JP2014147418A - Image generating apparatus, radiation tomographic imaging apparatus, and program therefor - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、放射線断層撮影に関し、詳しくは、放射線検出器を構成する検出器モジュール(module)のスライス(slice)方向の間隙を考慮した画像再構成の技術に関する。 The present invention relates to radiation tomography, and more particularly to an image reconstruction technique that takes into account a gap in a slice direction of a detector module constituting a radiation detector.
近年、X線CT(Computed Tomography)装置におけるX線検出器として、スライス方向(通常、z軸方向あるいは被検体の体軸方向)に幅広いX線検出器が開発されている。また、スライス方向に幅広いX線検出器として、X線検出素子がマトリクス(matrix)状に配列されたタイル(tile)型の検出器モジュールを、チャネル(channel)方向だけでなくスライス方向にも配列したものが知られている(例えば、特許文献1,要約参照)。
In recent years, a wide range of X-ray detectors in the slice direction (usually the z-axis direction or the body axis direction of the subject) have been developed as X-ray detectors in X-ray CT (Computed Tomography) apparatuses. Also, as a wide X-ray detector in the slice direction, tile-type detector modules in which X-ray detector elements are arranged in a matrix are arranged not only in the channel direction but also in the slice direction. Is known (see, for example,
ところで、X線CT装置は、X線検出器の各X線検出素子にて得られた投影データ(data)を基に所定の演算を行って画像を再構成する。そして、従来、X線検出器における検出器モジュールは、主にチャネル方向にのみ配列されていたことから、この演算のアルゴリズム(algorithm)は、X線検出素子がスライス方向において理想的に一定のピッチ(pitch)で配列された状態を前提として設計されている。 Incidentally, the X-ray CT apparatus reconstructs an image by performing a predetermined calculation based on projection data (data) obtained by each X-ray detection element of the X-ray detector. Conventionally, since the detector modules in the X-ray detector are mainly arranged only in the channel direction, the algorithm of this calculation (algorithm) is that the X-ray detector elements have an ideally constant pitch in the slice direction. (Pitch) is designed on the assumption that it is arranged.
一方、上記のように検出器モジュールをスライス方向にも配列して成るX線検出器においては、検出器モジュールの成形誤差や配置誤差等に起因して、スライス方向において検出器モジュール間に間隙が形成されやすくなる。間隙が形成されると、X線検出器におけるX線検出素子のスライス方向の配列ピッチは一定でなくなる。そのため、上記の演算のアルゴリズムに、各X線検出素子にて得られた投影データをそのまま入力して画像再構成を行うと、エラー(error)が生じ、再構成画像の精度が悪くなる。 On the other hand, in the X-ray detector in which the detector modules are arranged in the slice direction as described above, there is a gap between the detector modules in the slice direction due to a forming error or an arrangement error of the detector module. It becomes easier to form. When the gap is formed, the arrangement pitch in the slice direction of the X-ray detection elements in the X-ray detector is not constant. For this reason, if the image reconstruction is performed by directly inputting the projection data obtained by each X-ray detection element to the above algorithm, an error occurs and the accuracy of the reconstructed image is deteriorated.
そこで、一般的には、スライス方向における検出器モジュール間の間隙に起因するエラーに対して、次のような対処を行うことが考えられる。 Therefore, in general, the following measures can be taken against errors caused by the gap between the detector modules in the slice direction.
図6および図7は、スライス方向における検出器モジュール間の間隙に起因するエラーに対する一般的な対処方法を説明するための図である。これらの図において、2はX線管、fはX線焦点、3はX線検出器を示している。また、31(a1,a2,b1)は検出器モジュール間の間隙に起因する位置ずれを含むX線検出素子、31′(a1′,a2′)は理想的な位置に配置された仮想的なX線検出素子を示している。また、L0は、X線検出器3のスライス方向SLにおける中心位置、La1,La2,Lb1は、X線検出素子a1,a2,b1のスライス方向における中心位置、La1′,La2′は、理想的な位置に配置された仮想的なX線検出素子a1′,a2′のスライス方向における中心位置を示している。また、ISOは、アイソセンタ(iso-center)を示している。
6 and 7 are diagrams for explaining a general method for dealing with an error caused by a gap between detector modules in the slice direction. In these drawings, 2 indicates an X-ray tube, f indicates an X-ray focal point, and 3 indicates an X-ray detector. Further, 31 (a1, a2, b1) is an X-ray detection element including a positional deviation caused by a gap between detector modules, and 31 '(a1', a2 ') is a virtual position arranged at an ideal position. An X-ray detection element is shown. L0 is the center position in the slice direction SL of the
一般的には、図6に示すように、本来得られるべき投影データ、すなわち、一定の配列ピッチで理想的な位置に配置されたX線検出素子31′(a1′,a2′)にて得られるはずの投影データ(Pa1′,Pa2′)を、位置ずれを含む実際のX検出素子31(a1,a2,b1)にて得られた投影データ(Pa1,Pa2,Pb1)の補間処理により求め直す。そして、このように求め直した投影データ(Pa1′,Pa2′)を上記のアルゴリズムに適用する。 In general, as shown in FIG. 6, the projection data to be originally obtained, that is, obtained by X-ray detection elements 31 '(a1', a2 ') arranged at ideal positions at a constant arrangement pitch. The projection data (Pa1 ′, Pa2 ′) that should be obtained is obtained by interpolation processing of the projection data (Pa1, Pa2, Pb1) obtained by the actual X detection elements 31 (a1, a2, b1) including positional deviation. cure. The projection data (Pa1 ′, Pa2 ′) recalculated in this way is applied to the above algorithm.
しかしながら、図7に示すように、再構成対象の断層像Gにおける再構成対象の画素gを再構成するためには、X線焦点fからその画素gを通って直線的に延びるX線パスpの投影データPが必要である。そして、多くの場合、この画像再構成に必要な投影データPは、上記のようにして求め直した本来得られるべき投影データ(Pa1′,Pa2′)をさらに補間処理して求めることになる。そのため、この場合には、2回の補間処理を行って必要な投影データを求めることになり、撮影条件や再構成条件、画素の位置等によっては、再構成画像の空間分解能を大幅に劣化させることになる。 However, as shown in FIG. 7, in order to reconstruct the pixel g to be reconstructed in the tomographic image G to be reconstructed, an X-ray path p that extends linearly from the X-ray focal point f through the pixel g. Projection data P is required. In many cases, the projection data P necessary for this image reconstruction is obtained by further interpolating the originally obtained projection data (Pa1 ′, Pa2 ′) obtained as described above. Therefore, in this case, the necessary projection data is obtained by performing the interpolation process twice, and the spatial resolution of the reconstructed image is greatly deteriorated depending on the photographing condition, the reconstruction condition, the pixel position, and the like. It will be.
このような事情により、放射線断層撮影において、放射線検出器のスライス方向における検出器モジュール間に間隙が形成されていても、空間分解能を極力劣化させずに画像再構成することができる技術が望まれている。 Under such circumstances, in radiation tomography, a technique capable of reconstructing an image without degrading the spatial resolution as much as possible even when a gap is formed between detector modules in the slice direction of the radiation detector is desired. ing.
第1の観点の発明は、
放射線焦点から放射線を放射する放射線源と、検出素子がチャネル方向およびスライス方向に複数配列された検出器モジュールがチャネル方向およびスライス方向に複数配設されており、スライス方向の検出器モジュール間に間隙が形成されている放射線検出器と、を用いたスキャン(scan)により得られた投影データに基づいて画像再構成する再構成手段を備えた画像生成装置であって、
個々の検出素子の位置情報を記憶する記憶手段を備え、
前記再構成手段が、前記放射線焦点から画像再構成空間における再構成対象の画素を通って直線的に延びる放射線パスと前記放射線検出器の検出面との交差点の近傍に位置する複数の検出素子により得られた各実データを、前記交差点の位置情報と前記記憶手段に記憶されている該複数の検出素子の位置情報とを基に定められた重み係数により加重加算する補間を行って、前記放射線パスによる投影データを生成し、該投影データに基づいて3次元画像再構成法により前記再構成対象の画素を再構成する、画像生成装置を提供する。
The invention of the first aspect
A radiation source that emits radiation from a radiation focal point and a plurality of detector modules in which a plurality of detector elements are arranged in the channel direction and the slice direction are arranged in the channel direction and the slice direction, and a gap is provided between the detector modules in the slice direction. An image generation apparatus comprising: a radiation detector formed by: and a reconstruction unit configured to reconstruct an image based on projection data obtained by a scan using the radiation detector,
Comprising storage means for storing the position information of the individual detection elements;
The reconstruction means includes a plurality of detection elements located in the vicinity of an intersection between a radiation path linearly extending from the radiation focus through a pixel to be reconstructed in an image reconstruction space and a detection surface of the radiation detector. The obtained actual data is interpolated by weighted addition using a weighting factor determined based on the position information of the intersection and the position information of the plurality of detection elements stored in the storage means, and the radiation Provided is an image generation apparatus that generates projection data based on a pass and reconstructs the reconstruction target pixel by a three-dimensional image reconstruction method based on the projection data.
第2の観点の発明は、
前記補間が、リニア(linear)補間、バイリニア(bi-linear)補間、または、ラグランジュ(Lagrange)補間である、上記第1の観点の画像生成装置を提供する。
The invention of the second aspect is
The image generating apparatus according to the first aspect is provided in which the interpolation is linear interpolation, bi-linear interpolation, or Lagrange interpolation.
第3の観点の発明は、
前記3次元画像再構成法が、3次元逆投影法である、上記第1の観点または第2の観点の画像生成装置を提供する。
The invention of the third aspect is
The image generating apparatus according to the first aspect or the second aspect is provided, wherein the three-dimensional image reconstruction method is a three-dimensional backprojection method.
第4の観点の発明は、
放射線焦点から放射線を放射する放射線源と、
検出素子がチャネル方向およびスライス方向に複数配列された検出器モジュールがチャネル方向およびスライス方向に複数配設されており、スライス方向の検出器モジュール間に間隙が形成されている放射線検出器と、
前記放射線源および放射線検出器を用いたスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置であって、
個々の検出素子の位置情報を記憶する記憶手段を備え、
前記再構成手段が、前記放射線焦点から画像再構成空間における再構成対象の画素を通って直線的に延びる放射線パス(path)と前記放射線検出器の検出面との交差点の近傍に位置する複数の検出素子により得られた各実データを、前記交差点の位置情報と前記記憶手段に記憶されている該複数の検出素子の位置情報とを基に定められた重み係数により加重加算する補間を行って、前記放射線パスによる投影データを生成し、該投影データに基づいて3次元画像再構成法により前記再構成対象の画素を再構成する、放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fourth aspect is
A radiation source emitting radiation from a radiation focus;
A radiation detector in which a plurality of detector modules arranged in the channel direction and the slice direction are arranged in the channel direction and the slice direction, and a gap is formed between the detector modules in the slice direction;
Reconstructing means for reconstructing an image based on projection data obtained by scanning using the radiation source and the radiation detector, and a radiation tomography apparatus comprising:
Comprising storage means for storing the position information of the individual detection elements;
A plurality of reconstructing means positioned near an intersection of a radiation path that linearly extends from the radiation focus through a pixel to be reconstructed in an image reconstruction space and a detection surface of the radiation detector; Each real data obtained by the detection element is interpolated by weighted addition using a weighting factor determined based on the position information of the intersection and the position information of the plurality of detection elements stored in the storage means. A radiation tomography apparatus that generates projection data by the radiation path and reconstructs the pixel to be reconstructed by a three-dimensional image reconstruction method based on the projection data is provided.
第5の観点の発明は、
前記補間が、リニア補間、バイリニア補間、または、ラグランジュ補間である、上記第4の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the fifth aspect is
The radiation tomography apparatus according to the fourth aspect, wherein the interpolation is linear interpolation, bilinear interpolation, or Lagrangian interpolation.
第6の観点の発明は、
前記3次元画像再構成法が、3次元逆投影法である、上記第4の観点または第5の観点の放射線断層撮影装置を提供する。
The invention of the sixth aspect is
The radiation tomography apparatus according to the fourth aspect or the fifth aspect, wherein the three-dimensional image reconstruction method is a three-dimensional backprojection method.
第7の観点の発明は、
コンピュータ(computer)を、上記第1の観点から第3の観点のいずれか一つの観点の画像生成装置として機能させるためのプログラム(program)を提供する。
The invention of the seventh aspect
A program for causing a computer to function as the image generation apparatus according to any one of the first to third aspects is provided.
上記観点の発明によれば、理想的な位置に配列された検出素子にて得られる投影データを求めることなく、実際の検出素子にて得られた実データの補間により、放射線焦点から再構成対象の画素を通る放射線パスの投影データを求め、この投影データを基に3次元画像再構成法により再構成対象の画素を再構成するので、再構成に必要な投影データを1回の補間処理だけで求めることができ、放射線断層撮影において、放射線検出器のスライス方向における検出器モジュール間に間隙が形成されていても、空間分解能を極力劣化させずに画像再構成することができる。 According to the invention of the above aspect, the object to be reconstructed from the radiation focus is obtained by interpolation of actual data obtained by the actual detection element without obtaining projection data obtained by the detection element arranged at an ideal position. Since the projection data of the radiation path passing through the pixels is obtained and the reconstruction target pixel is reconstructed by the three-dimensional image reconstruction method based on this projection data, the projection data necessary for reconstruction is only subjected to one interpolation process. In radiation tomography, even if a gap is formed between detector modules in the slice direction of the radiation detector, an image can be reconstructed without degrading the spatial resolution as much as possible.
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、本実施形態に係るX線CT装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、X線CT装置1は、走査ガントリ(gantry)10と、撮影テーブル(table)11と、操作コンソール(console)12とを有している。走査ガントリ10は、さらに、X線管2と、X線検出器3と、アパーチャ(aperture)4とを有している。また、操作コンソール12は、さらに、スキャン条件設定部5と、スキャン制御部6と、検出素子位置記憶部7と、画像再構成部8とを有している。
As shown in FIG. 1, the
X線管2及びX線検出器3は、撮影空間Bを挟み、互いに対向して配置されている。X線管2及びX線検出器3は、撮影空間Bの中心であるアイソセンタISOを回転軸として回転可能に支持されている。被検体9は、撮影テーブル11に載置され、撮影空間B内に配置される。なお、ここでは、X線管2及びX線検出器3の回転軸方向をz軸方向、鉛直方向をy軸方向、z軸方向及びy軸方向に垂直な水平方向をx軸方向とする。
The
アパーチャ4は、X線管2から発生するX線2xをコーンビーム(cone beam)に成形する。なお、ここでは、このコーンビームの円弧状の広がり方向をチャネル方向CHとし、このコーンビームの厚み方向をスライス方向SLとする。
The aperture 4 shapes the
X線検出器3は、アパーチャ4で成形され、被検体9を透過したX線を検出し、検出面上の各位置についてX線強度に応じた信号を出力する。本例では、X線検出器3は、その検出面の各位置での法線がすべてX線管2を向くように湾曲して形成されているものを想定するが、平面状のフラットパネル(flat panel)検出器であってもよい。
The
図2は、X線検出器3の構成を概略的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
図2に示すように、X線検出器3は、チャネル方向CHおよびスライス方向SLに配列された複数のX線検出器モジュール30により構成されている。X線検出器モジュール30は、X線検出器3の検出面の中心を中心にチャネル方向CHおよびスライス方向SLにおいて対照的に配設されている。X線検出器モジュール30は、チャネル方向CHおよびスライス方向SLにマトリクス状に配列された複数のX線検出素子31により構成されている。X線検出素子31の検出面は、矩形状である。X線検出素子31は、例えば、シンチレータ(scintillator)及びフォトダイオード(photo-diode)により構成されている。
As shown in FIG. 2, the
X線検出モジュール30は、理想的には、チャネル方向CHおよびスライス方向SLにおいて、密着して配置される。この場合、X線検出素子31のスライス方向SLの配列ピッチは、一定になる。しかしながら、実際には、検出器モジュール30の成形誤差や配置誤差などにより、少なくともスライス方向SLにおいて、検出器モジュール30間に間隙GAPが形成される。間隙GAPのスライス方向SLの幅は、例えば、50um程度である。
The
スキャン条件設定部5は、操作者の操作に応じて、X線CTスキャンを行う際のスキャン条件を設定する。スキャン条件には、撮影部位、X線管2の管電圧及び管電流、スキャン範囲、スライス厚等が含まれる。
The scan
スキャン制御部6は、アパーチャ4の開口、X線管2及びX線検出器3の回転、X線管2からのX線の発生等を制御して、X線CTスキャンを実施させる。
The
検出素子位置記憶部7は、X線検出器3における各X線検出素子31の相対位置の情報を記憶している。この各X線検出素子31の相対位置は、検出器モジュール30が間隙なく配設されたときの理想的な位置ではなく、スライス方向SLにおける検出器モジュール30間の間隙GAPの幅が考慮された正確な位置である。なお、この正確な位置は、例えば、次のような方法で測定することができる。
The detection element position storage unit 7 stores information on the relative position of each
図3は、個々のX線検出素子31の正確な位置を測定する方法を説明するための図である。本法は、例えば、X線検出器3の製造後の検査工程等において実施する。まず、X線検出器3を固定し、その検出面k側に、X線源51およびスリット(slit)52を設置する。X線源51から放射されたX線51xは、このスリット52の開口を通って、X線検出器3の検出面kに照射される。スリット52の開口は、検出面kに照射されるX線51xの幅が、スライス方向SLにおいてX線検出素子31の幅よりも十分狭くなるよう調整されている。X線源51およびスリット52は、互いの相対的な位置関係が固定され、かつ、全体としてはX線検出器3に対してスライス方向SLに移動可能に支持されている。スリット52の開口の位置は、X線検出器3に対して高い精度で制御可能である。このX線源51およびスリット52を、X線検出器3の検出面k側で、スライス方向SLに移動させながらX線51xを照射し、各X線検出素子31からの検出信号強度の変化を取得する。スリット52の開口の位置と各X線検出素子31の検出信号強度との対応関係から、各X線検出素子31の正確な位置を把握することができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of measuring the exact position of each
画像再構成部8は、X線CTスキャンの実施により、X線検出器3の出力から得られた複数ビュー(view)の投影データに基づいて、画像再構成を行う。画像再構成には、3次元画像再構成法を用いる。本例では、3次元画像再構成法として、コーンビーム画像再構成法などの3次元逆投影法を用いる。
The
ここで、画像再構成部8による3次元逆投影法を用いた画像再構成について説明する。
Here, the image reconstruction using the three-dimensional backprojection method by the
図4は、X線焦点と検出器モジュール間に間隙が形成されているX線検出器とのジオメトリの一例を示す図である。なお、図4において、X線検出器3のスライス方向SLにおける中心をL0で示している。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the geometry of an X-ray detector in which a gap is formed between the X-ray focal point and the detector module. In FIG. 4, the center of the
まず、X線焦点fから再構成対象の断層像Gにおける再構成対象の画素gを通って延びるX線パスpを想定する。そして、そのX線パスpとX線検出器3の検出面kとの交差点cを求める。次に、その交差点cの近傍に位置する複数のX線検出素子31を特定する。図4の例では、X線検出素子a1,a2が特定される。特定されたX線検出素子a1,a2により得られた各実データPa1,Pa2を、交差点cの位置情報LcとX線検出素子a1,a2の位置情報La1,La2とを基に定められた重み係数により加重加算する補間を行って、X線パスpによる投影データPを生成する。この補間には、例えば、リニア補間、バイリニア補間、ラグランジュ補間などを用いることができる。図4の例では、リニア補間により投影データPを生成している。投影データPは、互いに異なる多数のX線パスp1,p2,・・・(不図示)についてそれぞれ生成する。そして、生成された投影データP1,P2,・・・を3次元逆投影して、再構成対象の画素gを再構成する。このような処理を、再構成対象の断層像Gを構成する各画素g1,g2,・・・(不図示)について行い、断層像Gを再構成する。
First, an X-ray path p extending from the X-ray focal point f through the reconstruction target pixel g in the reconstruction target tomogram G is assumed. Then, an intersection c between the X-ray path p and the detection surface k of the
なお、図4の例では、簡単のため、スライス方向SLのみを考慮して説明しているが、実際には、チャネル方向CHも考慮して、補間等が成される。すなわち、交差点cは、X線検出器3の検出面k上において、チャネル方向CHおよびスライス方向SLの2次元的な座標で特定される。また、この交差点cの近傍に位置するX線検出素子も、チャネル方向CHおよびスライス方向SLの2次元内で特定され、これらのX線検出素子により得られた投影データを用いた補間により、X線パスpの投影データPを生成する。
In the example of FIG. 4, only the slice direction SL is described for simplicity, but in practice, interpolation and the like are performed in consideration of the channel direction CH. That is, the intersection c is specified by two-dimensional coordinates in the channel direction CH and the slice direction SL on the detection surface k of the
このように、本例における画像再構成部8は、従来のように、X線検出素子のスライス方向SLにおける配列ピッチが理想的に一定である状態を想定した画像再構成のアルゴリズムを使用しない。すなわち、理想的に配置されたX線検出素子により得られる投影データに基づいて、再構成に必要な投影データを求めるアルゴリズムではなく、実際のX線検出素子により得られる投影データとそのX線検出素子の位置情報とに基づいて、再構成に必要な投影データを求めるアルゴリズムを用いる。したがって、本例の場合、理想的に配置されたX線検出素子により得られる投影データを、実際に得られた投影データから、わざわざ作り直す必要がなく、このための補間処理を省くことができる。その結果、空間分解能の劣化が少ない、精度の高い画像を再構成することが可能になる。
As described above, the
なお、スキャン条件設定部5、スキャン制御部6、検出素子位置記憶部7、および画像再構成部8は、例えば、コンピュータに所定のプログラムを実行させることにより実現される。
The scan
これより、本実施形態に係るX線CT装置における処理の流れについて説明する。 Hereafter, the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment will be described.
図5は、本実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示すフロー図である。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the present embodiment.
ステップ(step)S1では、操作者の操作に応じて、スキャン条件を設定する。 In step S1, scanning conditions are set according to the operation of the operator.
ステップS2では、設定されたスキャン条件に従って被検体9のスキャンを行い、複数ビューの投影データを収集する。 In step S2, the subject 9 is scanned according to the set scan conditions, and projection data of a plurality of views is collected.
ステップS3では、画像再構成する断層像のうち1つを、再構成対象の断層像Gとして決定する。 In step S3, one of the tomographic images to be reconstructed is determined as a tomographic image G to be reconstructed.
ステップS4では、再構成対象の断層像Gを構成する画素のうち1つを、再構成対象の画素gとして選択する。 In step S4, one of the pixels constituting the tomographic image G to be reconstructed is selected as the pixel g to be reconstructed.
ステップS5では、投影データが収集された複数ビューの中から、再構成対象の画素gまたはその近傍を通るX線パスの投影データが得られたビューvを特定する。 In step S5, the view v from which the projection data of the X-ray path passing through the pixel g to be reconstructed or its vicinity is identified from among the multiple views from which the projection data has been collected.
ステップS6では、特定されたビューvに対応する時点におけるX線焦点fvの位置を特定する。 In step S6, the position of the X-ray focal point fv at the time corresponding to the specified view v is specified.
ステップS7では、特定されたX線焦点fvから再構成対象の画素gを通って直線的に延びるX線パスpを想定する。 In step S7, an X-ray path p that linearly extends from the identified X-ray focal point fv through the pixel g to be reconstructed is assumed.
ステップS8では、想定されたX線パスpとX線検出器の3検出面kとの交差点cを求める。 In step S8, an intersection c between the assumed X-ray path p and the three detection surfaces k of the X-ray detector is obtained.
ステップS9では、X線検出器3を構成するX線検出素子31の中で、求められた交差点cの近傍に位置する複数のX線検出素子31を特定する。交差点cの近傍のX線検出素子31の特定は、特定されたビューvにおけるデータ収集系の回転角度位置θと、X線管2およびX線検出器3を含むデータ収集系のジオメトリと、データ収集系における各X線検出素子31の相対位置とを用いて行われる。ここで用いられる各X線検出素子31の相対位置は、検出素子位置記憶部7に記憶されている情報である。
In step S9, among the
ステップS10では、特定されたビューvにおける、交差点cの近傍のX線検出素子31により実際に得られた投影データ(実データ)を補間処理して、X線パスpの投影データPを生成する。
In step S10, the projection data (actual data) actually obtained by the
ステップS11では、再構成対象の画素gの近傍を通るX線パスの投影データが得られた他のビューがあるか否かを判定する。あればステップS5に戻る。なければ、ステップS12に進む。 In step S11, it is determined whether there is another view from which projection data of an X-ray path passing through the vicinity of the pixel g to be reconstructed is obtained. If there is, the process returns to step S5. If not, the process proceeds to step S12.
ステップS12では、ステップS5からS11までの複数回の繰返しにより生成された投影データP1,P2,・・・に基づいて画像再構成処理を行い、再構成対象の画素gを再構成する。画像再構成には、コーンビーム画像再構成法を用いる。 In step S12, image reconstruction processing is performed based on the projection data P1, P2,... Generated by repeating the steps S5 to S11 a plurality of times, and the reconstruction target pixel g is reconstructed. A cone beam image reconstruction method is used for image reconstruction.
ステップS13では、再構成対象の断層像Gにおいて、再構成すべき他の画素があるか否かを判定する。あればステップS4に戻る。なければ、ステップS14に進む。 In step S13, it is determined whether or not there is another pixel to be reconstructed in the tomographic image G to be reconstructed. If there is, the process returns to step S4. If not, the process proceeds to step S14.
ステップS14では、再構成すべき他の断層像があるか否かを判定する。あればステップS3に進む。なければ、ステップS15に進む。 In step S14, it is determined whether there is another tomographic image to be reconstructed. If there is, the process proceeds to step S3. If not, the process proceeds to step S15.
ステップS15では、ステップS3からS14までの複数回の繰返しによりた再構成された断層像G1,G2,・・・を、適宜、保存し、出力し、または表示する。 In step S15, the reconstructed tomographic images G1, G2,... Obtained by repeating a plurality of times from step S3 to S14 are appropriately stored, output, or displayed.
以上、本実施形態によれば、理想的な位置に配列されたX線検出素子にて得られる投影データを求めることなく、実際のX線検出素子にて得られた実データの補間により、X線焦点から再構成対象の画素を通るX線パスの投影データを求め、この投影データを基に3次元画像再構成法により再構成対象の画素を再構成するので、再構成に必要な投影データを1回の補間処理だけで求めることができ、X線検出器のスライス方向における検出器モジュール間に間隙が形成されていても、空間分解能を極力劣化させずに画像再構成することができる。 As described above, according to the present embodiment, without obtaining projection data obtained by the X-ray detection elements arranged at ideal positions, interpolation of actual data obtained by the actual X-ray detection elements can be performed. X-ray path projection data passing through the pixel to be reconstructed from the line focus and reconstructing the pixel to be reconstructed by the three-dimensional image reconstruction method based on this projection data, projection data necessary for reconstruction Can be obtained by only one interpolation process, and even if a gap is formed between detector modules in the slice direction of the X-ray detector, an image can be reconstructed without degrading the spatial resolution as much as possible.
なお、発明は、上記実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の変形が可能である。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、上記実施形態は、X線CT装置であるが、上記のような画像再構成を行う画像生成装置もまた、発明の一実施形態である。 For example, although the above embodiment is an X-ray CT apparatus, an image generation apparatus that performs image reconstruction as described above is also an embodiment of the invention.
また、コンピュータを、このような画像生成装置として機能させるためのプログラムもまた、発明の一実施形態である。 A program for causing a computer to function as such an image generation apparatus is also an embodiment of the invention.
また、上記実施形態は、X線CT装置であるが、発明は、X線CT装置とPETまたはSPECTとを組み合わせたPET−CT装置やSPECT−CT装置などにも適用可能である。 Moreover, although the said embodiment is an X-ray CT apparatus, invention is applicable also to the PET-CT apparatus, SPECT-CT apparatus, etc. which combined X-ray CT apparatus and PET or SPECT.
1 X線CT装置
2 X線管
2x X線
3 X線検出器
4 アパーチャ
6 スキャン条件設定部
7 スキャン制御部
8 画像再構成部
9 被検体
10 走査ガントリ
11 撮影テーブル
12 操作コンソール
31 X線検出素子
51 X線源
51x X線
52 スリット
f X線焦点
G 再構成対象の断層像
g 再構成対象の画素
p X線パス
P 再構成に必要な投影データ
c 交差点
a1,a2 交差点cの近傍に位置するX線検出素子
k 検出面
ISO アイソセンタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
個々の検出素子の位置情報を記憶する記憶手段を備え、
前記再構成手段は、前記放射線焦点から画像再構成空間における再構成対象の画素を通って直線的に延びる放射線パスと前記放射線検出器の検出面との交差点の近傍に位置する複数の検出素子により得られた各実データを、前記交差点の位置情報と前記記憶手段に記憶されている該複数の検出素子の位置情報とを基に定められた重み係数により加重加算する補間を行って、前記放射線パスによる投影データを生成し、該投影データに基づいて3次元画像再構成法により前記再構成対象の画素を再構成する、画像生成装置。 A radiation source that emits radiation from a radiation focal point and a plurality of detector modules in which a plurality of detector elements are arranged in the channel direction and the slice direction are arranged in the channel direction and the slice direction, and a gap is provided between the detector modules in the slice direction. An image generating apparatus comprising: a radiation detector formed by: and a reconstruction unit configured to reconstruct an image based on projection data obtained by scanning using
Comprising storage means for storing the position information of the individual detection elements;
The reconstruction means includes a plurality of detection elements located in the vicinity of an intersection between a radiation path that linearly extends from the radiation focus through a pixel to be reconstructed in an image reconstruction space and a detection surface of the radiation detector. The obtained actual data is interpolated by weighted addition using a weighting factor determined based on the position information of the intersection and the position information of the plurality of detection elements stored in the storage means, and the radiation An image generation apparatus that generates projection data based on a pass and reconstructs the reconstruction target pixel by a three-dimensional image reconstruction method based on the projection data.
検出素子がチャネル方向およびスライス方向に複数配列された検出器モジュールがチャネル方向およびスライス方向に複数配設されており、スライス方向の検出器モジュール間に間隙が形成されている放射線検出器と、
前記放射線源および放射線検出器を用いたスキャンにより得られた投影データに基づいて画像再構成する再構成手段と、を備えた放射線断層撮影装置であって、
個々の検出素子の位置情報を記憶する記憶手段を備え、
前記再構成手段は、前記放射線焦点から画像再構成空間における再構成対象の画素を通って直線的に延びる放射線パスと前記放射線検出器の検出面との交差点の近傍に位置する複数の検出素子により得られた各実データを、前記交差点の位置情報と前記記憶手段に記憶されている該複数の検出素子の位置情報とを基に定められた重み係数により加重加算する補間を行って、前記放射線パスによる投影データを生成し、該投影データに基づいて3次元画像再構成法により前記再構成対象の画素を再構成する、放射線断層撮影装置。 A radiation source emitting radiation from a radiation focus;
A radiation detector in which a plurality of detector modules arranged in the channel direction and the slice direction are arranged in the channel direction and the slice direction, and a gap is formed between the detector modules in the slice direction;
Reconstructing means for reconstructing an image based on projection data obtained by scanning using the radiation source and the radiation detector, and a radiation tomography apparatus comprising:
Comprising storage means for storing the position information of the individual detection elements;
The reconstruction means includes a plurality of detection elements located in the vicinity of an intersection between a radiation path that linearly extends from the radiation focus through a pixel to be reconstructed in an image reconstruction space and a detection surface of the radiation detector. The obtained actual data is interpolated by weighted addition using a weighting factor determined based on the position information of the intersection and the position information of the plurality of detection elements stored in the storage means, and the radiation A radiation tomography apparatus that generates projection data based on a path and reconstructs the reconstruction target pixel by a three-dimensional image reconstruction method based on the projection data.
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