JP2016168508A - Computed tomography apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a computed tomography apparatus which achieves a tomogram image having no artifacts in real time with a simple configuration.SOLUTION: A computed tomography apparatus includes: projection data collection means for sequentially collecting projection data of a subject while periodically changing a direction of projection to the subject across the subject with respect to an X-ray source; partial image generation means for generating partial image data for each predetermined range set in advance by back-projecting fan beam projection data collected by the projection data collection means; weighting means for performing discontinuous weighting by multiplying at least a plurality of pieces of data among the partial image data by coefficients different from each other; tomogram image generation means for generating a tomogram image of the subject on the basis of the plurality of pieces of partial image data including the partial image data weighted by the weighting means; and weighting change means for changing the coefficients of the weighting to the partial image data by the weighting means.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、X線源の回転に伴って断層像を得るときに、投影データの差分を求めないで、瞬時に断層像を得ると共にコンピュータの負荷を低減させることができるコンピュータ断層像撮影装置に関する。   The present invention relates to a computed tomography apparatus capable of instantaneously obtaining a tomographic image and reducing a load on a computer without obtaining a difference in projection data when a tomographic image is obtained with rotation of an X-ray source. .

CT装置による医用画像は、被写体としての人体に直交する方向から曝射されたX線ビームの透過量を画像化物理量として対向する多数のX線検出素子により検出し、A/D変換後、データ処理装置において画像再構成して得ている。   A medical image by a CT apparatus is detected by a large number of X-ray detection elements facing each other as an imaging physical quantity by transmitting a transmission amount of an X-ray beam exposed from a direction orthogonal to a human body as a subject, and after A / D conversion, It is obtained by image reconstruction in the processing device.

具体的には、X線ビームは多数個の検出素子で一度に検出され、該検出毎に、X線管及びそれと対向する検出器からなる収集システムが所定度ずつ回転する。   Specifically, the X-ray beam is detected at once by a large number of detection elements, and for each detection, an acquisition system including an X-ray tube and a detector facing the X-ray tube rotates by a predetermined degree.

このとき、図12に示すように各方向から計測されたデータ(投影データ)はX線ビームが人体各面を透過した際の組織毎の放射線吸収計数値の分布図(図11の(a))として求められ、これを各方向から逆投影して(図11の(b))二次元画像としてのX線CTの断層像を得る。   At this time, as shown in FIG. 12, data (projection data) measured from each direction is a distribution diagram of radiation absorption count values for each tissue when the X-ray beam passes through each surface of the human body (FIG. 11A). ) And is back-projected from each direction ((b) of FIG. 11) to obtain an X-ray CT tomographic image as a two-dimensional image.

このような再構成を行うX線CT装置は多数出願されている。例えば、特開平9−47449号公報のX線CT装置においては、スキャン動作により順次得られた投影データ群の内、最初と最後に同一角度位置(以下総称して隣接部ともいう)で重なり合う1画像分の投影データを用い、この重なり合う部分に所定の重み付けを行い、この投影データと前回の断層画像データに対応する重み付けされた投影データの内、同一の投影データを除く投影データの差分を求め、この差分のみをコンボリューション及びバックプロジェクションを行って再構成し、前回の断層画像データに加算して1つの断層画像データを作成する。   Many X-ray CT apparatuses for performing such reconstruction have been filed. For example, in the X-ray CT apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-47449, the projection data group sequentially obtained by the scanning operation overlaps at the first and last at the same angular position (hereinafter collectively referred to as an adjacent portion). Using the projection data for the image, this overlapped part is given a predetermined weight, and the difference between the projection data and the projection data excluding the same projection data is calculated from the weighted projection data corresponding to the previous tomographic image data. Then, only this difference is reconstructed by performing convolution and back projection, and added to the previous tomographic image data to create one tomographic image data.

この作成の方法を図13を用いて説明する。図13においては、一回転を6等分した場合の例を示したものであり、投影データAiの投影データA1,A2,A3,A4は動画の断層画像データを作成するために最初と最後の部分に重み付けされた投影データを示している。これらの図を用いてCT透視の場合の動作を説明する。   This creation method will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows an example in which one rotation is divided into six, and the projection data A1, A2, A3, and A4 of the projection data Ai are the first and last to generate moving image tomographic image data. The projection data weighted to the part is shown. The operation in the case of CT fluoroscopy will be described with reference to these drawings.

まず、投影データAiを順次読み込み、最初と最後に同一角度位置で重なり合う1画像分の投影データA1(図13に示す例では番号11〜17の投影データ)を用い、この重なり合う部分に所定の重み付けを行う。   First, projection data Ai is sequentially read, and projection data A1 (projection data of numbers 11 to 17 in the example shown in FIG. 13) for one image overlapping at the same angular position at the beginning and at the end is used. I do.

例えば、図13に示すように投影データの最初の部分については重み付け係数を増やしていくように重み付けを行い、投影データの最後の部分について重み付け係数を減らしていくように重み付けを行う。   For example, as shown in FIG. 13, the weighting is performed so that the weighting coefficient is increased for the first part of the projection data, and the weighting coefficient is decreased for the last part of the projection data.

その後、最初の1画像(1回転目)めについては、この重み付けされた投影データ全てについてコンボリューション及びバックプロジェクションを行って再構成して断層画像データを作成する。   Thereafter, the first first image (first rotation) is reconstructed by performing convolution and back projection on all of the weighted projection data to generate tomographic image data.

次いで、2画像(2回転目)めに対応する投影データを順次読み込み、最初と最後に同一角度位置で重なり合う1画像分の投影データA2(図13に示す例では番号12〜18の投影データ)を用い、この重なり合う部分に所定の重み付けを行う。   Next, projection data corresponding to the second image (second rotation) is sequentially read, and projection data A2 for one image overlapping at the same angular position at the beginning and end (projection data of numbers 12 to 18 in the example shown in FIG. 13). A predetermined weight is applied to the overlapping portion.

その後、2画像めに対応する投影データが読み込まれると、この重み付けされた投影データA2と、前回に重み付けされた投影データA1の内、同一の投影データを除く投影データの差分を求める。   After that, when the projection data corresponding to the second image is read, the difference between the weighted projection data A2 and the projection data excluding the same projection data among the previously weighted projection data A1 is obtained.

即ち、図13においては、
(前回の投影データに無くて今回の投影データに有る部分A)−(前回の投影データに有って今回の投影データに無い部分B)
を求める。
That is, in FIG.
(Part A in the current projection data but not in the previous projection data)-(Part B in the previous projection data and not in the current projection data)
Ask for.

そして、差分が求められると、この差分のみについてコンボリューション及びバックプロジェクションを行って再構成し、前回の断層画像データに加算して1つの断層画像データを作成する。この断層画像データは、前記差分のみの再構成処理時間であるにも拘らず、投影データA2全体を再構成したものとほぼ同一のものとなる。   Then, when the difference is obtained, only the difference is subjected to convolution and back projection, reconstructed, and added to the previous tomographic image data to create one tomographic image data. This tomographic image data is substantially the same as that obtained by reconstructing the entire projection data A2 in spite of the reconstruction processing time of only the difference.

このように、従来のX線CT装置では、最初と最後に同一角度位置で重なり合う1画像分の投影データを用い、この重なり合う部分に所定の重み付けを行い、この投影データと、前回重み付けされた投影データの内、同一の投影データを除く投影データの差分を求め、この差分のみをコンボリューション及びバックプロジェクションを行って再構成し、前記前回の断層画像データに加算して1つの断層画像データを作成することによって回転に伴うアーチファクトを押さえた断層画像を画面に表示するようにしている。   As described above, the conventional X-ray CT apparatus uses projection data for one image overlapping at the same angular position at the beginning and the end, performs a predetermined weighting on the overlapping portion, and the projection data and the previously weighted projection. Of the data, the difference between the projection data excluding the same projection data is obtained, and only this difference is reconstructed by convolution and back projection, and added to the previous tomographic image data to create one tomographic image data. By doing so, a tomographic image in which artifacts due to rotation are suppressed is displayed on the screen.

すなわち、再構成されたデータに対して必要な部分のみ(前の回転による断層画像と重なる部分のデータ)を切り出し、もう一度、所定時間ずれた今回の画像データに対して重み付けを行って再度再構成を行い、相違する部分のデータについては差分を求め、この差分に対してコンボリューション及びバックプロジェクションを行って再構成している。   That is, only a necessary part (data of a part overlapping the tomographic image by the previous rotation) is extracted from the reconstructed data, and the current image data shifted by a predetermined time is weighted again and reconstructed again. The difference between the data of the different parts is obtained, and the difference is reconstructed by performing convolution and back projection.

しかしながら、従来は所定角度範囲毎に、所定時間ずれた今回の投影データと前回の投影データとの差分を求める処理を行い、次に求めた差分に対してコンボリューション、バックプロジェクションを行って再構成する処理を行い、この再構成データを前回の断層画像データに加算する処理を行っている。すなわち、所定角度範囲毎に差分化した後に重み係数を乗じて逆投影して再構成データを得るアルゴリズムにされている。   However, conventionally, for each predetermined angle range, the difference between the current projection data and the previous projection data shifted by a predetermined time is processed, and the next difference is subjected to convolution and backprojection for reconstruction. And the process of adding the reconstructed data to the previous tomographic image data. That is, an algorithm is obtained in which reconstruction data is obtained by differentiating every predetermined angle range and then multiplying by a weighting factor and backprojecting.

このため、隣接部の再構成データを得るには、所定角度範囲毎に前回の投影データと今回の投影データと比較して共通な部分を見つけ、この共通な投影データに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投影データに対して重み付けを行って再度再構成を行った後に、相違する部分のデータを見つけて、その差分を求め、この差分に対してコンボリューション及びバックプロジェクションを行って再構成して得られた隣接部の断層画像と共通部分の断層画像を加算した1回転当たりの断層画像を得ることによって連続的に表示している。   For this reason, in order to obtain reconstruction data of the adjacent portion, a common portion is found by comparing the previous projection data with the current projection data for each predetermined angle range, and the predetermined projection is again performed on the common projection data. After weighting this time-shifted projection data and reconstructing it again, find the difference data, find the difference, perform convolution and backprojection on this difference, and reconstruct it. The tomographic image per rotation obtained by adding the tomographic image of the adjacent portion obtained by the configuration and the tomographic image of the common portion is obtained and continuously displayed.

すなわち、隣接部においては、所定角度範囲毎に、今回のと前回の共通な部分を見つけるための処理と、この共通な投影データに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投影データに対して重み付けを行って再度再構成を行う処理と、相違する部分のデータについては差分を求める処理が必要である。   That is, in the adjacent portion, for each predetermined angle range, the process for finding the common portion of the current time and the previous time, and the current projection data shifted by a predetermined time again with respect to the common projection data. A process of performing weighting and reconstructing again, and a process of obtaining a difference between different portions of data are necessary.

従って、角度毎に、前述の各処理を行うための複数の処理系を備えなければならないので、リアルタイムの断層画像を得るための画像処理系が複雑になり、結果として過負荷状態となるという課題があった。   Therefore, since it is necessary to provide a plurality of processing systems for performing each process described above for each angle, the image processing system for obtaining a real-time tomographic image becomes complicated, resulting in an overload state. was there.

また、高速処理してリアルタイムの断層画像を得るためには、角度毎に前述の差分を求
める処理系を複数備えてなければならないので大型になるという課題があった。
Further, in order to obtain a real-time tomographic image by performing high-speed processing, there is a problem that a plurality of processing systems for obtaining the above-described difference must be provided for each angle, which increases the size.

本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、簡単な構成でアーチファクトがない断層像をリアルタイムで実現するコンピュータ断層像撮影装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a computer tomography apparatus that realizes a tomogram with no artifacts in real time in a simple configuration.

本発明のコンピュータ断層像撮影装置は、X線源に対して被検体を挟んで前記被検体への投影方向を周期的に変化させながら前記被検体の投影データを順次収集する投影データ収集手段と、この投影データ収集手段により収集された投影データに基づいて、予め設定された所定の回転角度毎の部分画像データを生成する部分画像生成手段と、前記部分画像生成手段で生成された複数の部分画像データに基づいて前記被検体の断層像を生成する断層像生成手段と、前記部分画像データに対して所定の重み付けを行う重み付け手段と、前記重み付け手段による前記部分画像データに対する重み付けの係数を変更する重み付け変更手段とを有することを要旨とする。   The computer tomography apparatus of the present invention includes a projection data collection means for sequentially collecting projection data of the subject while periodically changing the projection direction onto the subject with the subject sandwiched with respect to an X-ray source. , Based on the projection data collected by the projection data collection means, a partial image generation means for generating partial image data for each predetermined rotation angle set in advance, and a plurality of parts generated by the partial image generation means A tomographic image generating unit that generates a tomographic image of the subject based on image data, a weighting unit that performs predetermined weighting on the partial image data, and a weighting coefficient for the partial image data by the weighting unit is changed. It has a gist of having weight change means for performing.

本発明のコンピュータ断層撮影装置によれば、装置の構成が簡単でかつリアルタイムで精度の高い断層像を得ることができるという効果が得られる。   According to the computed tomography apparatus of the present invention, it is possible to obtain an effect that the tomographic image can be obtained in a simple manner and with high accuracy in real time.

本実施の形態1のコンピュータ断層像撮影装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a computer tomography apparatus according to Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1のコンピュータ断層像撮影装置の再構成の概念を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the concept of a reconstruction of the computer tomography apparatus of this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1の動作を説明するフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 本実施の形態1の再構成を図示化した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the reconfiguration of the first embodiment. 本実施の形態2のコンピュータ断層像撮影装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the computer tomography apparatus of this Embodiment 2. 本実施の形態2の再構成を図示化した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the reconstruction of this Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の概念を説明する説明図である。6 is an explanatory diagram for explaining the concept of Embodiment 2. FIG. 本実施の形態1、2の問題を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the problem of this Embodiment 1,2. 実施の形態3の方式を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a system according to a third embodiment. 実施の形態3のコンピュータ断層像撮影装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of a computer tomography apparatus according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態3の動作を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the operation of the third embodiment. 従来のX線CT装置の再構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining reconstruction of the conventional X-ray CT apparatus. 従来の特開平9ー47449号公報のX線CT装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional X-ray CT apparatus of Unexamined-Japanese-Patent No. 9-47449.

<実施の形態1>
図1は本実施の形態のX線CTの画像再構成装置の概略構成図である。図1のX線CT装置10は、被検出体11を介してX線源12と検出器13とを対向させながら回転するガントリ14とからなるCT本体部15と、X線源12の回転ピッチの角度Δαi毎のX線強度データに基づく投影データ(m:回転数、ψ、θ回転角度)を順次収集して回転単位当たりの投影データ群Aiを得るデータ収集装置16(DAS)と、データ収集装置16からの投影データ群Aiと前回の投影データ群Aiとのそれぞれの変化分に対して逆投影を行って得た逆投影データ群に前回の再構成データ群を加算したデータ群(以下仮想再構成データ群という)から初めの回転範囲の所定数の第1の仮想再構成データ、次回の共通部分となる複数の第2の仮想再構成データと、終わりの回転範囲の所定数の第3の仮想再構成データとを抽出し、これらの仮想再構成データに投影データに対応する重み係数を乗じて回転単位の断層画像である再構成データ群Biを得る再構成装置17とを備える。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an X-ray CT image reconstruction apparatus according to the present embodiment. An X-ray CT apparatus 10 in FIG. 1 includes a CT main body 15 including a gantry 14 that rotates while an X-ray source 12 and a detector 13 face each other via a detection object 11, and a rotation pitch of the X-ray source 12. Data acquisition device 16 (DAS) that sequentially collects projection data (m: rotation speed, ψ, θ rotation angle) based on X-ray intensity data for each angle Δαi to obtain a projection data group Ai per rotation unit, and data A data group obtained by adding the previous reconstructed data group to the backprojected data group obtained by performing the back projection on the respective changes of the projection data group Ai from the collection device 16 and the previous projected data group Ai (hereinafter referred to as “reprojected data group”). A predetermined number of first virtual reconstruction data in the first rotation range, a plurality of second virtual reconstruction data to be the next common part, and a predetermined number of first rotation reconstruction data 3 virtual reconstruction data Extracted, and a reconstruction unit 17 to obtain a reconstructed data group Bi which is these virtual reconstructed data on the tomographic images of the rotating unit by multiplying a weighting coefficient corresponding to the projection data.

この再構成装置17は、データ収集装置16からの投影データ(m、ψ、θ)が2回転目以後の投影データ(m、ψ、θ)で、かつ回転角度範囲が初期の回転範囲の回転ピッチ角度(例えば0度〜30度)又は終わりの回転範囲の回転ピッチ角度(例えば330度〜360度)(以下総称して隣接角度という)のときは、その隣接角度の投影データ(m、ψ、θ)に対しては投影データの差分を求めないで、予め記憶されている前回の隣接角度の第1、2の仮想再構成データに、隣接角度に対応する重み係数(第1、第3の重み係数)を乗じる。   In the reconstruction device 17, the projection data (m, ψ, θ) from the data collection device 16 is the projection data (m, ψ, θ) after the second rotation, and the rotation angle range is the rotation within the initial rotation range. In the case of a pitch angle (for example, 0 to 30 degrees) or a rotation pitch angle (for example, 330 to 360 degrees) in the end rotation range (hereinafter collectively referred to as an adjacent angle), projection data (m, ψ) of the adjacent angle , Θ), the difference between the projection data is not obtained, and the first and second virtual reconstruction data of the previous adjacent angle stored in advance are added to the weight coefficients (first and third) corresponding to the adjacent angle. ).

すなわち、コンボリューション、バックプロジェクションを行って、重み係数を乗じた今回の隣接部の再構成データ(第1、第3の再構成データ)を生成すると共に、予め生成されている前回の共通部分の仮想再構成データ(第2の仮想再構成データ)に最大の重み係数(第3の重み係数)を乗算した今回の共通部の再構成データ(第2の再構成データ)を生成し、これらを合成して1回転当たりの今回の再構成データを得て、これを断層画像として表示させている。   That is, the convolution and back projection are performed, and the reconstructed data (first and third reconstructed data) of the current adjacent portion multiplied by the weighting coefficient are generated, and the previously generated common portion of the previous time is generated. Generate the reconfiguration data (second reconfiguration data) of the current common part obtained by multiplying the virtual reconfiguration data (second virtual reconfiguration data) by the maximum weight coefficient (third weight coefficient). The current reconstruction data per rotation is obtained by synthesis and displayed as a tomographic image.

すなわち、本実施の再構成装置17は、被検体の移動(Z軸方向)及びガントリ14を回転させながら、隣接角度に対しては、予め生成されているその隣接角度の仮想再構成データ(第1、第3の仮想再構成データ)を得るようにしてコンピュータが過負荷状態にならないようにされている。   That is, the reconstruction apparatus 17 of the present embodiment is configured to generate virtual reconstruction data (first data) of the adjacent angle generated in advance for the adjacent angle while moving the subject (in the Z-axis direction) and rotating the gantry 14. The first and third virtual reconstruction data) are obtained so that the computer is not overloaded.

この再構成装置17は、図1に示すように、重み関数テーブル18と、回転数判定部19と、回転角度判定部20と、画像仮再構成部21(部分画像生成部ともいう)と、隣接部再構成部24と、共通部再構成部25と、合成部26とを備えている。   As shown in FIG. 1, the reconstruction device 17 includes a weight function table 18, a rotation speed determination unit 19, a rotation angle determination unit 20, an image temporary reconstruction unit 21 (also referred to as a partial image generation unit), An adjacent part reconstruction unit 24, a common part reconstruction unit 25, and a synthesis unit 26 are provided.

重み関数テーブル18は、図1に示すようにガントリ14(X線源12)の回転角度θi毎に重み係数ωiが対応づけられて記憶されている。   As shown in FIG. 1, the weighting function table 18 stores a weighting coefficient ωi in association with each rotation angle θi of the gantry 14 (X-ray source 12).

すなわち、1回転単位の回転ピッチ角度群を、1回転単位における初めの回転範囲である0度から30度の所定数の第1の回転ピッチ角度、終わりの回転範囲と初めの回転範囲の間の範囲である30度から330度の複数の第2の回転ピッチ角度、終わりの回転範囲である330度から360度の所定数の第3の回転ピッチの角度に分類し、0度から30度の第1の回転ピッチ角度には、0.3、0.7、0.8の第1の重み係数ωipを、共通部分である30度から330度には、1.0、1.0、……の第2の重み係数ωikを、終わりの回転範囲である330度から360度には0.8、0.7、0.3の第3の重み係数ωiqを割り付けたテーブル構造にされている。   That is, a rotation pitch angle group of one rotation unit is a predetermined number of first rotation pitch angles of 0 to 30 degrees, which is the first rotation range in one rotation unit, between the end rotation range and the first rotation range. The range is classified into a plurality of second rotation pitch angles ranging from 30 degrees to 330 degrees, and a predetermined number of third rotation pitch angles ranging from 330 degrees to 360 degrees being the end rotation range, and from 0 degrees to 30 degrees For the first rotation pitch angle, the first weighting coefficient ωip of 0.3, 0.7, 0.8 is set to 1.0, 1.0,... The second weighting factor ωik of... Is set to a table structure in which the third weighting factor ωiq of 0.8, 0.7, and 0.3 is assigned to the end rotation range of 330 to 360 degrees. .

回転数判定部19は、ガントリ14の回転数miを読み、回転数miが一回目又は2回転目以上かどうかを判定し、この判定結果を画像仮再構成部21、隣接部再構成部24、共通部再構成生部25に知らせる。   The rotational speed determination unit 19 reads the rotational speed mi of the gantry 14 and determines whether the rotational speed mi is the first or second rotation or more, and the determination result is used as the image temporary reconstruction unit 21 and the adjacent part reconstruction unit 24. , Inform the common part reconfiguration unit 25.

回転角度判定部20は、ガントリ14の回転角度θiを検出し、回転数miが1回目のときは、検出した回転角度θiを画像仮再構成部部21に送出する。また、回転数miが2回転以上のときは検出した回転角度θiが隣接角度(例えば0度〜30度、330度〜360度)又は共通画像生成角度(例えば30度〜330度)かどうかを判定する。   The rotation angle determination unit 20 detects the rotation angle θi of the gantry 14 and sends the detected rotation angle θi to the temporary image reconstruction unit 21 when the rotation number mi is the first time. When the rotation speed mi is 2 rotations or more, it is determined whether the detected rotation angle θi is an adjacent angle (for example, 0 to 30 degrees, 330 to 360 degrees) or a common image generation angle (for example, 30 to 330 degrees). judge.

そして、判定結果が隣接角度又は共通画像生成角度の場合は、検出した回転ピッチ角度を隣接部再構成部24又は共通部再構成部24に送出する。   If the determination result is an adjacent angle or a common image generation angle, the detected rotation pitch angle is sent to the adjacent part reconstruction unit 24 or the common part reconstruction unit 24.

画像仮再構成部21は、データ収集装置16に収集された今回の投影データAiを、回転数に基づいて回転ピッチ角度分だけシフトさせながら前回の投影データとの変化分を求め、これらの変化分を、コンボリューション、バックプロジェクションして得た逆投影データ群を前回の再構成データ群に加算してファイル22に記憶する。   The temporary image reconstruction unit 21 obtains a change from the previous projection data while shifting the current projection data Ai collected by the data collection device 16 by the rotation pitch angle based on the number of rotations. The back projection data group obtained by convolution and back projection is added to the previous reconstruction data group and stored in the file 22.

隣接部再構成部24は、回転数miが2回転目以上のときで、かつ検出した回転角度θiが隣接角度を示しているときは、その隣接角度に対応する仮想再構成データと重み関数テーブル18の隣接角度に対応する重み係数とを用いて再構成する。   When the rotation speed mi is equal to or greater than the second rotation, and the detected rotation angle θi indicates the adjacent angle, the adjacent part reconstruction unit 24 performs virtual reconstruction data and a weight function table corresponding to the adjacent angle. The reconstruction is performed using weighting factors corresponding to 18 adjacent angles.

すなわち、隣接角度の投影データ(m、ψ、θ)に対しては投影データの差分を求めないで、予め画像仮再構成部によって生成された前回の隣接角度の仮想再構成データに、隣接角度に対応する重み係数を乗じて今回の隣接角度の再構成データ(第1、第3の再構成データ)を得る。   That is, for the projection data (m, ψ, θ) of the adjacent angle, the difference between the projection data is not obtained, and the virtual reconstruction data of the previous adjacent angle generated in advance by the temporary image reconstruction unit is added to the adjacent angle. Is multiplied by a weighting coefficient corresponding to, to obtain reconstruction data (first and third reconstruction data) of the current adjacent angle.

共通部再構成部25は、回転数miが2回転目以上のときで、かつ検出した回転角度θが共通画像角度を示しているときは、その共通画像角度に対応する重み係数と画像仮再構成部21に生成された前回の共通部分の仮想再構成データ(第2の再構成データ)とを乗算して共通部再構成データを得る。   When the rotational speed mi is equal to or greater than the second rotation and the detected rotation angle θ indicates a common image angle, the common unit reconstruction unit 25 determines the weight coefficient corresponding to the common image angle and the image temporary reconstruction. The virtual reconfiguration data (second reconfiguration data) of the previous common portion generated in the configuration unit 21 is multiplied to obtain common unit reconfiguration data.

合成部26は、隣接部再構成部24で再構成された隣接角度の再構成データと共通部再構成部25で再構成された共通部再構成データとを合成し、これを1回転分の断層画像として表示部27に表示すると共に、ファイル22の前回の再構成データ群を今回の加算された1回転分の再構成データ群に更新する。   The combining unit 26 combines the reconstruction data of the adjacent angle reconstructed by the adjacent unit reconstruction unit 24 and the common unit reconstruction data reconstructed by the common unit reconstruction unit 25, and synthesizes this. While being displayed on the display unit 27 as a tomographic image, the previous reconstruction data group of the file 22 is updated to the reconstruction data group for one rotation added this time.

すなわち、本実施の形態は、2回転目以後は、図2(a)に示すように、前回の投影データA1と今回の投影データA2との変化分に前回の再構成データBiを加算して逆投影して得た逆投影データ群に前回の再構成データ群Biを加算して得た仮想再構成データ群Jiより、隣接角度(例えば0度〜30度、330度〜360度)の第1の仮想再構成データj1、j2、j3(総称して初めの仮想再構成データja)及第3の仮想再構成データj10、j11、j12(総称して終わりの仮想再構成データjbという)を読み、そして図2(b)に示すその角度に対応する重み係数ω(ω1、ω2、ω3とω10、ω11、ω12)とを用いて図2(c)に示すように、隣接部の初めの再構成データha、終わりの再構成データhbを得る。   That is, in the present embodiment, after the second rotation, as shown in FIG. 2A, the previous reconstruction data Bi is added to the change between the previous projection data A1 and the current projection data A2. From the virtual reconstructed data group Ji obtained by adding the previous reconstructed data group Bi to the backprojected data group obtained by backprojecting, the adjacent angles (for example, 0 to 30 degrees, 330 degrees to 360 degrees) 1 virtual reconstruction data j1, j2, j3 (collectively referred to as the first virtual reconstruction data ja) and third virtual reconstruction data j10, j11, j12 (collectively referred to as the ending virtual reconstruction data jb) As shown in FIG. 2 (c) using the weighting coefficients ω (ω1, ω2, ω3 and ω10, ω11, ω12) corresponding to the angle shown in FIG. Reconstruction data ha and end reconstruction data hb are obtained.

そして、図2(d)に示すように、複数の第2の仮想再構成データである前回の共通部分の仮想再構成データjkに最大の重み係数を乗じて、図2(e)に示すように、この共通部分の再構成データBkと、求めた初めの再構成データhaと終わりの再構成データhbとを合成して今回の再構成データBiを得る。   Then, as shown in FIG. 2 (d), the virtual reconfiguration data jk of the previous common part, which is a plurality of second virtual reconfiguration data, is multiplied by the maximum weighting coefficient, and as shown in FIG. 2 (e). In addition, the reconfiguration data Bk of the common part, the obtained first reconfiguration data ha and the end reconfiguration data hb are synthesized to obtain the current reconfiguration data Bi.

上記のように構成されたX線CTの画像再構成装置の動作を以下に説明する。   The operation of the X-ray CT image reconstruction apparatus configured as described above will be described below.

図3は本実施の形態のX線CTの画像再構成装置の動作を説明するフローチャートである。図4は本実施の形態のX線CTの画像再構成装置の動作を図示化した説明図であり、1回転目のデータに対する重み付け係数と2回転目のデータに対する重み付け係数を変化させる(重み付け係数を時間的に変化させる)ことを表している。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the X-ray CT image reconstruction apparatus of the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the operation of the X-ray CT image reconstruction apparatus of the present embodiment. The weighting coefficient for the first rotation data and the weighting coefficient for the second rotation data are changed (weighting coefficient). Is changed with time).

つまり、図4の(d)〜(j)は、図4の(a)〜(c)から所定角度回転した時の状態を示しており、図4の(b)、(f)に示す角度は正確に言えば異なることになる。本説明では、収集された投影データ群を1/12等分して説明する。   That is, (d) to (j) in FIG. 4 show the states when rotated by a predetermined angle from (a) to (c) in FIG. 4, and the angles shown in (b) and (f) in FIG. Is exactly different. In this description, the collected projection data group will be described by dividing it into 1/12 equal parts.

初めに、ガントリ14を所定速度で回転させながらX線源12からX線を爆射させる。検出器13(シングルタイプ、デュアルタイプ、マルチタイプのいずれか)とX線源12は対向関係を保って回転する。   First, X-rays are bombarded from the X-ray source 12 while rotating the gantry 14 at a predetermined speed. The detector 13 (single type, dual type, or multi type) and the X-ray source 12 rotate while maintaining an opposing relationship.

そして、被検体11を透過したX線量が各検出素子に検出され、データ収集装置16によって、各検出素子のX線強度データに基づく投影データが順次収集される。   The X-ray dose transmitted through the subject 11 is detected by each detection element, and projection data based on the X-ray intensity data of each detection element is sequentially collected by the data collection device 16.

この投影データAiの収集に伴って、再構成装置17の画像仮再構成部21、共通部再構成部25及び隣接部再構成部23は、その投影データAiを読み込む(S1)。また、同時に回転数判定部19は、ガントリ14の回転数miを読み、1回転目又は2回転目以上かどうかを判定する(S3)。   As the projection data Ai is collected, the temporary image reconstruction unit 21, the common unit reconstruction unit 25, and the adjacent unit reconstruction unit 23 of the reconstruction device 17 read the projection data Ai (S1). At the same time, the rotation speed determination unit 19 reads the rotation speed mi of the gantry 14 and determines whether it is the first rotation or the second rotation or more (S3).

ステップS3において、回転が1回目と判定したときは、画像仮再構成部21がデータ収集装置16の今回の投影データAiが収集される毎に、この投影データと前回の投影データとの変化分を求めて前回の仮想再構成データとを加算して、バックプロジェクションを行い、この結果に対して隣接部再構成部24及び共通部再構成部25が対応する重み係数を乗じて再構成データB1を得る(S5)。   When it is determined in step S3 that the rotation is the first time, every time the temporary projection reconstruction unit 21 collects the current projection data Ai of the data collection device 16, the change between the projection data and the previous projection data is obtained. Is added to the previous virtual reconstruction data, back projection is performed, and this result is multiplied by the corresponding weighting coefficients by the adjacent section reconstruction section 24 and the common section reconstruction section 25 to obtain reconstruction data B1. Is obtained (S5).

すなわち、図4(a)に示す1回転目の投影データA1の各角度毎の投影データに対して、図4(b)に示す重み付け関数テーブル18の各角度に対応する重み係数ωi(例えばωip=0.3、0.7、0.8、ωik=1.0、1.0…、ωiq=0.8、0.7、0.3)を乗算して、図4(c)に示す再構成データB1を得ている。   That is, with respect to the projection data for each angle of the first rotation projection data A1 shown in FIG. 4A, the weighting coefficient ωi (for example, ωip) corresponding to each angle of the weighting function table 18 shown in FIG. = 0.3, 0.7, 0.8, ωik = 1.0, 1.0 ..., ωiq = 0.8, 0.7, 0.3), and is shown in FIG. Reconstruction data B1 is obtained.

次に、この再構成データB1(断層画像データ)をファイル22に記憶すると共に(S7)、表示部27に表示させる(S9)。次に、終了かどうかを判断し(S11)、終了でないときは処理をステップS1に戻す。   Next, the reconstruction data B1 (tomographic image data) is stored in the file 22 (S7) and displayed on the display unit 27 (S9). Next, it is determined whether or not to end (S11), and if it is not ended, the process returns to step S1.

そして、ステップS3において、ガントリ14の回転数miが2回目以上と判定されたときは、画像仮再構成部21が今回の投影データを回転数miに基づいて回転ピッチ角度分だけシフトさせて、前回の投影データA1と今回の投影データA2との変化分を求め、この変化分に対して逆投影を行って前回の再構成データB1とを加算した仮想再構成データJiを得る(S13)。   In step S3, when it is determined that the rotation speed mi of the gantry 14 is the second or more, the image temporary reconstruction unit 21 shifts the current projection data by the rotation pitch angle based on the rotation speed mi, The amount of change between the previous projection data A1 and the current projection data A2 is obtained, back projection is performed on the change, and virtual reconstruction data Ji obtained by adding the previous reconstruction data B1 is obtained (S13).

例えば、図4(d)に示すように2回転目の投影データA2をシフトさせた後に、図4(e)に示すように、この投影データA2(a1、a2、a3、…a12)と前回の投影データA1(a1、a2、a3、…、)とのそれぞれの変化分を求め、この変化分に対して逆投影した逆投影データ群に前回の再構成データB1とを加算して仮想再構成データJiを得る。   For example, after the projection data A2 for the second rotation is shifted as shown in FIG. 4D, the projection data A2 (a1, a2, a3,... A12) and the previous time are changed as shown in FIG. , Projection data A 1 (a 1, a 2, a 3,...) Are obtained, and the previous reconstructed data B 1 is added to the back projection data group back-projected with respect to this change and the virtual reconstruction is performed. Obtain configuration data Ji.

次に、共通部再構成部25及び隣接部再構成部24は回転角度判定部20からの現在の回転角度θiを読み(S15)、回転角度θが初めの隣接角度θp(0度〜30度)かどうかを判定する(S17)。   Next, the common part reconstruction unit 25 and the adjacent part reconstruction unit 24 read the current rotation angle θi from the rotation angle determination unit 20 (S15), and the rotation angle θ is the first adjacent angle θp (0 degrees to 30 degrees). ) Is determined (S17).

ステップS17において、初めの隣接角度θp(0度〜30度)と判定されたときは、隣接部再構成部24が図4(f)に示すように、初めの隣接角度θp(0度〜30度)に対応する重み係数ωipを重み関数テーブル18から読み込む(S19)。例えば、初めの隣接角度θpが10度のときは重み係数「0.3」を、20度のとき重み係数「0.7」を、30度のとき重み係数「0.8」を読み込む。   When it is determined in step S17 that the initial adjacent angle θp (0 degrees to 30 degrees) is obtained, the adjacent section reconstruction unit 24 performs the initial adjacent angle θp (0 degrees to 30 degrees) as shown in FIG. The weight coefficient ωip corresponding to (degree) is read from the weight function table 18 (S19). For example, when the initial adjacent angle θp is 10 degrees, the weighting coefficient “0.3” is read, when 20 degrees, the weighting coefficient “0.7” is read, and when it is 30 degrees, the weighting coefficient “0.8” is read.

次に、隣接部再構成部24は、ステップS13で求めた仮想再構成データ群Jiの内で初めの隣接角度θp(0度〜30度)に対応する初めの仮想再構成データjaを読み込む(S21)。そして、読み込んだ重み係数ωipと、ステップS13で求めた初めの隣接角度θp(0度〜30度)の仮想再構成データとを用いて、次の回の初めの隣接部の再構成データhaを得る(S23)。   Next, the adjacent part reconstruction unit 24 reads the first virtual reconstruction data ja corresponding to the first adjacent angle θp (0 degrees to 30 degrees) in the virtual reconstruction data group Ji obtained in step S13 ( S21). Then, using the read weight coefficient ωip and the virtual reconstruction data of the first adjacent angle θp (0 degrees to 30 degrees) obtained in step S13, the reconstruction data ha of the first adjacent portion in the next round is obtained. Obtain (S23).

すなわち、例えば図4(e)〜図4(h)に示すように、前回の投影データA1と今回の投影データA1との変化分と、前回の再構成データB1とに基づいて得た仮想再構成データ群Jiの初めの仮想再構成データjaと、この初めの仮想再構成データjaに対応する隣接角度θp(0度〜30度)の重み係数ωip(除々に増加する重み係数)を乗算して、次の回の初めの隣接部の再構成データhaを得ている。   That is, for example, as shown in FIGS. 4E to 4H, the virtual reconstruction obtained based on the change between the previous projection data A1 and the current projection data A1 and the previous reconstruction data B1. Multiplying the first virtual reconstruction data ja of the configuration data group Ji by the weight coefficient ωip (a gradually increasing weight coefficient) of the adjacent angle θp (0 degrees to 30 degrees) corresponding to the first virtual reconstruction data ja Thus, the reconstruction data ha at the beginning of the next round is obtained.

また、ステップS17において、回転角度θが初めの隣接角度θpではないと判定したときは、終わりの隣接角度θp(例えば、330度〜360度)かどうかを判定する(S25)。   If it is determined in step S17 that the rotation angle θ is not the first adjacent angle θp, it is determined whether or not it is the end adjacent angle θp (for example, 330 to 360 degrees) (S25).

ステップS25において、終わりの隣接角度θk(例えば、330度〜360度)と判定したときは、処理をステップS19に戻す。   If it is determined in step S25 that the adjacent angle θk is the end (for example, 330 degrees to 360 degrees), the process returns to step S19.

つまり、ステップS19で終わりの隣接角度θk(330度〜360度)と判定されたときは、隣接部再構成部24が終わりの隣接角度θk(330度〜360度)に対応する重み係数ωiqを重み関数テーブル18から読み込む。例えば、終わりの隣接角度θkが330度のときは重み係数「0.8」を、350度のとき重み係数「0.7」を、360度のとき重み係数「0.3」を読み込む。   That is, when it is determined in step S19 that the end adjacent angle θk (330 degrees to 360 degrees) is determined, the adjacent portion reconstruction unit 24 sets the weighting coefficient ωiq corresponding to the end adjacent angle θk (330 degrees to 360 degrees). Read from the weight function table 18. For example, when the end adjacent angle θk is 330 degrees, the weight coefficient “0.8” is read, when 350 degrees, the weight coefficient “0.7” is read, and when 360 degrees, the weight coefficient “0.3” is read.

そして、ステップS21、S23において、隣接部再構成部24は、ステップS13で生成されている2回転目の仮想再構成データ群Jiから終わりの隣接角度θkの仮想再構成データjbを読み、読み込んだ重み係数ωiqと、終わりの仮想再構成データjbとを用いてコンボリューション、バックプロジェクションを行って、次の回のための終わりの隣接部の再構成データhを得る。   In steps S21 and S23, the adjacent part reconstruction unit 24 reads and reads the virtual reconstruction data jb of the adjacent angle θk at the end from the virtual reconstruction data group Ji of the second rotation generated in step S13. Convolution and back projection are performed using the weighting factor ωiq and the end virtual reconstruction data jb to obtain the reconstruction data h of the end adjacent portion for the next round.

すなわち、例えば図4(e)〜図4(h)に示すように、今回の終わりの仮想再構成データjbに対応する重み係数ωiqを乗算して、バックプロジェクションを行って次の回の終わりの隣接部の再構成データhbを得ている。   That is, for example, as shown in FIG. 4 (e) to FIG. 4 (h), the weighting coefficient ωiq corresponding to the virtual reconstruction data jb at the end of this time is multiplied, and the back projection is performed and the end of the next round is performed. The reconstruction data hb of the adjacent part is obtained.

また、ステップS25において、回転角度判定部20が終わりの隣接角度θk(330度〜360度)ではないと判定したとき、すなわち共通画像角度θs(30度〜330度)と判定したときは、図4(i)に示すように、共通部分再構成部25は、その共通画像角度に対応する重み係数ωikとステップS13で生成した今回の共通部分の仮想再構成データjkとを用いて再構成した今回の共通部画像データdkを得る(S26)。   In step S25, when the rotation angle determination unit 20 determines that it is not the end adjacent angle θk (330 degrees to 360 degrees), that is, when it is determined that the common image angle θs (30 degrees to 330 degrees), FIG. As shown in FIG. 4 (i), the common part reconstruction unit 25 performs reconstruction using the weighting coefficient ωik corresponding to the common image angle and the virtual reconstruction data jk of the current common part generated in step S13. The current common part image data dk is obtained (S26).

そして、図4(j)に示すように、合成部26がこの共通部画像データdkと、ステップS23で求めた初めの隣接部の再構成データhaと、終わりの隣接部の再構成データhbとを合成して今回の再構成画像データB2(今回の断層画像)を得る(S27)。   Then, as shown in FIG. 4 (j), the compositing unit 26 uses the common part image data dk, the reconstruction data ha of the first adjacent part obtained in step S23, and the reconstruction data hb of the last adjacent part. To obtain the current reconstructed image data B2 (current tomographic image) (S27).

次に、この再構成画像データB2に前回の再構成データB1を更新すると共にファイル22に記憶する(S29)。そして、ステップS9に処理を戻して今回生成した再構成データB2を2回目の回転による断層画像として表示部に表示させる。   Next, the previous reconstruction data B1 is updated to the reconstruction image data B2 and stored in the file 22 (S29). Then, the process returns to step S9, and the reconstructed data B2 generated this time is displayed on the display unit as a tomographic image by the second rotation.

従って、隣接部については、分割角度毎に、共通な部分を見つけるための処理と、この共通な投影データに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投影データに対して重み付けを行って再度再構成を行う処理と、相違する部分のデータについては差分を求める処理等が不要になる。   Therefore, for the adjacent portion, for each division angle, a process for finding a common portion, and this common projection data are again weighted with respect to the current projection data shifted by a predetermined time, and then again. A process for obtaining a difference and the like for the data of the different part from the process of performing the configuration become unnecessary.

特に、検出器の検出素子を複数並列してマルチスライススキャンを行う場合は、前述の分割角度毎に、共通な部分を見つけるための処理と、この共通な投影データに対して、もう一度、所定時間ずれた今回の投影データに対して重み付けを行って再度再構成を行う処理と、相違する部分のデータについては差分を求める処理等が不要になるので、再構成のためのユニット数が極めて少なくなると共に、コンピュータの負荷が極めて低減するので断層画像表示のリアルタイム性が向上する。   In particular, when performing multi-slice scanning with a plurality of detector detection elements in parallel, the process for finding a common portion for each of the aforementioned division angles and the common projection data once again for a predetermined time. Since there is no need for a process for weighting the shifted current projection data and reconstructing it, and a process for obtaining a difference between different data, the number of units for reconstruction becomes extremely small. At the same time, since the load on the computer is greatly reduced, the real-time property of tomographic image display is improved.

<実施の形態2>
実施の形態2は、時間的に重み係数を変更させる点で共通している。図5は実施の形態2のX線CT装置の概略構成図である。図5のX線CT装置30は、上記実施の形態1と同様なCT本体部15と、データ収集装置16(DAS)とを備えている。
<Embodiment 2>
The second embodiment is common in that the weighting factor is changed over time. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the X-ray CT apparatus of the second embodiment. The X-ray CT apparatus 30 of FIG. 5 includes a CT main body 15 similar to that of the first embodiment and a data acquisition device 16 (DAS).

また、本実施の形態の再構成装置32は、上記実施の形態1と同様な、重み関数テーブル18と、回転判定部19と、回転角度判定部20と、部分画像生成部29と、合成部26とを備えると共に、本実施の形態2では再構成データ(以下部分画像データ)に対する重み係数をテーブルとした重み関数テーブル18の重み係数を時間的に変更する変更処理部33を備えている。   Further, the reconstruction device 32 of the present embodiment is similar to the first embodiment in that the weighting function table 18, the rotation determination unit 19, the rotation angle determination unit 20, the partial image generation unit 29, and the synthesis unit 26, and the second embodiment further includes a change processing unit 33 that temporally changes the weighting coefficient of the weighting function table 18 using the weighting coefficient for the reconstructed data (hereinafter, partial image data) as a table.

この変更処理部33は、(1)合成部26によって新たな断層像が生成される毎に、又は(2)データ収集装置16により所定範囲分の投影データを収集される毎に、(3)若しくは部分画像生成部29によって部分画像データが生成される毎に、のいずれかのタイミングで重み関数テーブル18の重み係数を変更する。この重み係数の変更は、再構成された全ての部分画像又は所定個の部分画像毎或いは1個の部分画像毎に行ってもよい。ここで、再構成された全ての部分画像(例えば1枚の断層像を構成するのに必要な複数の部分画像)に対する重みを変更する場合について説明する。   The change processing unit 33 (1) every time a new tomographic image is generated by the synthesizing unit 26 or (2) every time projection data for a predetermined range is collected by the data collecting device 16 (3) Alternatively, every time partial image data is generated by the partial image generation unit 29, the weighting coefficient of the weight function table 18 is changed at any timing. The change of the weighting factor may be performed for every reconstructed partial image, for every predetermined number of partial images, or for each partial image. Here, a case will be described in which the weights for all the reconstructed partial images (for example, a plurality of partial images necessary to construct one tomographic image) are changed.

例えば、図6の(a)に示すように部分画像生成部29は、データ収集装置16により収集された所定回転角度毎(図6では、0〜360度の投影データ群を10度毎に再構成した場所を示す)の投影データに対して、例えばコンボリューション・バックプロジェクション法を用いて再構成して、仮の部分画像データ群を生成し、これらを合成して仮の画像データJnを得る。   For example, as shown in FIG. 6A, the partial image generation unit 29 regenerates the projection data group of 0 to 360 degrees every 10 degrees (in FIG. 6, every predetermined rotation angle collected by the data collection device 16). Reconstruct the projection data (indicating the constructed location) using, for example, a convolution / back projection method to generate a provisional partial image data group, and synthesize these to obtain provisional image data Jn. .

そして、合成された画像データJnに対して、重み関数テーブル18に記憶された図6の(b)に示す重み関数を乗算し、図6の(c)に示す画像データHnを得る。この画像データHnを断層像Bnとして表示部27に表示させる。   Then, the synthesized image data Jn is multiplied by a weight function shown in FIG. 6B stored in the weight function table 18 to obtain image data Hn shown in FIG. 6C. The image data Hn is displayed on the display unit 27 as a tomographic image Bn.

ここで、図6の(b)に示す重み関数ωnは、合成された画像データJnの内0〜30度に相当する部分に対してそれぞれ0.3、0.7、0.8、30〜330度に相当する部分に対して1.0、330〜360度に相当する部分に対して0.8、0.7、0.3の重みをかけるための関数である。   Here, the weighting function ωn shown in (b) of FIG. 6 is 0.3, 0.7, 0.8, 30 to each of the portions corresponding to 0 to 30 degrees of the synthesized image data Jn. It is a function for applying weights of 0.8, 0.7, and 0.3 to a portion corresponding to 330 degrees and 1.0, and a portion corresponding to 330 to 360 degrees.

つづいて、図6の(d)に示すように、部分画像生成部29により360〜370度の投影データに基づく部分画像データが新たに得られた場合、新たに得られた部分画像データと0〜360度の部分画像データ群Jnと合成して新たな画像データJn+1を生成する。   Subsequently, as shown in FIG. 6D, when partial image data based on 360-370 degree projection data is newly obtained by the partial image generation unit 29, the newly obtained partial image data and 0 are obtained. A new image data Jn + 1 is generated by combining with the partial image data group Jn of ˜360 degrees.

ここで、変更処理部33は、上述した(1)、(2)、(3)のいずれかのタイミングで重み関数テーブル18の重み関数を変更する。   Here, the change processing unit 33 changes the weight function of the weight function table 18 at any one of the timings (1), (2), and (3) described above.

すなわち、図6の(e)に示すように、合成された画像データの内0〜40度に相当するデータに対してそれぞれ0、0.3、0.7、0.8、40〜340度に相当するデータに対して1.0、340〜370度に相当するデータに対して0.8、0.7、0.3の重みがかかるよう重み関数ωn+1を変更する。   That is, as shown in FIG. 6E, 0, 0.3, 0.7, 0.8, and 40 to 340 degrees with respect to data corresponding to 0 to 40 degrees of the synthesized image data, respectively. The weight function ωn + 1 is changed so that the data corresponding to 1.0, the weight corresponding to 0.8, 0.7, and 0.3 is applied to the data corresponding to 340 to 370 degrees.

そして、重み関数ωn+1を、合成された画像データに乗算し図6の(f)に示す画像データHn+1を得て、これを断層像Bnとして表示部27に表示させる。以後、新たな投影データ、部分画像データ等が生成される毎に重み関数が変更され、表示部27に表示される断層像が更新されることになる。   Then, the weighted function ωn + 1 is multiplied by the synthesized image data to obtain image data Hn + 1 shown in FIG. 6F, and this is displayed on the display unit 27 as the tomographic image Bn. Thereafter, each time new projection data, partial image data, or the like is generated, the weight function is changed, and the tomographic image displayed on the display unit 27 is updated.

一方、再構成した部分画像毎に重みを変更する場合は、重み関数テーブル18を、図5に示すような合成部26の後段に設けるのではなく、合成部26の前段に設けると良い。   On the other hand, when the weight is changed for each reconstructed partial image, the weight function table 18 is preferably provided in the preceding stage of the combining unit 26 instead of being provided in the subsequent stage as shown in FIG.

この場合、所定回転角度毎に投影データに対して再構成して複数の部分画像データを得るのは、上述の再構成された全ての部分画像に対して重み関数を変更する場合と同様であるが、部分画像それぞれに対して重み係数をかけ、その重み係数を時間的に変更する点で相違する。   In this case, the plurality of partial image data is obtained by reconstructing the projection data for each predetermined rotation angle, as in the case of changing the weighting function for all the reconstructed partial images. Is different in that a weighting factor is applied to each partial image and the weighting factor is changed over time.

まず、図7の(a)に示すように、所定回転角度毎の投影データを再構成した仮の部分画像データ群Jnを生成する。   First, as shown in FIG. 7A, a temporary partial image data group Jn in which projection data for each predetermined rotation angle is reconstructed is generated.

次に、0〜30度の部分画像J1〜J3に対してそれぞれ0.3、0.7、0.8、30〜330度の部分画像J4〜J33に対して1.0、330〜360度の部分画像J34〜J36に対してそれぞれ0.8、0.7、0.3の重み係数を乗算する。そして、重み係数が乗算された部分画像データを合成部18により合成して複数の部分画像データHnを得る。この部分画像データHnを断層像Bnとして表示部27に表示させる。   Next, for partial images J1 to J3 of 0 to 30 degrees, 1.0, 330 to 360 degrees for partial images J4 to J33 of 0.3, 0.7, 0.8, and 30 to 330 degrees, respectively. The partial images J34 to J36 are multiplied by weighting factors of 0.8, 0.7, and 0.3, respectively. Then, the partial image data multiplied by the weighting coefficient is combined by the combining unit 18 to obtain a plurality of partial image data Hn. The partial image data Hn is displayed on the display unit 27 as a tomographic image Bn.

つづいて、図7の(c)に示すように、部分画像生成部29により360〜370度の投影データに基づく部分画像データJ37が新たに得られると、変更処理部33は、重み関数テーブル18の重み係数を変更する。すなわち、重み係数を、0〜40度の部分画像J1〜J4に対してそれぞれ0、0.3、0.7、0.8、40〜340度の部分画像J5〜J34に対して1.0、340〜370度の部分画像J35〜J37に対して0.8、0.7、0.3と変更する。   Subsequently, as shown in FIG. 7C, when the partial image data J37 based on the projection data of 360 to 370 degrees is newly obtained by the partial image generation unit 29, the change processing unit 33 displays the weight function table 18. Change the weighting factor. That is, the weighting factor is set to 1.0 for partial images J5 to J34 of 0, 0.3, 0.7, 0.8, and 40 to 340 degrees for partial images J1 to J4 of 0 to 40 degrees, respectively. The partial images J35 to J37 at 340 to 370 degrees are changed to 0.8, 0.7, and 0.3.

そして、それぞれの部分画像に対して変更された重み係数を乗算し、重み付けられた部分画像群Hn+1を得て、これを断層像Bn+1として表示部27に表示させる。以後、新たな投影データ、部分画像データ等が生成される毎に、それぞれの部分画像に対する重み係数が変更され、表示部27に表示される断層像が更新されることになる。   Each partial image is multiplied by the changed weighting coefficient to obtain a weighted partial image group Hn + 1, which is displayed on the display unit 27 as a tomographic image Bn + 1. Thereafter, each time new projection data, partial image data, or the like is generated, the weighting coefficient for each partial image is changed, and the tomographic image displayed on the display unit 27 is updated.

<実施の形態3>
実施の形態1、2では部分画像データというのを1個として説明したが1個に限らず複数個(任意)を1つの部分画像データとしてもよい。
<Embodiment 3>
In the first and second embodiments, the partial image data is described as one, but the number is not limited to one, and a plurality (arbitrary) may be used as one partial image data.

これは、あるCT値を越えるとスキャン(例えば、血管、心臓等を撮影する場合)が始まるリアルタイムX線CT装置においては非常に有効である。   This is very effective in a real-time X-ray CT apparatus in which scanning (for example, imaging of blood vessels, heart, etc.) starts when a certain CT value is exceeded.

例えば、実施の形態1は、1個の部分画像データに対して重み付け係数を行い、これらの部分画像データを順次加算しているので画像の濃度値を変換する関数は図8に示すようにゆっくりとした非線形関数となる。つまり、しきい値に到達するまでに時間がかかることになる。   For example, in the first embodiment, weighting coefficients are applied to one partial image data, and these partial image data are sequentially added. Therefore, the function for converting the density value of the image is slow as shown in FIG. It becomes the nonlinear function. That is, it takes time to reach the threshold value.

そこで、本実施の形態3では、複数個の部分画像データ毎に、しきい値を設定する(変更可能)ことで、図9に示すようにこの複数個の部分画像データ(以下設定範囲画像データという)分で一度に上昇するような関数を得ることで簡易的に所望の部位をリアルタイムで得るようにする。   Therefore, in the third embodiment, a threshold value is set (changeable) for each of a plurality of partial image data, so that the plurality of partial image data (hereinafter referred to as setting range image data) as shown in FIG. The desired part is simply obtained in real time by obtaining a function that rises at a time in minutes.

図10は実施の形態3のX線CT装置の概略構成図である。本実施の形態2におけるX線CT装置40は、ガントリ(架台回転機構)14の回転動作を制御する架台回転機構、寝台を制御する寝台制御装置、システムを制御するシステム制御装置等を備えているがこれらについては図示しないで本実施の形態2に係わるスキャン制御装置42、再構成装置43を図示して主に説明する。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the X-ray CT apparatus according to the third embodiment. The X-ray CT apparatus 40 according to the second embodiment includes a gantry rotation mechanism that controls the rotation operation of the gantry (gantry rotation mechanism) 14, a bed control device that controls the bed, a system control device that controls the system, and the like. However, these will be mainly described with reference to the scan control device 42 and the reconstruction device 43 according to the second embodiment, not shown.

スキャン制御装置42は、ボタンスイッチ44を接続し、このボタンスイッチ44がオンに操作されたとき、ガントリ14をスキャンに伴う投影データをデータ収集装置16に収集させる。   The scan control device 42 connects a button switch 44, and when the button switch 44 is turned on, causes the data collection device 16 to collect projection data associated with the scan of the gantry 14.

一方、再構成装置43は、回転数判定部19、回転角度判定部20、部分画像生成部29、合成部26等の部分画像範囲設定部45、重み付けテーブル変更部46等を備えている。   On the other hand, the reconstruction device 43 includes a rotation speed determination unit 19, a rotation angle determination unit 20, a partial image generation unit 29, a partial image range setting unit 45 such as a synthesis unit 26, a weighting table change unit 46, and the like.

部分画像範囲設定部45は、操作部(図示せず)によって入力された部分画像データの個数をメモリ47に設定する。   The partial image range setting unit 45 sets the number of partial image data input by the operation unit (not shown) in the memory 47.

例えば、実施の形態1の部分画像の範囲が5°とされているときは、複数個(例えば4個;角度20°)を今回の設定範囲分としてメモリ47に設定する。   For example, when the range of the partial image of the first embodiment is 5 °, a plurality (for example, 4; angle 20 °) is set in the memory 47 as the current set range.

重み付けテーブル変更部46は、角度と重み係数が一組で操作部によって入力されると、その角度と重み係数とを重み係数テーブル18に記憶する。   The weighting table changing unit 46 stores the angle and the weighting factor in the weighting factor table 18 when a set of the angle and the weighting factor is input by the operation unit.

例えば、角度20°、角度40°…で重み係数0.2、0.32、…と入力されると、これらを対応させて記憶する。   For example, when an angle of 20 °, an angle of 40 °, and the like are input with weighting factors of 0.2, 0.32,..., These are stored in correspondence.

すなわち、本実施の形態2のX線CT装置40は、部分画像範囲設定部45を用いて、図11の(a)に示すように、例えば4個分の仮の部分画像データjiを1組の仮の部分画像データPiとし、部分画像生成部29がこの角度分の投影データに基づく仮の部分画像データPiを生成する。   That is, the X-ray CT apparatus 40 according to the second embodiment uses the partial image range setting unit 45 to set one set of, for example, four temporary partial image data ji as shown in FIG. The partial image generation unit 29 generates temporary partial image data Pi based on the projection data for this angle.

そして、図11の(b)に示すように、これらの部分画像データPiに対して、重み付けテーブル変更部3によって変更されたテーブル18を読み、このテーブルの角度に対応する重み係数wiを乗算した部分画像データPH1、PH2、…を得る。   Then, as shown in FIG. 11B, the table 18 changed by the weighting table changing unit 3 is read with respect to these partial image data Pi, and the weighting coefficient wi corresponding to the angle of this table is multiplied. Partial image data PH1, PH2,... Are obtained.

つまり、一度に得られる部分画像データが細かく再生されないで、部分画像範囲設定部45によって設定された範囲分で一度に順次再生されるため目的の部位を見つけるが早くできるからリアルタイムのCT装置にあっては非常に有効である。   That is, the partial image data obtained at a time is not reproduced finely, but is reproduced sequentially at a time within the range set by the partial image range setting unit 45, so that the target part can be found quickly, so that it is suitable for a real-time CT apparatus. Is very effective.

また、当然ながら上記実施の形態のように部分画像群毎に重み係数を変更するようにしても良い。   Naturally, the weighting coefficient may be changed for each partial image group as in the above embodiment.

このように、本スキャンを行うタイミングをはかるためのプリスキャンの際に複数の部分画像毎に断層像を更新すれば、簡単に造影検査を行うことができる。   As described above, if the tomographic image is updated for each of the plurality of partial images during the pre-scan for measuring the timing of performing the main scan, the contrast examination can be easily performed.

そして、本スキャンに入った際には、プリスキャン時よりも少ない部分画像毎(例えば1枚の部分画像毎に)に断層像を更新すれば、よりリアルタイムに観察を行うことができる。   When entering the main scan, observation can be performed in real time by updating the tomographic image for each partial image (for example, for each partial image) smaller than that for the pre-scan.

なお、上記実施の形態2においては、ボタンスイッチ44をスキャン制御装置42に接続して説明したが、データ収集のタイミングを呼吸同期又は心電同期により制御させてもよい。つまり、呼吸波形又は心電波形から特定の呼吸位相又は心位相を監視し、特定の呼吸位相又は心位相が現れたときに同期信号をスキャン制御装置42に出力する。   In the second embodiment, the button switch 44 is connected to the scan control device 42. However, the data collection timing may be controlled by respiratory synchronization or electrocardiographic synchronization. That is, a specific respiratory phase or cardiac phase is monitored from the respiratory waveform or electrocardiographic waveform, and a synchronization signal is output to the scan control device 42 when a specific respiratory phase or cardiac phase appears.

さらに、部分画像範囲設定部45によって設定された範囲分で一度に順次再生して行って目的の部位を見つけてスキャン制御装置を動作させた後に、実施の形態1に示すように、1個毎の部分画像データに対して重み付け係数を乗算してもよい。   Further, after the images are sequentially reproduced within the range set by the partial image range setting unit 45 and the target part is found and the scan control apparatus is operated, as shown in the first embodiment, each one The partial image data may be multiplied by a weighting coefficient.

さらに、上記実施の形態では1個又は複数個を部分画像データとして説明したが複数の断層像からなるスライス画像においては、1枚の断層像分を単に部分画像データとし、この部分画像データに対して重み付けを行ってもよい。   Furthermore, in the above embodiment, one or a plurality of partial image data has been described. However, in a slice image composed of a plurality of tomographic images, a single tomographic image is simply used as partial image data, and the partial image data May be weighted.

また、上記各実施の形態では、重み付け係数テーブルを用いて説明したが重み付け係数と角度を関数にして記憶し、この関数を用いて部分画像データに重み付けを行ってもよい。   In each of the above embodiments, the weighting coefficient table has been described. However, the weighting coefficient and the angle may be stored as a function, and the partial image data may be weighted using this function.

また、上記実施の形態では、所定範囲角度を部分画像データとして説明したが更に細かな角度範囲を部分画像データとしてもよい。   In the above embodiment, the predetermined range angle is described as the partial image data, but a finer angle range may be used as the partial image data.

尚、上述の第2実施形態では、部分画像に対する重みを時間的に変更することを説明したが、投影データに対する重みを時間的に変更してもよい。   In the above-described second embodiment, it has been described that the weight for the partial image is changed temporally. However, the weight for the projection data may be changed temporally.

10 X線CT装置
11 被検出体
12 X線源
13 検出器
14 ガントリ
15 CT本体部
16 データ収集装置
17 再構成装置
18 重み関数テーブル
19 回転数判定部
20 回転角度判定部
21 画像仮構成部
24 隣接部画像生成部
25 共通部画像生成部
26 合成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 X-ray CT apparatus 11 Detected object 12 X-ray source 13 Detector 14 Gantry 15 CT main body part 16 Data collection apparatus 17 Reconstruction apparatus 18 Weight function table 19 Rotational speed judgment part 20 Rotation angle judgment part 21 Temporary image construction part 24 Adjacent part image generation part 25 Common part image generation part 26 Composition part

Claims (1)

X線源に対して被検体を挟んで前記被検体への投影方向を周期的に変化させながら前記被検体の投影データを順次収集する投影データ収集手段と、
この投影データ収集手段により収集された投影データに基づいて、予め設定された所定の回転角度毎の部分画像データを生成する部分画像生成手段と、
前記部分画像生成手段で生成された複数の部分画像データに基づいて前記被検体の断層像を生成する断層像生成手段と、
前記部分画像データに対して所定の重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段による前記部分画像データに対する重み付けの係数を変更する重み付け変更手段と
を備える、コンピュータ断層像撮影装置。
Projection data collection means for sequentially collecting projection data of the subject while periodically changing the projection direction onto the subject with the subject sandwiched with respect to an X-ray source;
Partial image generation means for generating partial image data for each predetermined rotation angle based on the projection data collected by the projection data collection means;
A tomographic image generating means for generating a tomographic image of the subject based on a plurality of partial image data generated by the partial image generating means;
Weighting means for performing predetermined weighting on the partial image data;
A computer tomography apparatus comprising: a weight changing unit that changes a weighting coefficient for the partial image data by the weighting unit.
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