントローラ
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
31 … 撮影条件設定部
32 … 画像再構成部
G … 断層像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation console 2 ... Input device 3 ... Central processing unit 5 ... Data collection buffer 6 ... Monitor 7 ... Storage device 12 ... Cradle 15 ... Rotating part 20 ... Scanning gantry 21 ... X-ray tube 22 ... X-ray controller 23 ... Collimator 24 ... Multi-row X-ray detector 25 ... Data acquisition device (DAS)
26: Rotating unit controller 28: Beam forming X-ray filter 29 ... Controller 31 ... Imaging condition setting unit 32 ... Image reconstruction unit G ... Tomographic image
Claims (12)
所定の撮影条件について、複数の条件を設定可能な撮影条件設定手段と、
前記撮影条件を用いて、X線発生装置とX線検出器とを有する回転部を回転させながら、被検体を走査してX線投影データを収集するX線データ収集手段と、
前記複数の条件によって異なる画像再構成変数であって、少なくとも代表的な条件に対応する画像再構成変数が前記X線投影データ収集手段で収集したデータのセットに付帯して記憶された記憶部と、
少なくとも前記代表的な条件以外の条件を含む前記X線データ収集に用いた撮影条件に対応する画像再構成変数に基づく前記X線投影データの画像再構成処理を含む画像再構成部とを含む処理を行う画像再構成手段と
を備えることを特徴とするX線CT装置。 An X-ray CT apparatus for taking a tomographic image of a subject,
Shooting condition setting means capable of setting a plurality of conditions for predetermined shooting conditions;
X-ray data collection means for scanning the subject and collecting X-ray projection data while rotating a rotating unit having an X-ray generator and an X-ray detector using the imaging conditions;
An image reconstruction variable that differs depending on the plurality of conditions, and at least an image reconstruction variable corresponding to a representative condition is stored in association with a set of data collected by the X-ray projection data collection unit; ,
A process including an image reconstruction unit including an image reconstruction process of the X-ray projection data based on an image reconstruction variable corresponding to an imaging condition used for the X-ray data collection including at least a condition other than the representative condition An X-ray CT apparatus comprising: an image reconstruction unit that performs the operation.
前記X線データ収集部は、複数のX線管電圧条件を用いてX線投影データを収集するものであり、
前記代表的な条件は、前記X線データ収集に用いた複数のX線管電圧条件である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線CT装置。 The predetermined imaging condition is an X-ray tube voltage condition,
The X-ray data collection unit collects X-ray projection data using a plurality of X-ray tube voltage conditions,
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the representative condition is a plurality of X-ray tube voltage conditions used for the X-ray data collection.
前記X線データ収集部は、複数のX線管電圧条件を用いてX線投影データを収集するものであり、
前記代表的な条件は、前記X線データ収集に用いた複数のX線管電圧条件であり、
前記代表的な条件以外の条件は、前記複数のX線管電圧条件の切り替えに伴う過渡区間の条件を含む
ことを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。 The predetermined imaging condition is an X-ray tube voltage condition,
The X-ray data collection unit collects X-ray projection data using a plurality of X-ray tube voltage conditions,
The representative condition is a plurality of X-ray tube voltage conditions used for the X-ray data collection,
The X-ray CT apparatus according to claim 2, wherein the condition other than the representative condition includes a condition of a transient section accompanying switching of the plurality of X-ray tube voltage conditions.
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