JP2013166018A - X線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線コンピュータ断層撮影装置は、ガントリ100と、第1の角度範囲に対応する第1の投影データセットに対して第1のデータ冗長度補正用重みを適用し、適用された第1の投影データセットに基づいて第1のボリュームデータを発生するとともに、第1の角度範囲より広い第2の角度範囲に対応する第2の投影データセットに対して第2のデータ冗長度補正用重みを適用し、適用された第2の投影データセットに基づいて第2のボリュームデータを発生する再構成処理部117、118と、第1のボリュームデータと第2のボリュームデータとの差分結果に基づいて第1のボリュームデータを補正してコーンビームアーチファクトを低減する補正部120とを具備する。
【選択図】図1
Description
図7に示すように、まず、冗長度補正用重み関数W1,W2[ch,seg,view]の設計を行う。W1[]はユーザが指定した再構成法に依存し、例えばハーフ再構成の場合にはParkerの重みとなる。図5、図6に示す心電同期セグメント再構成のような場合には、この重み関数がさらに複雑な形になる。W2[]はフル再構成相当の重みとなる。1回転のデータである場合、各パスに関して対向する向きで2回データ収集するので、W2[]=0.5となる。重み関数W1を(180°+ファン角)分の投影データセットに適用し、逆投影を行って、ボリュームデータ(第1のボリュームデータ)を発生する。また、重み関数W2を(360°)分の投影データセットに適用し、逆投影を行って、ボリュームデータ(第2のボリュームデータ)を発生する。
invW[ch,seg,view]=wFULL[ch,seg,view]−W[ch,seg,view]
フル再構成用の重み関数wFULL[ch,seg,view]に関しては、入カデータが1回転の場合、“0.5”となる。また、1回転を超えるような場合には、wFULL[ch,seg,view]を管球位置基準で加算し、1回転に束ねた場合に、やはり“0.5”となるように設計する必要がある。これは、セグメント再構成のような場合に該当し、「不連続データではあるが、トータルとしてどの管球位置からもデータが存在するフル分のデータを構成する」ような重み関数を設計する。
invW[ch,seg,view]=0.5−W[ch,seg,view]
投影データを逆投影処理Proj[ch,seg,view]にかけると、それぞれ中間データは、
W_Proj[ch,seg,view]=W[ch,seg,view]*Proj[ch,seg,view]
invW_Proj[ch,seg,view]=invW[ch,seg,view]*Proj[ch,seg,view]
次に、ローパルフィルタリング(スムージングフィルタリング)を適用する。ここでは、ファン方向のガウシアンフィルタを用いる。
Filtered_invW_Proj[ch,seg,view]=invW_Proj[ch,seg,view](X)Gaussian[ch]
このとき、フィルタ点数が非常に多い場合には、処理速度が増大する。そのため、事前に投影データを束ねてデータ数を削減してからフィルタリングを適用し、後で補間等を用いて展開しても構わない。最後に、加算処理を行う。ここでは、コーン角を考慮しない、単なる加算処理とした。
Processed_Proj[ch,seg,view]=Filtered_invW_Proj[ch,seg,view]+W_Proj[ch,seg,view]
上記の処理によって得られた処理投影データProcessed_Proj[ch,seg,view]をFeldkampらが提案した通称FDK再構成を実施することにより、ハーフ再構成と同等の時間分解能を維持し、かつ、コーンビームアーチファクトをフル再構成相当に低減することが可能となる。この場合、フル再構成相当の画質であり、円軌道の不完全性は解消されていない(コーンビーム問題)が、本処理を得たデータに対して、Katsevichらが提唱したLine+Circleを適用すれば、ほぼ完全解に近い画質を得ることができる。
Claims (18)
- 被検体をコーンビームX線により走査して投影データを収集するガントリと、
第1の角度範囲に対応する第1の投影データセットに対して第1のデータ冗長度補正用重みを適用し、前記適用された第1の投影データセットに基づいて第1のボリュームデータを発生するとともに、前記第1の角度範囲より広い第2の角度範囲に対応する第2の投影データセットに対して第2のデータ冗長度補正用重みを適用し、前記適用された第2の投影データセットに基づいて第2のボリュームデータを発生するボリュームデータ発生部と、
前記第1のボリュームデータと前記第2のボリュームデータとの差分結果に基づいて、前記第1のボリュームデータを補正して、コーンビームアーチファクトを低減する補正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。 - 前記ボリュームデータ発生部及び前記補正部で処理対象とされる投影データは1回転以上であ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。
- 前記補正部は、
前記第1のボリュームデータと前記第2のボリュームデータとを差分して第3のボリュームデータを発生する差分処理部と、
前記第3のボリュームデータにスムージング処理を適用して第4のボリュームデータを発生するスムージング処理部と、
前記第1のボリュームデータに前記第4のボリュームデータを加算する加算部とを有することを特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。 - 前記スムージング処理部は、前記第3のボリュームデータに対してアキシャル面内の二次元フィルタリングを適用することを特徴とする請求項3記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記第1、第2のデータ冗長度補正用重みは、管球位置を基準に1回転に束ねた場合に、0.5になるように生成されてい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。
- 前記第1の角度範囲は180°+ファン角であり、前記第2の角度範囲は360°であ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。
- 前記補正部は前記第1のボリュームデータと前記第4のボリュームデータとの加重をコーン角に応じて変えることを特徴とする請求項3記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記補正部は前記第3のボリュームデータに対するスムージング処理の程度をコーン角に応じて変えることを特徴とする請求項3記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 被検体をコーンビームX線により走査して投影データを収集するガントリと、
第1の角度範囲に対応する第1の投影データセットに対して第1のデータ冗長度補正用重みを適用し、前記適用された第1の投影データセットに基づいて第1のボリュームデータを発生するとともに、前記第1の角度範囲より広い第2の角度範囲に対応する第2の投影データセットに対する第2のデータ冗長度補正用重みから前記第1のデータ冗長度補正用重みを引き算して第3のデータ冗長度補正用重みを生成し、前記第3のデータ冗長度補正用重みを前記第2の投影データセットに適用し、前記適用された第2の投影データセットに基づいて第2のボリュームデータを発生するボリュームデータ発生部と、
前記第2のボリュームデータに基づいて、前記第1のボリュームデータを補正して、コーンビームアーチファクトを低減する補正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。 - 前記第3のデータ冗長度補正用重みは、前記第1のデータ冗長度補正用重みと前記第2のデータ冗長度補正用重みとを単純加算し、かつ管球位置を基準に1回転に束ねた場合に、0.5になるように生成されていることを特徴とする請求項9記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記ボリュームデータ発生部及び前記補正部で処理対象とされる投影データは1回転以上であることを特徴とする請求項9記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記適用された第2のボリュームデータにスムージング処理を適用するスムージング処理部をさらに備えることを特徴とする請求項9記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記スムージング処理部は、前記適用された第2のボリュームデータに対してアキシャル面内の二次元フィルタリングを適用することを特徴とする請求項12記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 被検体をコーンビームX線により走査して投影データを収集するガントリと、
第1の角度範囲に対応する第1の投影データセットに対して第1のデータ冗長度補正用重みを適用し、前記第1の角度範囲より広い第2の角度範囲に対応する第2の投影データセットに対する第2のデータ冗長度補正用重みから前記第1のデータ冗長度補正用重みを引き算して第3のデータ冗長度補正用重みを生成し、前記第3のデータ冗長度補正用重みを前記第2の投影データセットに適用するとともに、前記適用された第2の投影データセットに基づいて前記適用された第1の投影データセットを補正する補正部と、
前記補正された第1の投影データセットに基づいてボリュームデータを発生するボリュームデータ発生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。 - 前記第3のデータ冗長度補正用重みは、前記第1のデータ冗長度補正用重みと前記第2のデータ冗長度補正用重みとを単純加算し、かつ管球位置を基準に1回転に束ねた場合に、0.5になるように生成されていることを特徴とする請求項14記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記補正部及び前記ボリュームデータ発生部で処理対象とされる投影データは1回転以上であることを特徴とする請求項14記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記適用された第2の投影データセットにスムージング処理を適用するスムージング処理部をさらに備えることを特徴とする請求項14記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
- 前記スムージング処理部は、前記適用された第2の投影データセットに対してファン方向とビュー方向との少なくとも一方向にフィルタリングを適用することを特徴とする請求項17記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
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