JP2010042096A - X-ray computed tomography apparatus - Google Patents

X-ray computed tomography apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010042096A
JP2010042096A JP2008207019A JP2008207019A JP2010042096A JP 2010042096 A JP2010042096 A JP 2010042096A JP 2008207019 A JP2008207019 A JP 2008207019A JP 2008207019 A JP2008207019 A JP 2008207019A JP 2010042096 A JP2010042096 A JP 2010042096A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reconstruction
projection data
ray
computed tomography
tomography apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008207019A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeomi Akino
成臣 秋野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008207019A priority Critical patent/JP2010042096A/en
Publication of JP2010042096A publication Critical patent/JP2010042096A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reconstruct a mask region while suppressing a possibility of deteriorating strain-shape reproducibility in a circular-orbit cone-beam reconstruction method. <P>SOLUTION: This X-ray computed tomography apparatus includes an X-ray tube 101 generating cone-beam-shaped X rays, a two-dimensional array-type X-ray detector 103 detecting the X rays transmitting through a subject to generate projection data, a rotary mechanism 102 rotating the X-ray tube around the circumference of the subject along with the X-ray detector, a reconstruction processing section 119 reconstructing image data using a reconstruction area as an object based on the projection data, and a projection data selection section 117 which selects the projection data for use in the reconstruction for changing a view number of the projection data used for the reconstruction of the image data in both ends of the reconstruction area according to the reconstruction position on the rotary shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、円軌道コーンビーム再構成機能を有するX線コンピュータ断層撮影装置(CT(Computer Tomography))に関する。   The present invention relates to an X-ray computed tomography (CT) having a circular orbit cone beam reconstruction function.

円軌道コーンビーム再構成法は(Feldkamp)らが提案しているが、この再構成法では、360°分の投影データが揃わない領域(マスク領域という)が再構成領域の両端部に存在し、そのマスク領域では再構成しても十分な画質が得られない。現在では十分な画質が得られないと言うことでマスクされ、マスク領域は画像再構成から除外されている。マスク領域を無理に再構成しても、歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が高い。   The circular orbit cone beam reconstruction method has been proposed by (Feldkamp) et al. In this reconstruction method, there are regions where the projection data for 360 ° are not aligned (called mask regions) at both ends of the reconstruction region. Even if the mask area is reconstructed, sufficient image quality cannot be obtained. At present, it is masked by saying that sufficient image quality cannot be obtained, and the mask area is excluded from image reconstruction. Even if the mask area is forcibly reconfigured, there is a high possibility that distortion and shape reproducibility will deteriorate.

本発明の目的は、円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が抑えて再構成することにある。   An object of the present invention is to reconstruct a mask region while suppressing the possibility of distortion and deterioration of shape reproducibility in a circular orbit cone beam reconstruction method.

本発明のある局面は、コーンビーム形のX線を発生するX線管と、被検体を透過したX線を検出して投影データを発生する2次元アレイ型のX線検出器と、前記X線管を前記X線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、前記投影データに基づいて再構成領域を対象に画像データを再構成する再構成処理部と、前記再構成領域の両端部分において前記画像データの再構成に用いる投影データのビュー数を回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、前記再構成に用いる投影データを選択する投影データ選択部とを具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置を提供する。   An aspect of the present invention includes an X-ray tube that generates cone-beam X-rays, a two-dimensional array type X-ray detector that detects X-rays transmitted through a subject and generates projection data, and the X-ray detector A rotation mechanism that rotates the tube around the subject together with the X-ray detector; a reconstruction processing unit that reconstructs image data based on the projection data; A projection data selection unit that selects projection data used for the reconstruction in order to change the number of views of the projection data used for the reconstruction of the image data at both ends according to the reconstruction position on the rotation axis; An X-ray computed tomography apparatus is provided.

本発明によれば、円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性が抑えて再構成することができる。   According to the present invention, in the circular orbit cone beam reconstruction method, the mask region can be reconstructed while suppressing the possibility of distortion and deterioration of shape reproducibility.

以下、図面を参照して本発明によるX線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明する。なお、X線コンピュータ断層撮影装置には、X線管とX線検出器とが1体として被検体の周囲を回転する回転/回転方式と、リング上に多数のX線検出器が配置され、X線管のみが被検体の周囲を回転する固定/回転方式とがあり、いずれの方式でも本発明を適用可能である。回転/回転方式に関して、一対のX線管とX線検出器とが回転フレームに搭載された一管球型と、X線管とX線検出器との対が回転フレームに複数搭載されたいわゆる多管球型とがあるが、いずれの型でも本発明を適用可能である。X線検出器に関して、被検体を透過したX線をシンチレータ等の蛍光体で光に変換してからフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とがあるが、本発明はいずれの形を採用してもよい。   Embodiments of an X-ray computed tomography apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The X-ray computed tomography apparatus includes a rotation / rotation method in which an X-ray tube and an X-ray detector are rotated as one body, and a large number of X-ray detectors are arranged on a ring. There is a fixed / rotation method in which only the X-ray tube rotates around the subject, and the present invention can be applied to any method. Regarding the rotation / rotation method, a so-called single-tube type in which a pair of X-ray tubes and X-ray detectors are mounted on a rotating frame, and a so-called multiple pairs of X-ray tubes and X-ray detectors are mounted on a rotating frame. There are multitubular bulb types, but the present invention can be applied to any type. Regarding the X-ray detector, an indirect conversion type in which X-rays transmitted through a subject are converted into light by a phosphor such as a scintillator and then converted into electric charge by a photoelectric conversion element such as a photodiode, and electrons in a semiconductor by X-rays There is a direct conversion type using the generation of a hole pair and its movement to the electrode, that is, a photoconductive phenomenon, but the present invention may adopt any form.

図1には本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示している。架台100は、X線管101を有する。X線管101は、高電圧発生装置からスリップリング機構108を経由して管電圧の印加及びフィラメント電流の供給を受け、コーンビーム形のX線を発生する。X線管101は、回転軸(Z軸)を中心に回転自在に支持される回転フレーム102に、X線検出器105とともに搭載される。回転角検出部107は、回転フレーム102の回転角を検出するために設けられる。通常、X線管101が頂上にあるとき、回転フレーム102の回転角はゼロ度にセットされる。X線検出器103は、回転軸RAをはさんでX線管101に対向する。回転軸RAを中心として円筒形状の再構成領域が入力装置115を介して設定される。   FIG. 1 shows the configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. The gantry 100 includes an X-ray tube 101. The X-ray tube 101 receives a tube voltage and a filament current from the high voltage generator via the slip ring mechanism 108 and generates cone beam X-rays. The X-ray tube 101 is mounted together with the X-ray detector 105 on a rotating frame 102 that is supported rotatably about a rotation axis (Z axis). The rotation angle detection unit 107 is provided to detect the rotation angle of the rotation frame 102. Normally, when the X-ray tube 101 is at the top, the rotation angle of the rotating frame 102 is set to zero degrees. The X-ray detector 103 faces the X-ray tube 101 across the rotation axis RA. A cylindrical reconstruction area around the rotation axis RA is set via the input device 115.

X線検出器103は、X線管101から被検体を透過したX線を検出する。X線検出器103は、コーンビームに対応するマルチスライス型または2次元アレイ型である。すなわち、X線検出器103は、回転軸RAにそって並列される複数のX線検出素子列を有する。各X線検出素子列は、回転軸RAに直交する方向にそって一列に配列された複数のX線検出素子を有する。   The X-ray detector 103 detects X-rays that have passed through the subject from the X-ray tube 101. The X-ray detector 103 is a multi-slice type or a two-dimensional array type corresponding to a cone beam. That is, the X-ray detector 103 has a plurality of X-ray detection element arrays arranged in parallel along the rotation axis RA. Each X-ray detection element array has a plurality of X-ray detection elements arranged in a line along a direction orthogonal to the rotation axis RA.

X線検出器103の出力は、チャンネルごとにデータ収集回路(DAS)104によって増幅され、ディジタル信号に変換され、そして例えば非接触型のデータ伝送装置105を介して前処理装置106に送られ、そこで感度補正等の補正処理を受け、再構成処理の直前段階にあるいわゆる投影データとして投影データ記憶部116に記憶される。スキャンコントローラ110は、データ収集(スキャン)のために、回転駆動部、高電圧発生装置109、データ収集回路104等を制御する。   The output of the X-ray detector 103 is amplified for each channel by a data acquisition circuit (DAS) 104, converted into a digital signal, and sent to a preprocessing device 106 via, for example, a contactless data transmission device 105, Accordingly, correction processing such as sensitivity correction is performed and stored in the projection data storage unit 116 as so-called projection data immediately before the reconstruction processing. The scan controller 110 controls the rotation drive unit, the high voltage generator 109, the data collection circuit 104, and the like for data collection (scan).

再構成処理部119は、コーンビーム画像再構成法のもとで、投影データに基づいて画像データを再構成する。ここで、コーンビーム画像再構成法は、フェルドカンプ法(Feldkamp method)である。フェルドカンプ法は、周知の通り、ファンビームコンボリューション・バックプロジェクション法をもとにした近似的再構成法であり、コンボリューション処理は、コーン角が比較的小さいことを前提として、データをファン投影データと見なして行われる。しかし、バックプロジェクション処理は、実際のレイ(ray)に沿って行われる。つまり、投影データにZ座標に依存した重みをかけ、その重みをかけた投影データに、ファンビーム再構成と同じ再構成関数をコンボリューションし、そのデータをコーン角を持つ斜めの実際のレイに沿って逆投影する、という手順で画像が再構成される。   The reconstruction processing unit 119 reconstructs image data based on the projection data under the cone beam image reconstruction method. Here, the cone beam image reconstruction method is a Feldkamp method. As is well known, the Feldkamp method is an approximate reconstruction method based on the fan beam convolution and back projection method, and the convolution process is based on the assumption that the cone angle is relatively small, and the data is fan projected. This is done as data. However, the back projection process is performed along an actual ray. In other words, a weight depending on the Z coordinate is applied to the projection data, and the same reconstruction function as the fan beam reconstruction is convoluted to the projection data to which the weight is applied, and the data is converted into an oblique actual ray having a cone angle. The image is reconstructed by the procedure of back projection along.

投影データ選択部117は、投影データ記憶部116に記憶された投影データから、再構成処理部119で再構成処理に使用する投影データを、Z軸上でのスライス位置(再構成位置)に応じて選択する。
図2に示すように、円柱形の再構成領域の両端部分(Z1〜Z2、Z3〜Z4)において、画像再構成処理の特にバックプロジェクション処理に用いる投影データのビュー数を、回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、再構成に用いる投影データを選択する。両端部分は、
このビュー数は、図3に例示するように、両端部分各々の最内位置Z2,Z3から最端位置Z1,Z4までにかけて、連続的又は段階的に変化される。またビュー数が連続的に変化されるとき、直線的(任意の一次式で定義される)又は曲線的(任意の多次式で定義される)に変化される。なお、最内位置Z2,Z3は、再構成領域の外周と、コーンビームX線の辺縁とが交差する部分のZ位置として定義される。
The projection data selection unit 117 uses the projection data stored in the projection data storage unit 116 for the projection data used for the reconstruction process by the reconstruction processing unit 119 according to the slice position (reconstruction position) on the Z axis. To select.
As shown in FIG. 2, at both end portions (Z1 to Z2 and Z3 to Z4) of the cylindrical reconstruction area, the number of views of the projection data used for the image reconstruction process, particularly the back projection process, is changed. In order to change according to the configuration position, projection data used for reconstruction is selected. Both ends are
As illustrated in FIG. 3, the number of views is changed continuously or stepwise from the innermost positions Z2, Z3 to the outermost positions Z1, Z4 of both end portions. When the number of views is continuously changed, it is changed linearly (defined by an arbitrary linear expression) or curved (defined by an arbitrary multi-order expression). The innermost positions Z2 and Z3 are defined as the Z positions where the outer periphery of the reconstruction area intersects with the edge of the cone beam X-ray.

実際には、投影データ選択部117は、マスク領域の存在しない再構成領域の中央部分(Z2〜Z3)においては、再構成に用いるビューの数を、1回転で収集する投影データのビュー数Nに設定する。またマスク領域が部分的にも存在する再構成領域の両端部分(Z1〜Z2、Z3〜Z4)においては、再構成に用いるビューの数を、Z位置に応じて1回転分のビュー数Nから、ハーフ再構成に要するビュー数と同等のN・((180°+α)/360°)まで低下させる。なお、αはファン角である。ビュー数の変化パターンは入力装置115を介して操作者により選択されることができる。   Actually, the projection data selection unit 117 determines the number of views of projection data to be collected by one rotation N in the central portion (Z2 to Z3) of the reconstruction area where the mask area does not exist. Set to. In addition, at both end portions (Z1 to Z2, Z3 to Z4) of the reconstruction area where the mask area partially exists, the number of views used for reconstruction is changed from the view number N for one rotation according to the Z position. , It is reduced to N · ((180 ° + α) / 360 °) equivalent to the number of views required for half reconstruction. Α is a fan angle. The change pattern of the number of views can be selected by the operator via the input device 115.

投影データ選択部117は、マスク領域の存在しない再構成領域の中央部分(Z2〜Z3)においては、その中の全スライス各々に対して、収集した全ビューNの投影データを再構成処理部119に供給し、一方、マスク領域が部分的にも存在する再構成領域の両端部分(Z1〜Z2、Z3〜Z4)においては、Nより少ないZ位置に応じたビュー数の投影データをできるだけ均等に間引いて再構成処理部119に供給する。再構成処理部119は、フェルドカンプ再構成法に従って、投影データ選択部117から供給された投影データに基づいて再構成領域内の画像データを再構成する。   In the central part (Z2 to Z3) of the reconstruction area in which no mask area exists, the projection data selection unit 117 reconstructs the collected projection data of all views N for each of all slices therein. On the other hand, at both end portions (Z1 to Z2, Z3 to Z4) of the reconstruction area where the mask area partially exists, the projection data of the number of views corresponding to the Z position smaller than N is as uniform as possible. This is thinned out and supplied to the reconstruction processing unit 119. The reconstruction processing unit 119 reconstructs image data in the reconstruction area based on the projection data supplied from the projection data selection unit 117 according to the Feldkamp reconstruction method.

このように本実施形態では、円軌道コーンビーム再構成法において、マスク領域が部分的にも存在する再構成領域の両端部分では、再構成に用いるビュー数をZ位置に応じて徐々に減少させることにより、マスク領域を歪み・形状再現性の劣化が発生する可能性を抑えることができる。   As described above, in the present embodiment, in the circular orbit cone beam reconstruction method, the number of views used for reconstruction is gradually reduced in accordance with the Z position at both ends of the reconstruction area where the mask area partially exists. As a result, it is possible to suppress the possibility that the mask region is distorted and the shape reproducibility is deteriorated.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の実施形態によるX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the X-ray computed tomography apparatus by embodiment of this invention. 本実施形態において、Z位置と再構成に用いるビュー数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between Z position and the number of views used for a reconstruction in this embodiment. 図3のバリエーションを示す図。The figure which shows the variation of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101…X線管、102…回転フレーム、103…X線検出器、116…投影データ記憶部、117…投影データ選択部、119…再構成処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... X-ray tube, 102 ... Rotating frame, 103 ... X-ray detector, 116 ... Projection data storage part, 117 ... Projection data selection part, 119 ... Reconstruction process part.

Claims (4)

コーンビーム形のX線を発生するX線管と、
被検体を透過したX線を検出して投影データを発生する2次元アレイ型のX線検出器と、
前記X線管を前記X線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、
前記投影データに基づいて再構成領域を対象に画像データを再構成する再構成処理部と、
前記再構成領域の両端部分において前記画像データの再構成に用いる投影データのビュー数を回転軸上の再構成位置に応じて変化させるために、前記再構成に用いる投影データを選択する投影データ選択部とを具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray tube that generates cone-beam X-rays;
A two-dimensional array type X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject and generates projection data;
A rotation mechanism for rotating the X-ray tube around the subject together with the X-ray detector;
A reconstruction processing unit for reconstructing image data for a reconstruction area based on the projection data;
Projection data selection for selecting projection data used for reconstruction in order to change the number of views of projection data used for reconstruction of the image data at both ends of the reconstruction area in accordance with the reconstruction position on the rotation axis An X-ray computed tomography apparatus.
前記投影データ選択部は、前記再構成領域の両端部分において前記ビュー数を、直線的に変化させることを特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the projection data selection unit linearly changes the number of views at both end portions of the reconstruction area. 前記投影データ選択部は、前記再構成領域の両端部分において前記ビュー数を、曲線的に変化させることを特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the projection data selection unit changes the number of views in a curved manner at both end portions of the reconstruction area. 前記投影データ選択部は、前記再構成領域の中央部分においては1回転分のビュー数Nに設定し、前記再構成領域の両端部分においては、前記1回転分のビュー数Nから、N・((180°+α)/360°)まで低下させることを特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The projection data selection unit sets the number of views N for one rotation at the central portion of the reconstruction area, and N · ( The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the X-ray computed tomography apparatus is lowered to (180 ° + α) / 360 °).
JP2008207019A 2008-08-11 2008-08-11 X-ray computed tomography apparatus Withdrawn JP2010042096A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008207019A JP2010042096A (en) 2008-08-11 2008-08-11 X-ray computed tomography apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008207019A JP2010042096A (en) 2008-08-11 2008-08-11 X-ray computed tomography apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010042096A true JP2010042096A (en) 2010-02-25

Family

ID=42013986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008207019A Withdrawn JP2010042096A (en) 2008-08-11 2008-08-11 X-ray computed tomography apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010042096A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019051305A (en) * 2017-09-12 2019-04-04 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X-ray computer tomographic imaging device and image generation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019051305A (en) * 2017-09-12 2019-04-04 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X-ray computer tomographic imaging device and image generation device
JP7195825B2 (en) 2017-09-12 2022-12-26 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X-ray computed tomography device and image generation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5405229B2 (en) X-ray computed tomography system
JP4679068B2 (en) X-ray computed tomography system
US7639775B2 (en) Method and system for imaging using multiple offset X-ray emission points
US7215733B2 (en) X-ray computed tomography apparatus
JP4490645B2 (en) X-ray computed tomography system
US7113569B2 (en) X-ray CT apparatus
JP2009090139A (en) X-ray computerized tomographic apparatus
JP2010082428A (en) X-ray computer tomography apparatus
JP4612294B2 (en) X-ray computed tomography apparatus, x-ray computed tomography control method, and x-ray computed tomography program
WO2012049940A1 (en) Medical image processing device, x-ray computer tomography device, and medical image processing method
JP2008113960A (en) Radiographic apparatus
US8755585B2 (en) X-ray computed tomography apparatus
JP4469555B2 (en) X-ray computed tomography system
JP4420312B2 (en) X-ray computed tomography apparatus and image processing apparatus
JP4280018B2 (en) X-ray computed tomography system
JP4841216B2 (en) Radiography equipment
US10327728B2 (en) X ray computed tomography apparatus and scan start timing determination method
JP2010042096A (en) X-ray computed tomography apparatus
JP5053666B2 (en) Radiography equipment
JP2020005971A (en) X-ray CT apparatus and correction method
US9784694B2 (en) X-ray computed tomography apparatus and reconstruction processing method
JP3946986B2 (en) X-ray computed tomography system
JP7370802B2 (en) Medical image processing equipment and X-ray CT equipment
JP2010279427A (en) X-ray computed tomographic system
JP2005349083A (en) X-ray computed tomography apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111101