JP2009153928A - X-ray tomography apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体を挟んでX線管とX線検出器を対向配置し、X線管およびX線検出器を互いに反対向きに移動させつつ、X線管から前記被検体に対してX線を順次照射してその都度前記被検体からの透過X線をX線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、複数の投影画像を再構成処理して被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、再構成処理の間にプレビュー画像を生成するX線断層撮影装置に関するものである。 According to the present invention, an X-ray tube and an X-ray detector are arranged opposite to each other with a subject interposed therebetween, and the X-ray tube and the X-ray detector are moved in opposite directions to each other from the X-ray tube to the subject. The X-ray detector detects the transmitted X-rays from the subject each time, and thereby captures a plurality of projection images, and reconstructs the plurality of projection images to perform tomosynthesis tomography of the subject. The present invention relates to an X-ray tomography apparatus that generates a reconstructed image and generates a preview image during the reconstruction process.
X線断層撮影装置の1つとして、被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成し、モニタに表示するように構成された装置が知られている。このX線断層撮影装置は、互いに対向配置されたX線管およびX線検出器を備えており、X線管およびX線検出器を、被検体を挟んで、X線のビームの中心とX線検出器の中心が常に一致するように互いに反対方向に同期移動させながら、順次X線官からX線を照射し、その都度被検体からの透過X線をX線検出器によって検出する。さらに、X線断層撮影装置は、X線検出器からの出力を信号処理し、X線照射毎に投影画像を撮影し、撮影した複数の投影画像を再構成処理することによって被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成し、モニタに表示する。 As one of X-ray tomography apparatuses, an apparatus configured to generate a tomosynthesis tomographic reconstruction image of a subject and display it on a monitor is known. This X-ray tomography apparatus includes an X-ray tube and an X-ray detector arranged to face each other, and the X-ray tube and the X-ray detector are placed between the center of the X-ray beam and the X-ray with the subject interposed therebetween. While synchronously moving in opposite directions so that the centers of the line detectors always coincide with each other, X-rays are sequentially emitted from the X-ray officer, and transmitted X-rays from the subject are detected by the X-ray detector each time. Furthermore, the X-ray tomography apparatus performs signal processing on the output from the X-ray detector, captures a projection image for each X-ray irradiation, and reconstructs the plurality of captured projection images to reconstruct the tomosynthesis tomography of the subject. A reconstructed image is generated and displayed on the monitor.
そして、この投影画像の再構成処理には、通常、5〜10分を要していた。ところが、X線照射条件の設定が適切であったかどうか等、撮影がうまく行われたかどうかは、再構成処理後にモニタ表示される断層像を見るまで確認することができず、したがって、撮影が失敗し、再度撮影を行わねばならない場合に、極めて効率が悪いという問題を生じていた。 The projection image reconstruction process usually takes 5 to 10 minutes. However, whether or not the radiographing has been performed successfully, such as whether the X-ray irradiation conditions are properly set, cannot be confirmed until the tomographic image displayed on the monitor after the reconstruction process is viewed. When shooting has to be performed again, there is a problem that it is extremely inefficient.
この問題を解消すべく、撮影された投影画像の再構成処理の間に、これらの投影画像から選択したいくつかの投影画像を用いて再構成処理を行うことによってプレビュー画像を生成し、所期の断層像が得られる前にプレビュー画像をモニタに表示することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
In order to solve this problem, a preview image is generated by performing a reconstruction process using a number of projection images selected from these projection images during the reconstruction process of the captured projection image. It has been proposed to display a preview image on a monitor before obtaining a tomographic image (see, for example,
しかしながら、この構成によっても、プレビュー画像がモニタ表示されるまでに待ち時間がかかって、撮影がうまく行われたかどうかの確認をすぐにできず、オペレータ(技師や医師等)のイライラ感がつのっていた。 However, even with this configuration, there is a waiting time until the preview image is displayed on the monitor, and it is not possible to immediately check whether the shooting has been performed successfully, and the operator (engineer, doctor, etc.) feels frustrated. It was.
したがって、本発明の課題は、撮影開始後にいち早くプレビュー画像を生成することができるX線断層撮影装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an X-ray tomography apparatus capable of generating a preview image as soon as imaging starts.
上記課題を解決するため、本発明は、被検体を挟んでX線管とX線検出器を対向配置し、前記X線管および前記X線検出器を同一平面内において互いに反対向きに移動させつつ、前記X線管から前記被検体に対してX線を順次照射してその都度前記被検体からの透過X線をX線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、前記複数の投影画像を再構成処理して前記被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、前記トモシンセシス断層再構成画像の生成前にプレビュー画像を生成するX線断層撮影装置において、前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された2以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするX線断層撮影装置を構成したものである。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides an X-ray tube and an X-ray detector facing each other with a subject interposed therebetween, and moves the X-ray tube and the X-ray detector in opposite directions in the same plane. While, the X-ray tube sequentially irradiates the subject with X-rays, and each time the transmitted X-rays from the subject are detected by an X-ray detector, thereby capturing a plurality of projection images, In the X-ray tomography apparatus for reconstructing a plurality of projection images to generate a tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image of the subject and generating a preview image before generating the tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image, the preview image is The X-ray tomography apparatus comprises an image generated by adding two or more projection images selected from the plurality of projection images.
上記課題を解決するため、また、本発明は、被検体を挟んでX線管とX線検出器を対向配置し、前記X線管および前記X線検出器を、前記X線管の光軸と前記X線検出器の中心を結ぶ直線が前記被検体に設定された回転中心を常に通るように、それぞれ平行平面上において互いに反対向きに円運動させつつ、前記X線管から前記被検体に対してX線を順次照射してその都度前記被検体からの透過X線をX線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、前記複数の投影画像を再構成処理して前記被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するとともに、前記トモシンセシス断層再構成画像の生成前にプレビュー画像を生成するX線断層撮影装置において、前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された2以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするX線断層撮影装置を構成したものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention also provides an X-ray tube and an X-ray detector that are opposed to each other with a subject interposed therebetween, and the X-ray tube and the X-ray detector are disposed on an optical axis of the X-ray tube. The X-ray tube is moved from the X-ray tube to the subject while circularly moving in opposite directions on a parallel plane so that a straight line connecting the center of the X-ray detector always passes through the rotation center set on the subject. X-rays are sequentially irradiated onto the subject, and transmitted X-rays from the subject are detected by an X-ray detector each time, thereby capturing a plurality of projection images, reconstructing the plurality of projection images, and In the X-ray tomography apparatus for generating a tomosynthesis tomographic reconstruction image of a subject and generating a preview image before generating the tomosynthesis tomographic reconstruction image, the preview image is selected from the plurality of
上記構成において、前記プレビュー画像が、撮影開始後所定時間経過後に生成される、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像からなっていること、あるいは、前記プレビュー画像が、撮影開始後所定時間経過後に生成される、それ以前に撮影された投影画像から選択された2以上の投影画像を加算した画像からなっていることが好ましい。
あるいは、前記プレビュー画像が、投影画像の撮影時毎に生成される、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像に新たに撮影された投影画像を加算した画像からなっていることが好ましい。
In the above-described configuration, the preview image is generated after a predetermined time has elapsed after the start of shooting, and is composed of images obtained by adding all projection images shot before that, or the preview image is after shooting has started. It is preferable that the image is formed by adding two or more projection images selected from projection images taken before that, which are generated after a predetermined time has elapsed.
Alternatively, the preview image may be an image obtained by adding a newly captured projection image to an image obtained by adding all previously captured projection images generated every time a projection image is captured. preferable.
本発明によれば、X線照射により取得される投影画像を加算することによってプレビュー画像を生成するようにしたので、非常に短時間でプレビュー画像を生成し、モニタ表示することが可能になる。したがって、撮影が開始された後、短時間でプレビュー画像をモニタ表示することができ、よって、オペレータは、撮影開始後すぐに撮影が良好に行われたかどうかを確認することができる。 According to the present invention, since the preview image is generated by adding the projection images acquired by the X-ray irradiation, the preview image can be generated and displayed on the monitor in a very short time. Therefore, a preview image can be displayed on the monitor in a short time after shooting is started, and thus the operator can check whether shooting has been performed well immediately after shooting starts.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図1は、本発明の1実施例によるX線断層撮影装置の構成を示すブロック図である。図1を参照して、本発明によれば、被検体Mが載置される天板3と、天板3の上の被検体MにX線を照射するX線管1と、被検体Mからの透過X線を検出するフラットパネル型X線検出器(FPD)2が備えられる。X線管1は、X線管制御部6によって制御され、管電圧および管電流を供給される。そして、X線管1およびFPD2は、同期移動機構4によって、X線管1の光軸とFPD2の中心が常に一致するようにして被検体Mを挟んで同一平面内において互いに反対方向に同期移動せしめられ得る。そして、この同期移動の間に、X線管1から被検体Mに対してX線が順次照射され、その都度被検体Mからの透過X線がFPD2によって検出され、それによって複数の投影画像が撮影される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an X-ray tomography apparatus according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, according to the present invention, a
同期移動機構4は、同期移動制御部5からの制御信号に従って、直線軌道L1に沿ってX線管1を直線運動させると同時に、直線軌道L2に沿ってFPD2をX線管1と反対向きに直線運動させる。この場合、同期移動機構4は、X線管1の首振り角度を調整してX線照射角度を変化させつつX線管1を位置F1→位置F2→位置F3と移動させるとともに、FPD2を位置f1→位置f2→位置f3と移動させる。また、X線管1およびFPD2の一方または両方が、X線照射方向に手動または電動によって移動し、X線管1およびFPD2の間隔が調節可能になっている。
天板3は、天板移動機構7によって、上下方向および水平面内縦横方向に移動せしめられ得る。天板移動機構7は、天板制御部8からの制御信号に従って動作する。
X線管制御部6、同期移動制御部5および天板制御部8は、主制御部17に接続されており、主制御部17は、操作部18から入力される種々の命令およびデータに基づき、各制御部5、6、8に制御信号を送る。
The
The
The X-ray
FPD2の後段には、FPD2からの荷電信号であるX線検出信号をデジタル化して取り出すA/D変換器9と、A/D変換器9から出力されたX線検出信号を処理する信号読取部10が備えられる。信号読取部10は、A/D変換器9からのX線検出信号から、被検体Mに裁断断面として設定された基準断面MAの投影画像の信号を読み取り、その信号から対応する画像を生成する基準断面画像読取部11と、基準断面MAの表側または裏側に設定された基準断面MAに平行な複数の平行断面Ma1〜Man、Mb1〜Mbnの投影画像の信号を読み取り、その信号から対応する画像を生成する平行断面画像読取部12を有している。
At the subsequent stage of the
さらに、信号読取部10の後段には、信号読取部10で生成された投影画像を再構成処理し、被検体Mのトモシンセシス断層再構成画像を生成する再構成処理部13と、信号読取部10の基準断面画像読取部11で生成された投影画像を用いてプレビュー画像を生成するプレビュー画像生成部14が接続される。この場合、プレビュー画像生成部14が、基準断面画像読取部11で生成された投影画像の代わりに、平行断面画像読取部12で生成された投影画像を用いてプレビュー画像を生成するような構成としてもよい。
信号読取部10、再構成処理部13およびプレビュー画像生成部14は、主制御部17によって制御される。
Furthermore, a
The
本発明によれば、また、再構成処理部13で生成されたトモシンセシス断層再構成画像の画像データ、およびプレビュー画像生成部14で生成されたプレビュー画像の画像データが格納されるメモリ15と、メモリ15から画像データを読み出して表示するモニタ16が備えられる。
According to the present invention, the
プレビュー画像生成部14は、基準断面画像読取部11で生成された複数の投影画像から予め選択された2以上の投影画像を加算することによってプレビュー画像を生成する。
1実施例では、プレビュー画像生成部14は、図3(A)に示すように、撮影開始後所定時間経過後(第3番目の投影画像が撮影された後)、それ以前に撮影されたすべての投影画像(投影画像1〜3)を加算してプレビュー画像を生成する。
The preview
In one embodiment, as shown in FIG. 3 (A), the
別の実施例では、プレビュー画像生成部14は、図3(B)に示すように、撮影開始後所定時間経過後(第4番目の投影画像が撮影された後)、それ以前に撮影された投影画像から選択された2以上の投影画像(投影画像2および4)を加算してプレビュー画像を生成する。
さらに別の実施例では、プレビュー画像生成部14は、図3(C)に示すように、投影画像の撮影時毎に、それ以前に撮影されたすべての投影画像を加算した画像に新たに撮影された投影画像を加算してプレビュー画像を生成する。この実施例によれば、第1番目の投影画像の撮影の終了後から、最後の投影画像の撮影が終了するまでの間にわたって、プレビュー画像が逐次的に生成され、モニタ表示される。この場合、次のプレビュー画像の表示までに要する時間は3秒程度である。
In another embodiment, as shown in FIG. 3B, the preview
In yet another embodiment, as shown in FIG. 3 (C), the preview
プレビュー画像生成部14によるプレビュー画像の生成原理は次のとおりである。
例えば、基準断面MAについて考えると、図2を参照して、X線管1およびFPD2の対は、基準断面MA上の点G、Hが常にFPD2のX線検出面2Aの同一点g、hに投影されるように、移動せしめられる。それによって、基準断面MAから外れた点Iは、X線照射角度が変化すると、X線検出面2A上への投影位置が変化する。すなわち、点Iは、X線管1が位置K1にあるとき、位置k1にあるX線検出面2Aの点i1に投影されるが、X線管1が位置K2に移動したとき、位置k2にあるX線検出面2Aの点i2に投影される。
The generation principle of the preview image by the preview
For example, considering the reference cross section MA, referring to FIG. 2, the pair of the
その結果、投影画像が加算されてプレビュー画像が生成されると、点G、Hの信号は集積されてプレビュー画像において点G、Hは鮮明となる一方、点Iの信号は分散されるので、プレビュー画像において点Iはぼける。この場合、点Iの基準断面MAからの距離が大きくなるほどぼける度合も大きくなる。こうして、基準断面MAだけが鮮明に撮影されたプレビュー画像が生成される。また、基準断面MAと平行な各平行断面Ma1〜Man、Mb1〜Mbnのプレビュー画像も、原理的には基準断面MAの場合と同様にして生成される。 As a result, when the projection image is added and the preview image is generated, the signals of the points G and H are accumulated and the points G and H become clear in the preview image, while the signal of the point I is dispersed. Point I is blurred in the preview image. In this case, the degree of blur increases as the distance of the point I from the reference cross section MA increases. Thus, a preview image in which only the reference section MA is clearly captured is generated. In addition, preview images of parallel sections Ma1 to Man and Mb1 to Mbn parallel to the reference section MA are also generated in the same manner as in the case of the reference section MA.
本発明のX線断層撮影装置によれば、撮影開始後、短時間のうちにプレビュー画像が生成され、モニタに表示される。それによって、オペレータ(医師や技師)は、撮影がうまく行われたかどうかをトモシンセシス断層再構成画像が生成される前にいち早く判断することができ、X線断層撮影を極めて効率的に行うことができる。 According to the X-ray tomography apparatus of the present invention, a preview image is generated in a short time after the start of imaging and displayed on the monitor. As a result, an operator (doctor or technician) can quickly determine whether the imaging has been performed successfully before the tomosynthesis tomographic reconstruction image is generated, and can perform X-ray tomography extremely efficiently. .
本発明の構成は、上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上述の実施例では、X線断層撮影装置は、投影画像の再構成処理を加算によって行い、トモシンセシス断層再構成画像を生成するようになっているが、投影画像の再構成処理をフェルドカンプ法によって行い、トモシンセシス断層再構成画像を生成するX線断層撮影装置としても、トモシンセシス断層再構成画像の生成前に、上述の実施例と同様にして、プレビュー画像を生成することができる。 The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the X-ray tomography apparatus performs the reconstruction process of the projection image by addition to generate the tomosynthesis tomographic reconstruction image. However, the reconstruction process of the projection image is performed by Feldkamp. The X-ray tomography apparatus that performs the tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image by the method can generate the preview image in the same manner as in the above-described embodiment before the tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image is generated.
また、上述のX線断層撮影装置の代わりに、被検体を挟んでX線管とX線検出器を対向配置し、X線管およびX線検出器を、X線管の光軸とX線検出器の中心を結ぶ直線が被検体に設定された回転中心を常に通るように、それぞれ平行平面上において互いに反対向きに円運動させつつ、X線管から被検体に対してX線を順次照射してその都度被検体からの透過X線をX線検出器によって検出し、それによって複数の投影画像を撮影し、複数の投影画像を再構成処理して被検体のトモシンセシス断層再構成画像を生成するX線断層撮影装置としても、トモシンセシス断層再構成画像の生成前に、上述の実施例と同様にして、プレビュー画像を生成することができる。 Further, instead of the above-described X-ray tomography apparatus, an X-ray tube and an X-ray detector are arranged to face each other with the subject interposed therebetween, and the X-ray tube and the X-ray detector are connected to the optical axis of the X-ray tube and the X-ray. The X-ray tube sequentially irradiates the subject with X-rays while circularly moving in opposite directions on the parallel plane so that the straight line connecting the centers of the detectors always passes through the rotation center set for the subject. In each case, transmitted X-rays from the subject are detected by an X-ray detector, and a plurality of projection images are photographed, and a plurality of projection images are reconstructed to generate a tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image of the subject. Also in the X-ray tomography apparatus, the preview image can be generated in the same manner as in the above-described embodiment before the tomosynthesis tomographic reconstruction image is generated.
1 X線管
2 FPD
3 天板
4 同期移動機構
5 同期移動制御部
6 X線管制御部
7 天板移動機構
8 天板制御部
9 A/D変換器
10 信号読取部
11 基準断面画像読取部
12 平行断面画像読取部
13 再構成処理部
14 プレビュー画像生成部
15 メモリ
16 モニタ
17 主制御部
18 操作部
L1、L2 直線軌道
M 被検体
MA 基準断面
Ma1〜Man 平行断面
Mb1〜Mbn 平行断面
1
3
Claims (5)
前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された2以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするX線断層撮影装置。 An X-ray tube and an X-ray detector are arranged opposite to each other with the subject interposed therebetween, and the X-ray tube and the X-ray detector are moved in opposite directions in the same plane, and the X-ray tube is moved from the X-ray tube to the subject. X-rays are sequentially irradiated onto the subject, and transmitted X-rays from the subject are detected by an X-ray detector each time, thereby capturing a plurality of projection images, reconstructing the plurality of projection images, and In an X-ray tomography apparatus for generating a tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image of a subject and generating a preview image before generating the tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image,
The X-ray tomography apparatus, wherein the preview image is an image generated by adding two or more projection images selected from the plurality of projection images.
前記プレビュー画像が、前記複数の投影画像から選択された2以上の投影画像を加算して生成された画像からなっていることを特徴とするX線断層撮影装置。 An X-ray tube and an X-ray detector are arranged opposite to each other with a subject interposed therebetween, and the X-ray tube and the X-ray detector are arranged such that a straight line connecting the optical axis of the X-ray tube and the center of the X-ray detector is The X-ray tube sequentially irradiates the subject with X-rays while circularly moving in opposite directions on parallel planes so as to always pass through the center of rotation set for the subject, and the subject each time. Detecting transmitted X-rays from the specimen with an X-ray detector, thereby capturing a plurality of projection images, reconstructing the plurality of projection images to generate a tomosynthesis tomographic tomographic reconstruction image of the subject, In the X-ray tomography apparatus for generating a preview image before generating the tomosynthesis tomographic reconstruction image,
The X-ray tomography apparatus, wherein the preview image is an image generated by adding two or more projection images selected from the plurality of projection images.
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