JP2020199086A - X-ray CT system - Google Patents

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Naoki Sasaki
直樹 佐々木
山形 仁
Hitoshi Yamagata
仁 山形
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Abstract

To improve spatial resolution.SOLUTION: An X-ray CT system in an embodiment includes an X-ray irradiation unit, a detection unit, and a view data generation unit. The X-ray irradiation unit rotates around a subject and radiates an X-ray. The detection part includes a detection element group provided along a channel direction, including a first detection element having a first detection width in the channel direction and a second detection element having a second detection width smaller than the first detection width in the channel direction, and rotates around the subject. The view data generation unit generates view data corresponding to a single view based on a first data group collected by the detection element group when the detection unit is at a first rotation position, and a second data group collected by the detection element group when the detection unit is at a second rotation position different from the first rotation position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、X線CTシステムに関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray CT system.

X線コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)システムは、被検体にX線を照射し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出することによって投影データを収集し、収集した投影データから画像を再構成する。ここで、X線CTシステムにおいては、例えば、X線検出器における検出器エレメントを小さくすることにより、空間分解能を向上させることができる。 The X-ray Computed Tomography (CT) system collects projection data by irradiating the subject with X-rays and detecting the X-rays that have passed through the subject with an X-ray detector, and the collected projection data. Reconstruct the image from. Here, in the X-ray CT system, for example, the spatial resolution can be improved by reducing the size of the detector element in the X-ray detector.

特開2016−1550号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-1550

本発明が解決しようとする課題は、空間分解能を向上させることである。 The problem to be solved by the present invention is to improve the spatial resolution.

実施形態のX線CTシステムは、X線照射部と、検出部と、ビューデータ生成部とを備える。X線照射部は、被検体の周囲を回転するとともに、X線を照射する。検出部は、チャネル方向に沿って設けられた、前記チャネル方向に第1の検出幅を有する第1の検出素子と、前記チャネル方向に前記第1の検出幅より小さい前記第2の検出幅を有する第2の検出素子と、を含む検出素子群を有し、前記被検体の周囲を回転する。ビューデータ生成部は、前記検出部が第1の回転位置にあるときに、前記検出素子群により収集された第1のデータ群と、前記検出部が、前記第1の回転位置とは異なる第2の回転位置にあるときに、前記検出素子群により収集された第2のデータ群と、に基づいて、単一のビューに対応するビューデータを生成する。 The X-ray CT system of the embodiment includes an X-ray irradiation unit, a detection unit, and a view data generation unit. The X-ray irradiation unit rotates around the subject and irradiates X-rays. The detection unit has a first detection element provided along the channel direction and having a first detection width in the channel direction, and the second detection width smaller than the first detection width in the channel direction. It has a second detection element and a group of detection elements including the second detection element, and rotates around the subject. In the view data generation unit, when the detection unit is in the first rotation position, the first data group collected by the detection element group and the detection unit are different from the first rotation position. View data corresponding to a single view is generated based on the second data group collected by the detection element group when it is in the rotation position of 2.

図1は、第1の実施形態に係るX線CTシステムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the X-ray CT system according to the first embodiment. 図2Aは、第1の実施形態に係るX線検出器の一例を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing an example of an X-ray detector according to the first embodiment. 図2Bは、第1の実施形態に係るX線検出器の一例を示す図である。FIG. 2B is a diagram showing an example of an X-ray detector according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係るデータ生成機能による処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining processing by the data generation function according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態に係るビューデータ収集の制御を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining control of view data collection according to the first embodiment. 図5Aは、第1の実施形態に係るデータ生成機能による処理の一例を説明するための図である。FIG. 5A is a diagram for explaining an example of processing by the data generation function according to the first embodiment. 図5Bは、第1の実施形態に係るデータ生成機能による処理の一例を説明するための図である。FIG. 5B is a diagram for explaining an example of processing by the data generation function according to the first embodiment. 図5Cは、第1の実施形態に係るX線検出器における検出素子の構成の一例を示す図である。FIG. 5C is a diagram showing an example of the configuration of a detection element in the X-ray detector according to the first embodiment. 図5Dは、第1の実施形態に係るX線検出器における検出素子の構成の一例を示す図である。FIG. 5D is a diagram showing an example of the configuration of a detection element in the X-ray detector according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係るX線CTシステムの処理の流れを説明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining a processing flow of the X-ray CT system according to the first embodiment. 図7は、第2の実施形態に係るX線管装置による制御の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of control by the X-ray tube device according to the second embodiment. 図8は、第2の実施形態に係るビューデータ収集の制御を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining control of view data collection according to the second embodiment. 図9は、第2の実施形態に係るX線CTシステムの処理の流れを説明するためのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing flow of the X-ray CT system according to the second embodiment. 図10は、その他の実施形態に係るX線検出器の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of an X-ray detector according to another embodiment. 図11は、その他の実施形態に係るデータ生成機能による処理の一例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of processing by the data generation function according to another embodiment. 図12は、その他の実施形態に係るデータ生成機能による処理の一例を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an example of processing by the data generation function according to another embodiment. 図13は、その他の実施形態に係るX線管装置の移動の一例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an example of movement of the X-ray tube device according to another embodiment.

以下、添付図面を参照して、X線CTシステムの実施形態について詳細に説明する。なお、本願に係るX線CTシステムは、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。また、実施形態は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である Hereinafter, embodiments of the X-ray CT system will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The X-ray CT system according to the present application is not limited to the embodiments shown below. Further, the embodiment can be combined with other embodiments or conventional techniques as long as the processing contents do not conflict with each other.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CTシステム1の構成の一例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the X-ray CT system 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment includes a gantry device 10, a sleeper device 30, and a console device 40.

ここで、図1においては、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向とする。また、Z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をX軸方向とする。また、Z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をY軸方向とする。なお、図1は、説明のために架台装置10を複数方向から描画したものであり、X線CTシステム1が架台装置10を1つ有する場合を示す。 Here, in FIG. 1, the rotation axis of the rotation frame 13 in the non-tilt state or the longitudinal direction of the top plate 33 of the sleeper device 30 is the Z-axis direction. Further, the axial direction orthogonal to the Z-axis direction and horizontal to the floor surface is defined as the X-axis direction. Further, the axial direction orthogonal to the Z-axis direction and perpendicular to the floor surface is defined as the Y-axis direction. Note that FIG. 1 is a drawing of the gantry device 10 from a plurality of directions for the sake of explanation, and shows a case where the X-ray CT system 1 has one gantry device 10.

架台装置10は、X線管装置11と、X線検出器12と、回転フレーム13と、X線高電圧装置14と、制御装置15と、ウェッジ16と、コリメータ17と、DAS(Data Acquisition System)18とを有する。 The gantry device 10 includes an X-ray tube device 11, an X-ray detector 12, a rotating frame 13, an X-ray high voltage device 14, a control device 15, a wedge 16, a collimator 17, and a DAS (Data Acquisition System). ) 18 and.

X線管装置11は、X線管と偏向部とを有する。X線管は、電子を発生する陰極(フィラメント)と、熱電子の衝突を受けてX線を発生する陽極(ターゲット)とを有する真空管である。X線管は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射して、陽極の焦点においてX線を放出することで、被検体Pに対し照射するX線を発生する。例えば、X線管には、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。 The X-ray tube device 11 has an X-ray tube and a deflection portion. The X-ray tube is a vacuum tube having a cathode (filament) that generates electrons and an anode (target) that generates X-rays in response to collision of thermoelectrons. The X-ray tube irradiates the subject P by irradiating thermoelectrons from the cathode toward the anode by applying a high voltage from the X-ray high-voltage device 14 and emitting X-rays at the focal point of the anode. X-rays are generated. For example, the X-ray tube includes a rotating anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating a rotating anode with thermoelectrons.

偏向部は、陰極から照射される熱電子を偏向させることで、熱電子の入射方向を変化させ、陽極における焦点の位置を変化させる。すなわち、偏向部は、陽極から放出されるX線の方向を変更する。なお、X線管装置11は、X線照射部の一例である。 The deflecting portion deflects thermions emitted from the cathode to change the incident direction of thermions and change the position of the focal point at the anode. That is, the deflection portion changes the direction of the X-rays emitted from the anode. The X-ray tube device 11 is an example of an X-ray irradiation unit.

X線検出器12は、X線を検出する検出素子を複数有する。X線検出器12における各検出素子は、X線管装置11から照射されて被検体Pを通過したX線を検出し、検出したX線量に対応した信号をDAS18へと出力する。X線検出器12は、例えば、X線管装置11の焦点を中心とした1つの円弧に沿ってチャンネル方向(チャネル方向)に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向(スライス方向、row方向)に複数配列された構造を有する。 The X-ray detector 12 has a plurality of detection elements for detecting X-rays. Each detection element in the X-ray detector 12 detects X-rays irradiated from the X-ray tube device 11 and passed through the subject P, and outputs a signal corresponding to the detected X-ray dose to DAS18. The X-ray detector 12 has, for example, a plurality of detection element sequences in which a plurality of detection elements are arranged in a channel direction (channel direction) along one arc centered on the focal point of the X-ray tube device 11. The X-ray detector 12 has, for example, a structure in which a plurality of detection element sequences in which a plurality of detection elements are arranged in the channel direction are arranged in a row direction (slice direction, row direction).

ここで、本実施形態に係るX線検出器12は、チャネル方向に沿って設けられた、チャネル方向に第1の検出幅を有する第1の検出素子と、チャネル方向に第1の検出幅より小さい第2の検出幅を有する第2の検出素子と、を含む検出素子群を有し、被検体の周囲を回転する。なお、この点については、後に詳述する。 Here, the X-ray detector 12 according to the present embodiment is provided from the first detection element having the first detection width in the channel direction and the first detection width in the channel direction, which are provided along the channel direction. It has a detection element group including a second detection element having a small second detection width, and rotates around the subject. This point will be described in detail later.

例えば、X線検出器12は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ(1次元コリメータ又は2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。例えば、X線検出器12は、エネルギー積分型の検出器である。なお、X線検出器12は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。また、X線検出器12は、検出部の一例である。 For example, the X-ray detector 12 is an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and an optical sensor array. The scintillator array has a plurality of scintillators. The scintillator has a scintillator crystal that outputs a photon amount of light according to the incident X dose. The grid is arranged on the surface of the scintillator array on the X-ray incident side and has an X-ray shield plate that absorbs scattered X-rays. The grid may also be called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The optical sensor array has a function of converting into an electric signal according to the amount of light from the scintillator, and has, for example, an optical sensor such as a photodiode. For example, the X-ray detector 12 is an energy integration type detector. The X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts incident X-rays into an electric signal. The X-ray detector 12 is an example of a detection unit.

回転フレーム13は、X線管装置11とX線検出器12とを対向支持し、制御装置15によってX線管装置11とX線検出器12とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム13は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム13は、X線管装置11及びX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やウェッジ16、コリメータ17、DAS18等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム13は、図1において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。 The rotating frame 13 is an annular frame that supports the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other, and rotates the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 by the control device 15. For example, the rotating frame 13 is a casting made of aluminum. In addition to the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12, the rotating frame 13 can further support the X-ray high voltage device 14, the wedge 16, the collimator 17, the DAS 18, and the like. Further, the rotating frame 13 can further support various configurations (not shown in FIG. 1).

X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管装置11に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、X線管装置11が発生するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、X線高電圧装置14は、回転フレーム13に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。 The X-ray high-voltage device 14 has an electric circuit such as a transformer and a rectifier, and generates a high-voltage generator that generates a high voltage applied to the X-ray tube device 11 and an X-ray tube device 11. It has an X-ray control device that controls an output voltage according to X-rays. The high voltage generator may be a transformer type or an inverter type. The X-ray high voltage device 14 may be provided on the rotating frame 13 or on a fixed frame (not shown).

制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置15は、入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置30の動作制御を行う。例えば、制御装置15は、回転フレーム13の回転や架台装置10のチルト、寝台装置30及び天板33の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置15は、架台装置10をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度(チルト角度)情報により、X軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させる。なお、制御装置15は架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。 The control device 15 has a processing circuit having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and a drive mechanism such as a motor and an actuator. The control device 15 receives an input signal from the input interface 43 and controls the operation of the gantry device 10 and the sleeper device 30. For example, the control device 15 controls the rotation of the rotating frame 13, the tilt of the gantry device 10, the operation of the sleeper device 30 and the top plate 33, and the like. As an example, the control device 15 rotates the rotating frame 13 about an axis parallel to the X-axis direction based on the input tilt angle (tilt angle) information as a control for tilting the gantry device 10. The control device 15 may be provided in the gantry device 10 or in the console device 40.

ウェッジ16は、X線管装置11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管装置11から被検体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管装置11から照射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ16は、ウェッジフィルタ(wedge filter)やボウタイフィルタ(bow-tie filter)であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工したフィルタである。 The wedge 16 is a filter for adjusting the X-ray dose emitted from the X-ray tube device 11. Specifically, the wedge 16 transmits the X-rays emitted from the X-ray tube device 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube device 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter that attenuates. For example, the wedge 16 is a wedge filter or a bow-tie filter, which is a filter obtained by processing aluminum or the like so as to have a predetermined target angle and a predetermined thickness.

コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ17は、X線絞りと呼ばれる場合もある。また、図1においては、X線管装置11とコリメータ17との間にウェッジ16が配置される場合を示すが、X線管装置11とウェッジ16との間にコリメータ17が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ16は、X線管装置11から照射され、コリメータ17により照射範囲が制限されたX線を透過して減衰させる。 The collimator 17 is a lead plate or the like for narrowing the irradiation range of X-rays transmitted through the wedge 16, and a slit is formed by a combination of a plurality of lead plates or the like. The collimator 17 may be called an X-ray diaphragm. Further, FIG. 1 shows a case where the wedge 16 is arranged between the X-ray tube device 11 and the collimator 17, but when the collimator 17 is arranged between the X-ray tube device 11 and the wedge 16. There may be. In this case, the wedge 16 is irradiated from the X-ray tube device 11 and transmits and attenuates the X-ray whose irradiation range is limited by the collimator 17.

DAS18は、X線検出器12が有する各検出素子によって検出されるX線の信号を収集する。例えば、DAS18は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを有し、検出データを生成する。DAS18は、例えば、プロセッサにより実現される。 The DAS 18 collects X-ray signals detected by each detection element included in the X-ray detector 12. For example, the DAS 18 has an amplifier that amplifies an electric signal output from each detection element and an A / D converter that converts the electric signal into a digital signal, and generates detection data. DAS18 is realized by, for example, a processor.

DAS18が生成したデータは、回転フレーム13に設けられた発光ダイオード(Light Emitting Diode: LED)を有する送信機から、光通信によって、架台装置10の非回転部分(例えば、固定フレーム等。図1での図示は省略している)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム13を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム13から架台装置10の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。 The data generated by the DAS 18 is transmitted from a transmitter having a light emitting diode (LED) provided on the rotating frame 13 by optical communication to a non-rotating portion (for example, a fixed frame or the like. FIG. 1) of the gantry device 10. The light is transmitted to a receiver having a photodiode provided in (not shown in the above) and transferred to the console device 40. Here, the non-rotating portion is, for example, a fixed frame that rotatably supports the rotating frame 13. The method of transmitting data from the rotating frame 13 to the non-rotating portion of the gantry device 10 is not limited to optical communication, and any non-contact data transmission method may be adopted, and the contact-type data transmission method may be used. You may adopt it.

寝台装置30は、撮影対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを有する。基台31は、支持フレーム34を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を、天板33の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向に移動してもよい。 The sleeper device 30 is a device for placing and moving the subject P to be imaged, and has a base 31, a sleeper drive device 32, a top plate 33, and a support frame 34. The base 31 is a housing that supports the support frame 34 so as to be movable in the vertical direction. The sleeper drive device 32 is a drive mechanism that moves the top plate 33 on which the subject P is placed in the long axis direction of the top plate 33, and includes a motor, an actuator, and the like. The top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate on which the subject P is placed. In addition to the top plate 33, the sleeper drive device 32 may move the support frame 34 in the long axis direction of the top plate 33.

コンソール装置40は、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路44とを有する。なお、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40又はコンソール装置40の各構成要素の一部が含まれてもよい。 The console device 40 includes a memory 41, a display 42, an input interface 43, and a processing circuit 44. Although the console device 40 will be described as a separate body from the gantry device 10, the gantry device 10 may include a part of each component of the console device 40 or the console device 40.

メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、投影データやCT画像データを記憶する。また、例えば、メモリ41は、X線CTシステム1に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ41は、X線CTシステム1とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)により実現されることとしてもよい。 The memory 41 is realized by, for example, a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory element such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. The memory 41 stores, for example, projection data and CT image data. Further, for example, the memory 41 stores a program for the circuit included in the X-ray CT system 1 to realize its function. The memory 41 may be realized by a server group (cloud) connected to the X-ray CT system 1 via a network.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。例えば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。 The display 42 displays various information. For example, the display 42 displays various images generated by the processing circuit 44, and displays a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from the operator. For example, the display 42 is a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube) display. The display 42 may be a desktop type, or may be composed of a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the console device 40 main body.

入力インターフェース43は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、CT画像データを再構成する際の再構成条件や、CT画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。 The input interface 43 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electric signals, and outputs the received input operations to the processing circuit 44. For example, the input interface 43 receives from the operator input operations such as reconstruction conditions when reconstructing CT image data and image processing conditions when generating a post-processed image from CT image data.

例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース43は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置40とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路44へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース43の例に含まれる。 For example, the input interface 43 includes a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, a touch pad for performing input operations by touching an operation surface, a touch screen in which a display screen and a touch pad are integrated, and an optical sensor. It is realized by the non-contact input circuit, voice input circuit, etc. used. The input interface 43 may be provided in the gantry device 10. Further, the input interface 43 may be composed of a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the console device 40 main body. Further, the input interface 43 is not limited to one provided with physical operating parts such as a mouse and a keyboard. For example, an electric signal processing circuit that receives an electric signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the console device 40 and outputs the electric signal to the processing circuit 44 is also an example of the input interface 43. included.

処理回路44は、X線CTシステム1全体の動作を制御する。例えば、処理回路44は、制御機能441、前処理機能442、データ生成機能443及び再構成機能444を実行する。なお、データ生成機能443は、ビューデータ生成部の一例である。 The processing circuit 44 controls the operation of the entire X-ray CT system 1. For example, the processing circuit 44 executes the control function 441, the preprocessing function 442, the data generation function 443, and the reconstruction function 444. The data generation function 443 is an example of a view data generation unit.

制御機能441は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路44の各種機能を制御する。また、制御機能441は、架台装置10で行なわれるCTスキャンを制御する。例えば、制御機能441は、X線管装置11、X線検出器12、X線高電圧装置14、制御装置15、DAS18及び寝台駆動装置32の動作を制御することで、架台装置10における投影データの収集処理を制御する。一例を挙げると、制御機能441は、位置決め画像(スキャノ画像)を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影(スキャン)における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。また、制御機能441は、メモリ41が記憶する各種画像データを、ディスプレイ42に表示するように制御する。 The control function 441 controls various functions of the processing circuit 44 based on the input operation received from the operator via the input interface 43. Further, the control function 441 controls the CT scan performed by the gantry device 10. For example, the control function 441 controls the operations of the X-ray tube device 11, the X-ray detector 12, the X-ray high voltage device 14, the control device 15, the DAS 18, and the sleeper drive device 32 to control the projection data in the gantry device 10. Control the collection process of. As an example, the control function 441 controls the collection process of projection data in the imaging for collecting the positioning image (scano image) and the main imaging (scan) for collecting the image used for diagnosis. Further, the control function 441 controls various image data stored in the memory 41 so as to be displayed on the display 42.

前処理機能442は、DAS18から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施して投影データを生成する。また、前処理機能442は、データ生成機能によって生成されたビューデータに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施して投影データを生成する。 The pre-processing function 442 generates projection data by performing pre-processing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, sensitivity correction processing between channels, and beam hardening correction on the detection data output from DAS18. Further, the preprocessing function 442 generates projection data by performing preprocessing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, sensitivity correction processing between channels, and beam hardening correction on the view data generated by the data generation function. To do.

データ生成機能443は、DAS18から出力された検出データ用いてビューデータを生成する。具体的には、データ生成機能443は、複数の回転位置によって収集された検出データを用いて1ビューに対応するビューデータを生成する。なお、データ生成機能443による処理については、後に詳述する。 The data generation function 443 generates view data using the detection data output from DAS18. Specifically, the data generation function 443 generates view data corresponding to one view using the detection data collected by the plurality of rotation positions. The processing by the data generation function 443 will be described in detail later.

再構成機能444は、前処理機能442にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。再構成機能444は、再構成したCT画像データをメモリ41に格納する。また、再構成機能444は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、CT画像データを公知の方法により、任意断面の断層像やレンダリング処理による3次元画像等の画像データに変換する。再構成機能444は、変換した画像データをメモリ41に格納する。 The reconstruction function 444 generates CT image data by performing reconstruction processing using a filter correction back projection method, a successive approximation reconstruction method, or the like on the projection data generated by the preprocessing function 442. The reconstruction function 444 stores the reconstructed CT image data in the memory 41. In addition, the reconstruction function 444 uses a known method to obtain CT image data based on an input operation received from the operator via the input interface 43, such as a tomographic image of an arbitrary cross section or a three-dimensional image obtained by rendering. Convert to. The reconstruction function 444 stores the converted image data in the memory 41.

図1に示すX線CTシステム1においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ41へ記憶されている。処理回路44は、メモリ41からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路44は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。 In the X-ray CT system 1 shown in FIG. 1, each processing function is stored in the memory 41 in the form of a program that can be executed by a computer. The processing circuit 44 is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading a program from the memory 41 and executing the program. In other words, the processing circuit 44 in the state where each program is read has a function corresponding to the read program.

なお、図1においては、制御機能441、前処理機能442、データ生成機能443及び再構成機能444の各処理機能が単一の処理回路44によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路44は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路44が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。 Note that FIG. 1 shows a case where each processing function of the control function 441, the preprocessing function 442, the data generation function 443, and the reconstruction function 444 is realized by a single processing circuit 44, but the embodiment shows this. It is not limited to. For example, the processing circuit 44 may be configured by combining a plurality of independent processors, and each processor may execute each program to realize each processing function. Further, each processing function of the processing circuit 44 may be appropriately distributed or integrated into a single or a plurality of processing circuits.

以上、本実施形態に係るX線CTシステム1の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るX線CTシステム1は、空間分解能を向上させること、あるいは空間分解能が同一であればX線検出素子数を減らすことを可能にする。具体的には、X線CTシステム1は、X線検出器12が、チャネル方向に沿って設けられた、チャネル方向に第1の検出幅を有する第1の検出素子と、チャネル方向に第1の検出幅より小さい第2の検出幅を有する第2の検出素子とを含む検出素子群を有する。そして、制御機能441が、第2の検出幅で回転させながら、各回転位置で検出データを収集する。そして、データ生成機能443が、各回転位置で収集された検出データを用いて、1ビューに相当するデータであるビューデータを生成する。これにより、X線CTシステム1は、第1の検出素子の検出幅よりも小さい検出幅でビューデータを生成することができ、空間分解能を向上させることができる。 The overall configuration of the X-ray CT system 1 according to the present embodiment has been described above. Under such a configuration, the X-ray CT system 1 according to the present embodiment makes it possible to improve the spatial resolution or reduce the number of X-ray detecting elements if the spatial resolution is the same. Specifically, in the X-ray CT system 1, the X-ray detector 12 has a first detection element provided along the channel direction and having a first detection width in the channel direction, and a first detection element in the channel direction. It has a detection element group including a second detection element having a second detection width smaller than the detection width of. Then, the control function 441 collects the detection data at each rotation position while rotating the second detection width. Then, the data generation function 443 generates view data which is data corresponding to one view by using the detection data collected at each rotation position. As a result, the X-ray CT system 1 can generate view data with a detection width smaller than the detection width of the first detection element, and can improve the spatial resolution.

以下、X線検出器12及び処理の詳細について説明する。図2A及び図2Bは、第1の実施形態に係るX線検出器12の一例を示す図である。ここで、図2A及び図2Bにおいては、図の横方向がチャネル方向を示す。また、図2A及び図2Bにおいては、説明の便宜上、3つの検出素子のみを示す。 The details of the X-ray detector 12 and the processing will be described below. 2A and 2B are diagrams showing an example of the X-ray detector 12 according to the first embodiment. Here, in FIGS. 2A and 2B, the horizontal direction in the figure indicates the channel direction. Further, in FIGS. 2A and 2B, only three detection elements are shown for convenience of explanation.

例えば、X線検出器12は、図2Aに示すように、第1の検出幅を有する検出素子122と、チャネル方向に第1の検出幅よりも小さい第2の検出幅を有する検出素子121とを有する。ここで、第2の検出幅は、第1の検出幅をN(Nは2以上の整数)等分した大きさに対応する。例えば、図2Aに示すX線検出器12においては、第2の検出幅(検出素子121の横方向の幅)は、検出素子122のチャネル方向における検出幅(横方向の幅)を4等分した大きさに対応する。 For example, the X-ray detector 12 includes a detection element 122 having a first detection width and a detection element 121 having a second detection width smaller than the first detection width in the channel direction, as shown in FIG. 2A. Has. Here, the second detection width corresponds to the size obtained by equally dividing the first detection width into N (N is an integer of 2 or more). For example, in the X-ray detector 12 shown in FIG. 2A, the second detection width (horizontal width of the detection element 121) divides the detection width (horizontal width) of the detection element 122 in the channel direction into four equal parts. Corresponds to the size of the

すなわち、検出素子121は、検出素子122を仮想的に4等分した領域1221aと、領域1221b、領域1221c及び領域1221dのチャネル方向の幅と同一の幅を有する。一例を挙げると、検出素子122の検出幅が「0.5mm」である場合、検出素子121の検出幅は、「0.125mm」となる。なお、X線検出器12においては、各検出素子の後段にADC(Analog-to-Digital converter)等が配置され、検出素子121及び検出素子122ごとにデータが読み出される。 That is, the detection element 121 has the same width as the region 1221a in which the detection element 122 is virtually divided into four equal parts, and the widths of the regions 1221b, the region 1221c, and the region 1221d in the channel direction. As an example, when the detection width of the detection element 122 is "0.5 mm", the detection width of the detection element 121 is "0.125 mm". In the X-ray detector 12, an ADC (Analog-to-Digital converter) or the like is arranged after each detection element, and data is read out for each of the detection element 121 and the detection element 122.

検出素子121の検出幅、位置及び数は、図示に限られず、任意に設計することができる。すなわち、検出素子121の検出幅は、検出素子122を何等分するかによって任意に設計することができる。また、検出素子121の位置は、図2Aに示すように、検出素子の端部に配置されてもよく、検出素子122の間に配置されてもよい。また、検出素子121の数は、1つだけに限られず、複数配置される場合でもよい。 The detection width, position, and number of the detection elements 121 are not limited to those shown in the drawings, and can be arbitrarily designed. That is, the detection width of the detection element 121 can be arbitrarily designed depending on how much the detection element 122 is divided. Further, as shown in FIG. 2A, the position of the detection element 121 may be arranged at the end of the detection element or may be arranged between the detection elements 122. Further, the number of detection elements 121 is not limited to one, and a plurality of detection elements 121 may be arranged.

ここで、検出素子121の検出幅は、X線が入射される領域のチャネル方向の幅を意味し、実際の検出素子のサイズに限られるものではない。すなわち、検出素子121は、例えば、図2Aに示すように、検出素子122の1/4のサイズで設計され、製造されたものでもよいが、例えば、図2Bに示すように、検出素子122に対して検出素子122の3/4のサイズのX線不透過部材123が載置されることで、検出素子122においてX線が入射される領域の幅を1/4のサイズにすることで製造されたものでもよい。換言すると、本実施形態に係るX線検出器12は、通常のX線検出器における検出素子に対して、検出素子のサイズの(N−1)/NのサイズのX線不透過部材によってマスクすることで、形成される場合でもよい。X線不透過部材は、例えば、鉛等である。 Here, the detection width of the detection element 121 means the width in the channel direction of the region where X-rays are incident, and is not limited to the actual size of the detection element. That is, the detection element 121 may be designed and manufactured in a size of 1/4 of the detection element 122 as shown in FIG. 2A, but the detection element 122 may be, for example, as shown in FIG. 2B. On the other hand, by mounting the X-ray opaque member 123 of 3/4 size of the detection element 122, the width of the region where X-rays are incident on the detection element 122 is reduced to 1/4 size. It may be the one that has been made. In other words, the X-ray detector 12 according to the present embodiment masks the detection element in a normal X-ray detector with an X-ray opaque member having a size of (N-1) / N of the size of the detection element. By doing so, it may be formed. The X-ray opaque member is, for example, lead or the like.

上述したように、X線検出器12は、第1の検出幅を有する検出素子122と、第1の検出幅よりも小さい第2の検出幅を有する検出素子121とを含む。制御機能441は、第2の検出幅分回転するごとに、データを収集するように制御する。すなわち、制御機能441は、回転フレームを回転させることで、X線管装置11及びX線検出器12が連続回転している際に、第2の検出幅(検出素子122のサイズの1/N)ずつデータを収集するように制御する。 As described above, the X-ray detector 12 includes a detection element 122 having a first detection width and a detection element 121 having a second detection width smaller than the first detection width. The control function 441 controls to collect data every time the rotation is performed by the second detection width. That is, the control function 441 rotates the rotating frame to rotate the second detection width (1 / N of the size of the detection element 122) when the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 are continuously rotating. ) Control to collect data one by one.

データ生成機能443は、制御機能441の制御によって収集された検出データを用いて、第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の検出データを生成する。すなわち、データ生成機能443は、実際には第2の検出幅よりも大きい第1の検出幅を有する検出素子122から出力されたデータから、第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の検出データを生成する。ここで、データ生成機能443は、検出素子122から出力されたデータから、第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の検出データを生成する際に、実際に第2の検出幅を有する検出素子121の検出素子を用いる。 The data generation function 443 uses the detection data collected under the control of the control function 441 to generate the same detection data as that collected by the detection element having the second detection width. That is, the data generation function 443 is actually collected from the data output from the detection element 122 having the first detection width larger than the second detection width by the detection element having the second detection width. Generate similar detection data. Here, the data generation function 443 actually generates the second detection width from the data output from the detection element 122 when generating the same detection data as that collected by the detection element having the second detection width. The detection element of the detection element 121 having the above is used.

図3は、第1の実施形態に係るデータ生成機能443による処理を説明するための図である。図3においては、X線検出器12が第2の検出幅(検出素子122のサイズの1/4)移動した場合に、各検出素子によって収集される検出データについて示す。例えば、制御機能441は、図3の「Sample−1」に示す回転位置で、検出素子121及び検出素子122のデータを収集するように制御する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the process by the data generation function 443 according to the first embodiment. FIG. 3 shows the detection data collected by each detection element when the X-ray detector 12 moves by the second detection width (1/4 of the size of the detection element 122). For example, the control function 441 controls to collect the data of the detection element 121 and the detection element 122 at the rotation position shown in “Sample-1” of FIG.

このとき、検出素子121によって収集される検出データは、図3に示すように、検出素子121に対して入射されたフォトン「P1」に基づく。また、検出素子122によって収集される検出データは、図3に示すように、検出素子122における領域1221aに入射されたフォトン「P2」と、領域1221bに入射されたフォトン「P3」と、領域1221cに入射されたフォトン「P4」と、領域1221dに入射されたフォトン「P5」とに基づく。すなわち、検出素子122によって収集される検出データは、図3に示すように、(P2+P3+P4+P5)となる。 At this time, the detection data collected by the detection element 121 is based on the photon "P1" incident on the detection element 121, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3, the detection data collected by the detection element 122 includes a photon "P2" incident on the region 1221a of the detection element 122, a photon "P3" incident on the region 1221b, and a region 1221c. Based on the photon "P4" incident on the region 1221d and the photon "P5" incident on the region 1221d. That is, the detection data collected by the detection element 122 is (P2 + P3 + P4 + P5) as shown in FIG.

次に、制御機能441は、図3の「Sample−2」に示す回転位置で、検出素子121及び検出素子122のデータを収集するように制御する。ここで、X線検出器12の移動が第2の検出幅(検出素子122のサイズの1/4)分のわずかなものであることから、移動後の検出素子121に対して入射されるX線のパスと、移動前の検出素子122における領域1221aに入射されたX線のパスとがほぼ同じであると仮定する。この場合、図3の「Sample−2」に示す回転位置で、検出素子121によって収集される検出データは、図3に示すように、検出素子121に対して入射されたフォトン「P2」に基づくこととなる。 Next, the control function 441 controls to collect the data of the detection element 121 and the detection element 122 at the rotation position shown in “Sample-2” of FIG. Here, since the movement of the X-ray detector 12 is as small as the second detection width (1/4 of the size of the detection element 122), the X incident on the detection element 121 after the movement is X. It is assumed that the path of the line and the path of the X-ray incident on the region 1221a in the detection element 122 before the movement are substantially the same. In this case, the detection data collected by the detection element 121 at the rotation position shown in “Sample-2” of FIG. 3 is based on the photon “P2” incident on the detection element 121 as shown in FIG. It will be.

同様に、図3の「Sample−2」に示す回転位置で、検出素子122によって収集される検出データは、図3に示すように、検出素子122における領域1221aに入射されたフォトン「P3」と、領域1221bに入射されたフォトン「P4」と、領域1221cに入射されたフォトン「P5」と、領域1221dに入射されたフォトン「P6」とに基づくこととなる。すなわち、検出素子122によって収集される検出データは、図3に示すように、(P3+P4+P5+P6)となる。 Similarly, the detection data collected by the detection element 122 at the rotation position shown in “Sample-2” of FIG. 3 is the photon “P3” incident on the region 1221a of the detection element 122 as shown in FIG. , The photon "P4" incident on the region 1221b, the photon "P5" incident on the region 1221c, and the photon "P6" incident on the region 1221d. That is, the detection data collected by the detection element 122 is (P3 + P4 + P5 + P6) as shown in FIG.

このように、第1の実施形態では、X線検出器12の移動前後でパスがほぼ同じX線が、第2の検出幅(検出素子122のサイズの1/4)分ずれた位置にそれぞれ入射される。データ生成機能443は、このように検出された検出データを用いて、第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の検出データを生成する。例えば、データ生成機能443は、図3に示すように、「Sample−1」に示す回転位置で収集された検出データ(P2+P3+P4+P5)と、「Sample−2」に示す回転位置で収集された検出データ(P3+P4+P5+P6)とを差分することで、「P2−P6」に相当する値を取得する。 As described above, in the first embodiment, the X-rays having substantially the same path before and after the movement of the X-ray detector 12 are located at positions shifted by the second detection width (1/4 of the size of the detection element 122). Be incidented. The data generation function 443 uses the detection data detected in this way to generate detection data similar to that collected by the detection element having the second detection width. For example, as shown in FIG. 3, the data generation function 443 has the detection data (P2 + P3 + P4 + P5) collected at the rotation position shown in "Sample-1" and the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-2". By differentiating from (P3 + P4 + P5 + P6), a value corresponding to "P2-P6" is acquired.

ここで、フォトン「P2」に基づく検出データは、「Sample−2」に示す回転位置で検出素子121によって収集されていることから、データ生成機能443は、「P2−P6」に相当する値と、フォトン「P2」に基づく検出データの値とを用いて、フォトン「P6」に基づく検出データを算出する。 Here, since the detection data based on the photon "P2" is collected by the detection element 121 at the rotation position shown in "Sample-2", the data generation function 443 has a value corresponding to "P2-P6". , The value of the detection data based on the photon "P2" is used to calculate the detection data based on the photon "P6".

上述したように、データ生成機能443は、異なる回転位置で収集した各検出データを差分することで、第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の検出データを生成する。例えば、データ生成機能443は、検出素子122を仮想的に4等分し、各領域に対応する検出データを生成する場合、「(4+1)=5」箇所の回転位置で収集した各検出データを用いて、第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の1ビュー分の検出データを生成する。すなわち、データ生成機能443は、検出素子122を仮想的に「N」等分した際に、「N+1」の回転位置で収集した検出データを用いて第2の検出幅の検出素子によって収集されたものと同様の1ビュー分の検出データを生成する。 As described above, the data generation function 443 generates the same detection data as that collected by the detection element having the second detection width by differentiating the detection data collected at different rotation positions. For example, when the data generation function 443 virtually divides the detection element 122 into four equal parts and generates the detection data corresponding to each region, the data generation function 443 collects each detection data at the rotation position of "(4 + 1) = 5". It is used to generate one view of detection data similar to that collected by the detection element of the second detection width. That is, the data generation function 443 was collected by the detection element having the second detection width using the detection data collected at the rotation position of “N + 1” when the detection element 122 was virtually divided into “N” equal parts. Generates detection data for one view similar to the one.

図4は、第1の実施形態に係るビューデータ収集の制御を説明するための図である。ここで、図4においては、5箇所の回転位置で収集した各検出データを用いて、1ビュー分の検出データを生成する場合について示す。また、図4においては、X線管装置11における陽極(ターゲット)が回転する図を示し、ターゲット上の円は焦点を示す。なお、図4においては、各回転位置を明確に示すために、各回転位置のターゲットを離して示しているが、ターゲットの移動は第2の検出幅(検出素子122のサイズの1/4)分のわずかなものであることから、実際には、各回転位置のターゲットはほとんど重なった状態となる。 FIG. 4 is a diagram for explaining control of view data collection according to the first embodiment. Here, FIG. 4 shows a case where detection data for one view is generated by using each detection data collected at five rotation positions. Further, FIG. 4 shows a diagram in which the anode (target) in the X-ray tube device 11 rotates, and the circle on the target indicates the focal point. In FIG. 4, in order to clearly show each rotation position, the targets at each rotation position are shown apart, but the movement of the target is the second detection width (1/4 of the size of the detection element 122). In reality, the targets at each rotation position are almost overlapped because they are only a few minutes.

例えば、制御機能441は、図4に示す各回転位置において検出データを収集するように制御する。すなわち、制御機能441は、各回転位置において、検出素子121によって検出された検出データ及び検出素子122によって検出された検出データをそれぞれ収集するように制御する。ここで、制御機能551によって収集される検出データは、5箇所の回転位置ごとに1つのビューデータとなる。例えば、図4において、ターゲットが左から5番目の回転位置まで移動する間に照射されたX線の照射領域R1が同一のパスとみなされる。また、例えば、図4において、ターゲットが6番目から10番目までの回転位置に移動する間に照射されたX線の照射領域R2が同一のパスとみなされる。 For example, the control function 441 controls to collect detection data at each rotation position shown in FIG. That is, the control function 441 controls to collect the detection data detected by the detection element 121 and the detection data detected by the detection element 122 at each rotation position. Here, the detection data collected by the control function 551 becomes one view data for every five rotation positions. For example, in FIG. 4, the X-ray irradiation region R1 irradiated while the target moves to the fifth rotation position from the left is regarded as the same path. Further, for example, in FIG. 4, the irradiation region R2 of the X-rays irradiated while the target moves to the 6th to 10th rotation positions is regarded as the same path.

データ生成機能443は、5箇所の回転位置ごとに収集された検出データを用いて、差分処理を実行し、1ビュー分のビューデータをそれぞれ生成する。例えば、データ生成機能443は、図4に示す領域R1の検出データを用いて、差分処理を実行し、1ビュー分のビューデータを生成する。また、データ生成機能443は、図4に示す領域R2の検出データを用いて、差分処理を実行し、1ビュー分のビューデータを生成する。 The data generation function 443 executes a difference process using the detection data collected at each of the five rotation positions, and generates view data for one view. For example, the data generation function 443 executes the difference processing using the detection data of the region R1 shown in FIG. 4 and generates view data for one view. Further, the data generation function 443 executes the difference processing using the detection data of the region R2 shown in FIG. 4 and generates the view data for one view.

以下、図5A及び図5Bを用いて、データ生成機能443による処理の一例を説明する。図5A及び図5Bは、第1の実施形態に係るデータ生成機能443による処理の一例を説明するための図である。図5Aにおいては、説明の便宜上、X線検出器12が、3つの検出素子122と1つの検出素子121を有し、検出素子121が、検出素子122の間に配置された場合について示す。また、図5Aにおいては、検出素子122を仮想的に4つの領域に分割する場合について示す。また、図5Aにおいては、1ビューのビューデータを収集する際のデータ生成機能443の処理について示す。 Hereinafter, an example of processing by the data generation function 443 will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. 5A and 5B are diagrams for explaining an example of processing by the data generation function 443 according to the first embodiment. In FIG. 5A, for convenience of explanation, a case where the X-ray detector 12 has three detection elements 122 and one detection element 121, and the detection elements 121 are arranged between the detection elements 122 is shown. Further, FIG. 5A shows a case where the detection element 122 is virtually divided into four regions. Further, FIG. 5A shows the processing of the data generation function 443 when collecting the view data of one view.

例えば、制御機能441は、図5Aに示すように、X線検出器12が検出素子121の検出幅分移動するごとに、各検出素子から検出データを収集するように制御する。すなわち、制御機能441は、図5Aに示すように、「Sample−1」、「Sample−2」、「Sample−3」、「Sample−4」、「Sample−5」の5回の検出データの収集を制御する。 For example, as shown in FIG. 5A, the control function 441 controls the X-ray detector 12 to collect detection data from each detection element every time it moves by the detection width of the detection element 121. That is, as shown in FIG. 5A, the control function 441 is the detection data of the five times of "Sample-1", "Sample-2", "Sample-3", "Sample-4", and "Sample-5". Control collection.

これにより、制御機能441は、「Sample−1」において、フォトン(P1+P2+P3+P4)に基づく検出データと、フォトン(P5+P6+P7+P8)に基づく検出データと、フォトン「P9」に基づく検出データと、フォトン(P10+P11+P12+P13)に基づく検出データとを収集する。 As a result, the control function 441 converts the detection data based on the photon (P1 + P2 + P3 + P4), the detection data based on the photon (P5 + P6 + P7 + P8), the detection data based on the photon "P9", and the photon (P10 + P11 + P12 + P13) in "Sample-1". Collect based detection data.

また、制御機能441は、「Sample−2」において、フォトン(P2+P3+P4+P5)に基づく検出データと、フォトン(P6+P7+P8+P9)に基づく検出データと、フォトン「P10」に基づく検出データと、フォトン(P11+P12+P13+P14)に基づく検出データとを収集する。 Further, the control function 441 is based on the detection data based on the photon (P2 + P3 + P4 + P5), the detection data based on the photon (P6 + P7 + P8 + P9), the detection data based on the photon "P10", and the photon (P11 + P12 + P13 + P14) in "Sample-2". Collect detection data.

また、制御機能441は、「Sample−3」において、フォトン(P3+P4+P5+P6)に基づく検出データと、フォトン(P7+P8+P9+P10)に基づく検出データと、フォトン「P11」に基づく検出データと、フォトン(P12+P13+P14+P15)に基づく検出データとを収集する。 Further, the control function 441 is based on the detection data based on the photon (P3 + P4 + P5 + P6), the detection data based on the photon (P7 + P8 + P9 + P10), the detection data based on the photon "P11", and the photon (P12 + P13 + P14 + P15) in "Simple-3". Collect detection data.

また、制御機能441は、「Sample−4」において、フォトン(P4+P5+P6+P7)に基づく検出データと、フォトン(P8+P9+P10+P11)に基づく検出データと、フォトン「P12」に基づく検出データと、フォトン(P13+P14+P15+P16)に基づく検出データとを収集する。 Further, the control function 441 is based on the detection data based on the photon (P4 + P5 + P6 + P7), the detection data based on the photon (P8 + P9 + P10 + P11), the detection data based on the photon "P12", and the photon (P13 + P14 + P15 + P16) in "Sample-4". Collect detection data.

また、制御機能441は、「Sample−5」において、フォトン(P5+P6+P7+P8)に基づく検出データと、フォトン(P9+P10+P11+P12)に基づく検出データと、フォトン「P13」に基づく検出データと、フォトン(P14+P15+P16+P17)に基づく検出データとを収集する。 Further, the control function 441 is based on the detection data based on the photon (P5 + P6 + P7 + P8), the detection data based on the photon (P9 + P10 + P11 + P12), the detection data based on the photon "P13", and the photon (P14 + P15 + P16 + P17) in "Sample-5". Collect detection data.

データ生成機能443は、各回転位置における検出データを差分することで、各フォトンに基づく検出データを算出する。例えば、データ生成機能443は、図5Aに示すように、「Sample−1」に示す回転位置で収集された検出データ(P1+P2+P3+P4)と、「Sample−2」に示す回転位置で収集された検出データ(P2+P3+P4+P5)とを差分することで、「P1−P5」に相当する値を取得する。また、データ生成機能443は、図5Aに示すように、「Sample−1」に示す回転位置で収集された検出データ(P5+P6+P7+P8)と、「Sample−2」に示す回転位置で収集された検出データ(P6+P7+P8+P9)とを差分することで、「P5−P9」に相当する値を取得する。また、データ生成機能443は、図5Aに示すように、「Sample−1」に示す回転位置で収集された検出データ(P10+P11+P12+P13)と、「Sample−2」に示す回転位置で収集された検出データ(P11+P12+P13+P14)とを差分することで、「P10−P14」に相当する値を取得する。 The data generation function 443 calculates the detection data based on each photon by differentiating the detection data at each rotation position. For example, as shown in FIG. 5A, the data generation function 443 has the detection data (P1 + P2 + P3 + P4) collected at the rotation position shown in "Sample-1" and the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-2". By differentiating from (P2 + P3 + P4 + P5), a value corresponding to "P1-P5" is acquired. Further, as shown in FIG. 5A, the data generation function 443 has the detection data (P5 + P6 + P7 + P8) collected at the rotation position shown in "Sample-1" and the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-2". By differentiating from (P6 + P7 + P8 + P9), a value corresponding to "P5-P9" is acquired. Further, as shown in FIG. 5A, the data generation function 443 has the detection data (P10 + P11 + P12 + P13) collected at the rotation position shown in "Sample-1" and the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-2". By differentiating from (P11 + P12 + P13 + P14), a value corresponding to "P10-P14" is acquired.

ここで、フォトン「P9」に基づく検出データは、「Sample−1」に示す回転位置で検出素子121によって収集されていることから、データ生成機能443は、最初に「P5−P9」に相当する値と、フォトン「P9」に基づく検出データの値とを用いて、フォトン「P5」に基づく検出データの値を算出する。次に、データ生成機能443は、算出したフォトン「P5」に基づく検出データの値と、「P1−P5」に相当する値とを用いて、フォトン「P1」に基づく検出データの値を算出する。 Here, since the detection data based on the photon "P9" is collected by the detection element 121 at the rotational position shown in "Sample-1", the data generation function 443 first corresponds to "P5-P9". The value of the detection data based on the photon "P5" is calculated by using the value and the value of the detection data based on the photon "P9". Next, the data generation function 443 calculates the value of the detection data based on the photon "P1" by using the calculated value of the detection data based on the photon "P5" and the value corresponding to "P1-P5". ..

また、フォトン「P10」に基づく検出データは、「Sample−2」に示す回転位置で検出素子121によって収集されていることから、データ生成機能443は、「P10−P14」に相当する値と、フォトン「P10」に基づく検出データの値とを用いて、フォトン「P14」に基づく検出データの値を算出する。 Further, since the detection data based on the photon "P10" is collected by the detection element 121 at the rotation position shown in "Sample-2", the data generation function 443 has a value corresponding to "P10-P14" and a value corresponding to "P10-P14". The value of the detection data based on the photon "P14" is calculated by using the value of the detection data based on the photon "P10".

同様に、データ生成機能443は、「Sample−2」に示す回転位置で収集された検出データと、「Sample−3」に示す回転位置で収集された検出データとを差分することで、「P2−P6」に相当する値、「P6−P10」に相当する値、「P11−P15」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、「Sample−3」に示す回転位置で収集された検出データと、「Sample−4」に示す回転位置で収集された検出データとを差分することで、「P3−P7」に相当する値、「P7−P11」に相当する値、「P12−P16」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、「Sample−4」に示す回転位置で収集された検出データと、「Sample−5」に示す回転位置で収集された検出データとを差分することで、「P4−P8」に相当する値、「P8−P12」に相当する値、「P13−P17」に相当する値を算出する。 Similarly, the data generation function 443 differs the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-2" from the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-3" to "P2". A value corresponding to "-P6", a value corresponding to "P6-P10", and a value corresponding to "P11-P15" are calculated. Further, the data generation function 443 differs the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-3" from the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-4", thereby "P3-". A value corresponding to "P7", a value corresponding to "P7-P11", and a value corresponding to "P12-P16" are calculated. Further, the data generation function 443 differs the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-4" from the detection data collected at the rotation position shown in "Sample-5" to "P4-". A value corresponding to "P8", a value corresponding to "P8-P12", and a value corresponding to "P13-P17" are calculated.

データ生成機能443は、上述したように算出した値と、各回転位置で検出素子121によって収集されたフォトン「P10」に基づく検出データの値、フォトン「P11」に基づく検出データの値、フォトン「P12」に基づく検出データの値及びフォトン「P13」に基づく検出データの値とを用いて、算出順にフォトン「P6」、「P2」、「P15」、「P7」、「P3」、「P16」、「P8」、「P4」、「P17」に基づく検出データの値をそれぞれ算出する。 The data generation function 443 includes the value calculated as described above, the value of the detection data based on the photon "P10" collected by the detection element 121 at each rotation position, the value of the detection data based on the photon "P11", and the photon "P11". Using the value of the detection data based on "P12" and the value of the detection data based on the photon "P13", the photons "P6", "P2", "P15", "P7", "P3", "P16" , "P8", "P4", and "P17" to calculate the value of the detection data, respectively.

これにより、データ生成機能443は、3つの検出素子122と1つの検出素子121の4つの検出素子から得られた検出データから、フォトン「P1」〜「P17」の検出データの値を取得することができ、空間分解能を向上させることができる。データ生成機能443は、フォトン「P1」〜「P17」の検出データの値を1ビュー分のビューデータとして生成する。 As a result, the data generation function 443 acquires the values of the detection data of the photons "P1" to "P17" from the detection data obtained from the four detection elements of the three detection elements 122 and one detection element 121. And the spatial resolution can be improved. The data generation function 443 generates the values of the detection data of the photons "P1" to "P17" as view data for one view.

なお、図5Aに示す検出素子の構成は一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、検出素子122が、800個配列され、各検出素子122を仮想的に4等分する場合でもよい。かかる場合には、1ビュー分の投影データは、図5Aに示すように、少なくともフォトン「P1」〜「P3200」以上の検出データに基づくこととなる。なお、1ビュー分の投影データを構成する各フォトンに基づく検出データの数は、検出素子122をいくつに分割するかと、X線検出器12に含まれる検出素子121の数に基づく。例えば、検出素子122が800個配列され、各検出素子122を仮想的に4等分し、その中に検出素子121が1つ含まれる場合、1ビュー分の投影データは、「(800×4)+1(検出素子121の数)+4(第2の検出幅分移動させた回転位置の数)=3205」の検出データに基づくこととなる。 The configuration of the detection element shown in FIG. 5A is an example, and the embodiment is not limited to this. For example, 800 detection elements 122 may be arranged, and each detection element 122 may be virtually divided into four equal parts. In such a case, as shown in FIG. 5A, the projection data for one view is based on the detection data of at least photons "P1" to "P3200" or more. The number of detection data based on each photon constituting the projection data for one view is based on how many detection elements 122 are divided and the number of detection elements 121 included in the X-ray detector 12. For example, when 800 detection elements 122 are arranged, each detection element 122 is virtually divided into four equal parts, and one detection element 121 is included in the detection element 122, the projection data for one view is "(800 x 4). ) + 1 (Number of detection elements 121) + 4 (Number of rotation positions moved by the second detection width) = 3205 "is based on the detection data.

また、検出素子121の配置は任意であるが、X線検出器12のチャネル方向における中央近傍に配置されることが望ましい。上述したように、本願におけるX線CTシステム1においては、検出素子121によって収集された検出データを用いて、検出素子122の各領域に入射されたフォトンに基づく検出データを算出する。したがって、X線検出器12は、検出素子121によって収集される検出データが、より確度の高いデータとなるように、検出素子121を配置することが望ましい。そこで、例えば、どのような回転位置であっても、検出素子121に入射されるX線が被検体を透過したものとなるように、検出素子121をX線検出器12のチャネル方向における中央近傍に配置させる。 The arrangement of the detection element 121 is arbitrary, but it is desirable that the detection element 121 is arranged near the center in the channel direction of the X-ray detector 12. As described above, in the X-ray CT system 1 of the present application, the detection data based on the photons incident on each region of the detection element 122 is calculated by using the detection data collected by the detection element 121. Therefore, it is desirable that the X-ray detector 12 arranges the detection element 121 so that the detection data collected by the detection element 121 becomes more accurate data. Therefore, for example, the detection element 121 is placed near the center of the X-ray detector 12 in the channel direction so that the X-rays incident on the detection element 121 pass through the subject regardless of the rotation position. To be placed in.

ここで、検出素子121をX線検出器12のチャネル方向における中央に配置させた場合について、図5Bを用いて説明する。図5Bにおいては、説明の便宜上、X線検出器12が、4つの検出素子122と1つの検出素子121を有し、検出素子121が、4つの検出素子122の中央に配置された場合について示す。また、図5Bにおいては、検出素子122を仮想的に4つの領域に分割する場合について示す。また、図5Bにおいては、1ビューのビューデータを収集する際のデータ生成機能443の処理について示す。 Here, a case where the detection element 121 is arranged at the center of the X-ray detector 12 in the channel direction will be described with reference to FIG. 5B. FIG. 5B shows a case where the X-ray detector 12 has four detection elements 122 and one detection element 121, and the detection element 121 is arranged in the center of the four detection elements 122 for convenience of explanation. .. Further, FIG. 5B shows a case where the detection element 122 is virtually divided into four regions. Further, FIG. 5B shows the processing of the data generation function 443 when collecting the view data of one view.

例えば、データ生成機能443は、図5Bに示すように、「Sample−1」と「Sample−2」との間で差分処理を実行することで、「P1−P5」に相当する値、「P5−P9」に相当する値、「P10−P14」に相当する値、「P14−P18」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、図5Bに示すように、「Sample−2」と「Sample−3」との間で差分処理を実行することで、「P2−P6」に相当する値、「P6−P10」に相当する値、「P11−P15」に相当する値、「P15−P19」に相当する値を算出する。 For example, as shown in FIG. 5B, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-1" and "Sample-2" to obtain a value corresponding to "P1-P5", "P5". A value corresponding to "-P9", a value corresponding to "P10-P14", and a value corresponding to "P14-P18" are calculated. Further, as shown in FIG. 5B, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-2" and "Sample-3" to obtain a value corresponding to "P2-P6", "P6". A value corresponding to "-P10", a value corresponding to "P11-P15", and a value corresponding to "P15-P19" are calculated.

また、データ生成機能443は、図5Bに示すように、「Sample−3」と「Sample−4」との間で差分処理を実行することで、「P3−P7」に相当する値、「P7−P11」に相当する値、「P12−P16」に相当する値、「P16−P20」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、図5Bに示すように、「Sample−4」と「Sample−5」との間で差分処理を実行することで、「P4−P8」に相当する値、「P8−P12」に相当する値、「P13−P17」に相当する値、「P17−P21」に相当する値を算出する。 Further, as shown in FIG. 5B, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-3" and "Sample-4" to obtain a value corresponding to "P3-P7", "P7". A value corresponding to "-P11", a value corresponding to "P12-P16", and a value corresponding to "P16-P20" are calculated. Further, as shown in FIG. 5B, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-4" and "Sample-5" to obtain a value corresponding to "P4-P8", "P8". A value corresponding to "-P12", a value corresponding to "P13-P17", and a value corresponding to "P17-P21" are calculated.

そして、データ生成機能443は、差分処理の結果と、検出素子121によって収集された検出データ「P9」〜「P13」とを用いて、フォトン「P1」〜「P21」の検出データの値を取得する。このように、本願のX線CTシステム1では、検出素子121をチャネル方向の中央に1つ配置した場合でも、各フォトンに基づく検出データを算出することができる。 Then, the data generation function 443 acquires the value of the detection data of the photons "P1" to "P21" by using the result of the difference processing and the detection data "P9" to "P13" collected by the detection element 121. To do. As described above, in the X-ray CT system 1 of the present application, the detection data based on each photon can be calculated even when one detection element 121 is arranged at the center in the channel direction.

一例を挙げると、本願のX線CTシステム1は、図5Cに示すように、チャネル方向に「幅:0.5mm」の検出素子122が800個配置され、その中央に「幅:0.125mm」の検出素子121が1つ配置されたX線検出器12でも、上述した処理と同様に検出データを算出することができる。すなわち、検出素子121の両側にそれぞれ配置された400個の検出素子122がそれぞれ仮想的に4等分される。そして、制御機能441は、X線検出器12が「0.125mm」移動するごとにサンプリングを行って、5回転位置分の検出データを収集する。 As an example, in the X-ray CT system 1 of the present application, as shown in FIG. 5C, 800 detection elements 122 having a “width: 0.5 mm” are arranged in the channel direction, and “width: 0.125 mm” is arranged in the center thereof. The X-ray detector 12 in which one detection element 121 is arranged can also calculate the detection data in the same manner as the above-described processing. That is, the 400 detection elements 122 arranged on both sides of the detection element 121 are virtually divided into four equal parts. Then, the control function 441 performs sampling every time the X-ray detector 12 moves by "0.125 mm" and collects the detection data for the five rotation positions.

データ生成機能443は、5回転位置分の検出データを用いて、上述した差分処理を実行することにより、フォトン「P1」〜「P3205」の検出データの値を取得する。データ生成機能443は、フォトン「P1」〜「P3205」の検出データの値を用いて、1ビュー分のビューデータを生成する。これにより、X線CTシステム1は、空間分解能を4倍向上させることができる。 The data generation function 443 acquires the values of the detection data of the photons "P1" to "P3205" by executing the above-mentioned difference processing using the detection data for the five rotation positions. The data generation function 443 generates view data for one view using the values of the detected data of the photons "P1" to "P3205". As a result, the X-ray CT system 1 can improve the spatial resolution by 4 times.

また、本願のX線CTシステム1は、図5Dに示すように、チャネル方向に「幅:0.5mm」の検出素子122が800個配置されたX線検出器を4つのブロックに分け、各ブロックに1つの検出素子121を配置する場合でもよい。すなわち。X線検出器12は、200個の検出素子122ごとに1つの検出素子121が配置されてもよい。かかる場合には、検出素子121は、例えば、図5Dに示すように、200個の検出素子の中央に配置される。そして、制御機能441は、X線検出器12が「0.125mm」移動するごとにサンプリングを行って、5回転位置分の検出データを収集する。 Further, in the X-ray CT system 1 of the present application, as shown in FIG. 5D, an X-ray detector in which 800 detection elements 122 having a “width: 0.5 mm” are arranged in the channel direction is divided into four blocks, and each of them is divided into four blocks. One detection element 121 may be arranged in the block. That is. In the X-ray detector 12, one detection element 121 may be arranged for every 200 detection elements 122. In such a case, the detection element 121 is arranged in the center of 200 detection elements, for example, as shown in FIG. 5D. Then, the control function 441 performs sampling every time the X-ray detector 12 moves by "0.125 mm" and collects the detection data for the five rotation positions.

データ生成機能443は、ブロックごとに、5回転位置分の検出データを用いて上述した差分処理を実行する。これにより、検出データの算出処理を並列して実行することができ、計算時間を短縮することができる。なお、図5C及び図5Dは、第1の実施形態に係るX線検出器12における検出素子の構成の一例を示す図である。 The data generation function 443 executes the above-mentioned difference processing for each block using the detection data for the five rotation positions. As a result, the calculation process of the detection data can be executed in parallel, and the calculation time can be shortened. 5C and 5D are diagrams showing an example of the configuration of the detection element in the X-ray detector 12 according to the first embodiment.

上述したように、X線CTシステム1においては、制御機能441が、X線検出器12が第2の検出幅(X線が入射される幅が狭い検出素子の検出幅)分移動するごとに、サンプリングを行う。そして、データ生成機能443が「N(検出素子122の分割数)+1」回転位置分の検出データを用いた差分処理を実行することにより、1ビュー分のビューデータを生成する。 As described above, in the X-ray CT system 1, the control function 441 moves every time the X-ray detector 12 moves by the second detection width (the detection width of the detection element having a narrow width in which X-rays are incident). , Perform sampling. Then, the data generation function 443 generates view data for one view by executing the difference processing using the detection data for the "N (number of divisions of the detection element 122) + 1" rotation position.

制御機能441及びデータ生成機能443は、上述した処理をスキャン中に継続して行い、再構成に必要なビュー数分のビューデータを生成する。例えば、制御機能441は、X線検出器12が回転中、第2の検出幅分移動するごとのサンプリングを継続して行う。データ生成機能443は、1ビュー分のビューデータの生成に用いられた回転位置の次の回転位置で収集された検出データを次のビューデータの生成に用いる。例えば、検出素子122が4等分にされ、5回転位置の検出データを用いて1ビュー分のビューデータを生成する場合、データ生成機能443は、1〜5番目の回転位置の検出データを用いて1つのビューデータを生成し、6〜10番目の回転位置の検出データを用いて次のビューデータを生成する。データ生成機能443は、X線検出器12が被検体の周囲を回転する間、継続してビューデータを生成する。 The control function 441 and the data generation function 443 continuously perform the above-described processing during scanning, and generate view data for the number of views required for reconstruction. For example, the control function 441 continuously performs sampling every time the X-ray detector 12 moves by the second detection width while the X-ray detector 12 is rotating. The data generation function 443 uses the detection data collected at the rotation position next to the rotation position used for generating the view data for one view to generate the next view data. For example, when the detection element 122 is divided into four equal parts and the view data for one view is generated using the detection data at the five rotation positions, the data generation function 443 uses the detection data at the first to fifth rotation positions. One view data is generated, and the next view data is generated using the detection data of the 6th to 10th rotation positions. The data generation function 443 continuously generates view data while the X-ray detector 12 rotates around the subject.

なお、ビューデータの生成は、再構成に必要なビュー数のビューデータが収集できればよいため、上述した例に限られず、任意の位置で実行されてもよい。一例を挙げると、1〜5番目の回転位置の検出データを用いて1つのビューデータが生成され、11〜15番目の回転位置の検出データを用いて次のビューデータが生成される場合でもよい。 Note that the generation of view data is not limited to the above example, and may be executed at any position as long as the number of views required for reconstruction can be collected. As an example, one view data may be generated using the detection data of the 1st to 5th rotation positions, and the next view data may be generated using the detection data of the 11th to 15th rotation positions. ..

再構成機能444は、データ生成機能443によって生成されたビューデータを用いて、画像データを再構成する。具体的には、再構成機能444は、データ生成機能443によって生成されたビューデータが前処理機能442によって前処理されて生成された投影データを用いて画像データを再構成する。例えば、再構成機能444は、フォトン「P1」〜「P3205」の検出データに基づく1ビュー分のビューデータから生成された投影データを複数ビュー分取得し、取得した複数ビュー分の投影データを用いて、画像データを再構成する。 The reconstruction function 444 reconstructs the image data by using the view data generated by the data generation function 443. Specifically, the reconstruction function 444 reconstructs the image data using the projection data generated by preprocessing the view data generated by the data generation function 443 by the preprocessing function 442. For example, the reconstruction function 444 acquires projection data for one view based on the detection data of the photons "P1" to "P3205" for a plurality of views, and uses the acquired projection data for the plurality of views. And reconstruct the image data.

次に、X線CTシステム1による処理の手順の一例を、図6を用いて説明する。図6は、第1の実施形態に係るX線CTシステム1の処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここで、ステップS101は、処理回路44が制御機能441に対応するプログラムを読み出して実行することで実現されるステップである。ステップS102、ステップS103は、処理回路44がデータ生成機能443に対応するプログラムを読み出して実行することで実現されるステップである。ステップS104、ステップS105は、処理回路44が再構成機能444に対応するプログラムを読み出して実行することで実現されるステップである。 Next, an example of the processing procedure by the X-ray CT system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing flow of the X-ray CT system 1 according to the first embodiment. Here, step S101 is a step realized by the processing circuit 44 reading and executing the program corresponding to the control function 441. Steps S102 and S103 are steps realized by the processing circuit 44 reading and executing a program corresponding to the data generation function 443. Step S104 and step S105 are steps realized by the processing circuit 44 reading and executing the program corresponding to the reconstruction function 444.

まず、処理回路44は、X線検出器12が第2の検出幅分移動するごとにデータを収集する(ステップS101)。例えば、処理回路44は、X線検出器12が「0.125mm」移動するごとにサンプリングを行う。そして、処理回路44は、N+1回転位置分のデータを収集したか否かを判定する(ステップS102)。すなわち、処理回路44は、「検出素子122の分割数+1」回転位置分のデータを収集したか否かを判定する。 First, the processing circuit 44 collects data every time the X-ray detector 12 moves by the second detection width (step S101). For example, the processing circuit 44 performs sampling every time the X-ray detector 12 moves by "0.125 mm". Then, the processing circuit 44 determines whether or not the data for the N + 1 rotation position has been collected (step S102). That is, the processing circuit 44 determines whether or not data for the “number of divisions of the detection element 122 + 1” rotation position has been collected.

ここで、N+1回転位置分のデータを収集していない場合(ステップS102、否定)、処理回路44は、ステップS101に戻ってデータの収集を継続する。一方、N+1回転位置分のデータを収集している場合(ステップS102、肯定)、処理回路44は、収集したデータに対して差分処理を実行して、ビューデータを生成し、メモリ41に保存する(ステップS103)。 Here, when the data for the N + 1 rotation position is not collected (step S102, negation), the processing circuit 44 returns to step S101 and continues the data collection. On the other hand, when the data for the N + 1 rotation position is collected (step S102, affirmative), the processing circuit 44 executes the difference processing on the collected data to generate the view data and save it in the memory 41. (Step S103).

その後、処理回路44は、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集したか否かを判定する(ステップS104)。ここで、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集していない場合(ステップS104、否定)、処理回路44は、ステップS101に戻ってデータの収集を継続する。一方、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集している場合(ステップS104、肯定)、処理回路44は、収集したビューデータを用いて再構成を実行して、画像データを生成する(ステップS105)。 After that, the processing circuit 44 determines whether or not the view data of the number of views required for the reconstruction has been collected (step S104). Here, when the view data of the number of views required for the reconstruction is not collected (step S104, negation), the processing circuit 44 returns to step S101 and continues the data collection. On the other hand, when the view data of the number of views required for the reconstruction is collected (step S104, affirmative), the processing circuit 44 executes the reconstruction using the collected view data to generate image data (step S104, affirmative). Step S105).

上述したように、第1の実施形態によれば、X線管装置11は、被検体の周囲を回転するとともに、X線を照射する。X線検出器12は、チャネル方向に沿って設けられた、チャネル方向に第1の検出幅を有する検出素子122と、チャネル方向に第1の検出幅より小さい第2の検出幅を有する検出素子121と、を含む検出素子群を有し、被検体の周囲を回転する。データ生成機能443は、X線検出器12が第1の回転位置にあるときに、検出素子群により収集された第1のデータ群と、X線検出器12が、第1の回転位置とは異なる第2の回転位置にあるときに、検出素子群により収集された第2のデータ群と、に基づいて、単一のビューに対応するビューデータを生成する。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、検出素子121において収集された検出データを用いて、検出素子122において収集された検出データの第2の検出幅に対応する検出データを算出することで、空間分解能を向上させることを可能にする。 As described above, according to the first embodiment, the X-ray tube device 11 rotates around the subject and irradiates X-rays. The X-ray detector 12 includes a detection element 122 provided along the channel direction and having a first detection width in the channel direction and a detection element 122 having a second detection width smaller than the first detection width in the channel direction. It has a detection element group including 121 and, and rotates around the subject. In the data generation function 443, when the X-ray detector 12 is in the first rotation position, the first data group collected by the detection element group and the X-ray detector 12 are in the first rotation position. View data corresponding to a single view is generated based on the second data group collected by the detection element group when they are in different second rotation positions. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment uses the detection data collected by the detection element 121 to generate detection data corresponding to the second detection width of the detection data collected by the detection element 122. By calculating, it is possible to improve the spatial resolution.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、第2の検出幅は、検出素子122の検出幅をN(Nは2以上の整数)等分した大きさに対応する。データ生成機能443は、収集されたときのX線検出器12の回転位置が異なる複数のデータ群を含むN+1のデータ群に基づいて、ビューデータを生成する。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、検出素子122において収集された検出データから、分割した分の検出データを算出することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the second detection width corresponds to the size obtained by equally dividing the detection width of the detection element 122 into N (N is an integer of 2 or more). The data generation function 443 generates view data based on the N + 1 data group including a plurality of data groups having different rotation positions of the X-ray detector 12 when collected. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to calculate the divided detection data from the detection data collected by the detection element 122.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、データ生成機能443は、第1のパスを含み、第2の検出幅に対応する間隔で並んだ複数のパスに沿ったX線を検出素子122で検出することで収集されたデータ、および複数のパスのいずれとも異なる第2のパスに沿ったX線を検出素子121で検出することで収集されたデータに基づいて、第1のパスに沿ったX線に対応し、ビューデータの一部を成すデータを生成する。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、検出素子121をX線検出器12の任意の位置に配置することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the data generation function 443 includes the first path and emits X-rays along a plurality of paths arranged at intervals corresponding to the second detection width. Based on the data collected by detecting with the detection element 122 and the data collected by detecting X-rays along the second path different from any of the plurality of paths with the detecting element 121, the first It corresponds to X-rays along the path and generates data that forms part of the view data. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to arrange the detection element 121 at an arbitrary position of the X-ray detector 12.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、ビューデータの生成に用いるデータ群の収集において、第2のパスは、第1のパスを含む複数のパスのいずれとも完全に一致しない。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、パスが完全に一致しない場合でも、実現することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, in the collection of the data group used for generating the view data, the second path does not completely match any of the plurality of paths including the first path. .. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to realize even if the paths do not completely match.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、データ生成機能443は、第1の回転位置において収集したビューデータの一部を成すデータと、第2の回転位置において収集したビューデータの一部を成すデータとの差分処理に基づいて第1の検出素子により収集されたデータにおける第2の検出幅ごとのデータを算出し、第2の検出素子により収集されたデータ及び第2の検出幅ごとのデータに基づくビューデータを生成する。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、検出素子122において収集された検出データの第2の検出幅に対応する検出データの算出を可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the data generation function 443 includes data forming a part of the view data collected at the first rotation position and the view data collected at the second rotation position. The data for each second detection width in the data collected by the first detection element is calculated based on the difference processing with the data forming a part of the above, and the data collected by the second detection element and the second Generate view data based on the data for each detection width. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to calculate the detection data corresponding to the second detection width of the detection data collected by the detection element 122.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、検出素子121は、X線検出器12のチャネル方向における中央近傍に配置される。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、より確度の高いデータを収集することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the detection element 121 is arranged near the center of the X-ray detector 12 in the channel direction. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to collect more accurate data.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、検出素子121は、複数の検出素子122ごとに配置される。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、計算時間を短縮することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the detection element 121 is arranged for each of the plurality of detection elements 122. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to shorten the calculation time.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、検出素子121は、第2の検出幅の寸法で形成される、又は、検出素子121がX線検出器の端部にある場合においては、X線の入射面の幅が第2の検出幅となるように、検出素子122の一部がX線不透過部材によって覆われることで形成される。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、小さい寸法の検出素子を製造する場合だけでなく、既存の検出素子にマスクを施した場合でも実現することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the detection element 121 is formed in the dimension of the second detection width, or when the detection element 121 is located at the end of the X-ray detector. Is formed by covering a part of the detection element 122 with an X-ray opaque member so that the width of the incident surface of X-rays becomes the second detection width. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment can be realized not only when a detection element having a small size is manufactured but also when an existing detection element is masked.

また、上述したように、第1の実施形態によれば、再構成機能444は、X線管装置11及びX線検出器12が被検体の周囲を回転中に、データ生成機能443によって生成された複数のビューデータに基づいて、画像データを再構成する。従って、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、通常用いている再構成から手法を変えることなく、空間分解能が向上された画像データを再構成することを可能にする。 Further, as described above, according to the first embodiment, the reconstruction function 444 is generated by the data generation function 443 while the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 are rotating around the subject. Image data is reconstructed based on a plurality of view data. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment makes it possible to reconstruct image data with improved spatial resolution without changing the method from the reconstruction normally used.

上述したように、第1の実施形態に係るX線CTシステム1においては、検出素子や後段のADCなどの検出器エレメントを解像度分増やすことなく、空間分解能を大幅に向上させることができる。また、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、第2の検出幅分移動するごとにサンプリングを行っており、通常のサンプリングよりも細かいため、画像データにおけるボケが少なく、焦点が合ったものとなる。例えば、通常のサンプリングでは、各検出素子において、回転中に回転速度と検出素子幅によって決まるある一定時間の間収集されたフォトンが積分される。そのため、通常の画像データでは、像の焦点がずれたものとなる。一方、第1の実施形態に係るX線CTシステム1は、より細かいサンプリングを行っているため、画像データにおける像の焦点のずれを少なくすることができる。 As described above, in the X-ray CT system 1 according to the first embodiment, the spatial resolution can be significantly improved without increasing the detector elements such as the detection element and the subsequent ADC by the resolution. Further, the X-ray CT system 1 according to the first embodiment performs sampling every time it moves by the second detection width, which is finer than normal sampling, so that there is less blurring in the image data and the image is in focus. It becomes a thing. For example, in normal sampling, in each detection element, photons collected for a certain period of time determined by the rotation speed and the width of the detection element during rotation are integrated. Therefore, in normal image data, the image is out of focus. On the other hand, since the X-ray CT system 1 according to the first embodiment performs finer sampling, it is possible to reduce the deviation of the focus of the image in the image data.

なお、第1の実施形態に係るX線CTシステム1では、細かくサンプリングしているため、差分処理後の検出データのS/N(signal-to-noise ratio)が低下することとなる。すなわち、検出素子122の分割数が増えるほど、S/Nが低下する。そのため、検出素子122の分割数は、S/Nの低下の度合いに応じて決定されてもよい。 In the X-ray CT system 1 according to the first embodiment, since fine sampling is performed, the S / N (signal-to-noise ratio) of the detected data after the difference processing is lowered. That is, as the number of divisions of the detection element 122 increases, the S / N decreases. Therefore, the number of divisions of the detection element 122 may be determined according to the degree of decrease in S / N.

(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、X線検出器12(及びX線管装置11)の移動前後でパスがほぼ同じX線が、第2の検出幅分ずれた位置にそれぞれ入射される場合について説明した。しかしながら、X線検出器12(及びX線管装置11)が移動した場合、わずかな移動であってもX線の照射方向は変化する。そこで、第2の実施形態では、X線検出器12の移動前後でパスが同一となるように制御する場合について説明する。なお、以下、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, when X-rays having substantially the same path before and after the movement of the X-ray detector 12 (and the X-ray tube device 11) are incident on positions shifted by the second detection width. explained. However, when the X-ray detector 12 (and the X-ray tube device 11) moves, the X-ray irradiation direction changes even if the movement is slight. Therefore, in the second embodiment, a case where the path is controlled to be the same before and after the movement of the X-ray detector 12 will be described. Hereinafter, the same configurations as those in the first embodiment may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted.

第2の実施形態に係るX線管装置11は、検出素子群がN+1のデータ群を収集する間、当該X線の焦点がX線管装置11とともに回転しないように、X線検出器12と当該X線の焦点の相対位置を変化させる。例えば、X線検出器12が第2の検出幅分移動するごとに、X線管装置11における偏向部が、陰極から照射される熱電子を偏向させることで、X線の焦点がX線管装置11とともに回転しないように制御する。 The X-ray tube device 11 according to the second embodiment includes the X-ray detector 12 so that the focus of the X-ray does not rotate together with the X-ray tube device 11 while the detection element group collects the data group of N + 1. The relative position of the focal point of the X-ray is changed. For example, every time the X-ray detector 12 moves by the second detection width, the deflection unit in the X-ray tube device 11 deflects thermions emitted from the cathode, so that the focus of the X-ray tube is the X-ray tube. It is controlled so as not to rotate together with the device 11.

図7は、第2の実施形態に係るX線管装置11による制御の一例を説明するための図である。ここで、図7においては、5回転位置分のデータによって1ビュー分のビューデータが生成される場合の制御について示す。また、図7においては、X線管装置11における陽極(ターゲット)と、X線検出器12が回転する図を示す。また、図7においては、検出素子121(図中の最小検出器)がX線検出器12の中心に1つ配置されている場合について示す。 FIG. 7 is a diagram for explaining an example of control by the X-ray tube device 11 according to the second embodiment. Here, in FIG. 7, the control when the view data for one view is generated from the data for the five rotation positions is shown. Further, FIG. 7 shows a diagram in which the anode (target) in the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 rotate. Further, FIG. 7 shows a case where one detection element 121 (minimum detector in the figure) is arranged at the center of the X-ray detector 12.

例えば、偏向部は、図7における焦点の位置51〜55に示すように、X線管装置11及びX線検出器12が回転して5回転位置分のデータを収集する際に、X線の焦点の位置を変化させることで、X線が照射される向きを一定に制御する。例えば、偏向部は、最初の回転位置において、焦点が位置51となるように熱電子線を偏向させる。そして、偏向部は、回転に伴って、焦点が位置52から順に、位置53、位置54、位置55となるように、陰極から照射される熱電子線を偏向させる。これにより、X線管装置11は、X線管装置11の位置に関係なく、被検体に対して一定の方向からX線を照射させることができる。したがって、X線CTシステム1は、X線検出器12が移動している間、上述した制御を実行することで、同一パスのX線を異なる検出素子で検出することができる。 For example, as shown in the focal positions 51 to 55 in FIG. 7, the deflection unit is used for X-rays when the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 rotate to collect data for the five rotation positions. By changing the position of the focal point, the direction in which X-rays are irradiated is controlled to be constant. For example, the deflector deflects the thermionic beam so that the focal point is at position 51 at the first rotation position. Then, the deflecting portion deflects the thermionic beam emitted from the cathode so that the focal point becomes the position 53, the position 54, and the position 55 in order from the position 52 as the rotation occurs. As a result, the X-ray tube device 11 can irradiate the subject with X-rays from a certain direction regardless of the position of the X-ray tube device 11. Therefore, the X-ray CT system 1 can detect X-rays in the same path with different detection elements by executing the above-mentioned control while the X-ray detector 12 is moving.

そして、5回転位置分のデータを収集すると、偏向部は、X線管装置11の現在の位置において、焦点が位置56となるように制御する。すなわち、偏向部は、次のビューデータの収集において、陽極上の焦点の位置が位置51と同じ位置に戻るように制御する。 Then, when the data for the five rotation positions are collected, the deflection unit controls the focus to be the position 56 at the current position of the X-ray tube device 11. That is, the deflection unit controls the position of the focal point on the anode to return to the same position as the position 51 in the next collection of view data.

ここで、偏向部による焦点の位置の制御について一例を説明する。例えば、1ビューを「50°」の拡がり角を有するファンビームに対して800個の検出素子で検出したものとし、「1回転:0.3s」(回転速度:2π/0.3[rad/s]=21[rad/s])とする。そして、回転中心から焦点中心までの距離が「50cm」、検出素子121の寸法が「0.5/4=0.125mm」、「0.125mm」の移動時間が「12μs」の場合、焦点中心が移動する長さは、以下の式(1)として算出することができる。 Here, an example of controlling the position of the focal point by the deflection unit will be described. For example, it is assumed that one view is detected by 800 detection elements for a fan beam having a spread angle of "50 °", and "1 rotation: 0.3s" (rotation speed: 2π / 0.3 [rad /). s] = 21 [rad / s]). When the distance from the rotation center to the focal center is "50 cm", the dimensions of the detection element 121 are "0.5 / 4 = 0.125 mm", and the movement time of "0.125 mm" is "12 μs", the focal center The moving length of is can be calculated by the following equation (1).

Figure 2020199086
Figure 2020199086

したがって、陽極におけるターゲット面の平均角度を「45°」とすると、ターゲット面上での焦点中心の移動距離は、以下の式(2)となる。 Therefore, assuming that the average angle of the target surface at the anode is "45 °", the moving distance of the focal center on the target surface is given by the following equation (2).

Figure 2020199086
Figure 2020199086

このように、ターゲット面上での焦点中心の移動距離は、「0.73mm」であり、この移動距離は、現在のX線管装置の一般的な仕様である焦点移動距離の範囲内にある。したがって、焦点のシフトによるパスの固定は、実現可能である。 As described above, the moving distance of the focal center on the target surface is "0.73 mm", and this moving distance is within the range of the focal moving distance which is a general specification of the current X-ray tube apparatus. .. Therefore, fixing the path by shifting the focus is feasible.

第2の実施形態に係るX線CTシステム1は、上述した焦点の制御と、第1の実施形態にて説明したビューデータの収集を並行して行う。例えば、図8に示すように、偏向部は、X線管装置11及びX線検出器12が回転して5回転位置分のデータを収集する際に、焦点を位置51〜55に順次移動させる。その間に照射されたX線の領域R1が、同一のパスとみなすことができる。データ生成機能443は、X線検出器12によって検出された領域R1の検出データ(各回転位置で収集された検出データ)を用いて、差分処理を実行し、1ビュー分のビューデータを生成する。 The X-ray CT system 1 according to the second embodiment performs the above-mentioned focus control and the collection of the view data described in the first embodiment in parallel. For example, as shown in FIG. 8, the deflection unit sequentially moves the focal point to positions 51 to 55 when the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 rotate to collect data for five rotation positions. .. The X-ray region R1 irradiated during that period can be regarded as the same path. The data generation function 443 executes a difference process using the detection data (detection data collected at each rotation position) of the region R1 detected by the X-ray detector 12, and generates view data for one view. ..

回転位置が6番目の回転位置になると、偏向部は、焦点を位置56に移動させる。そして、偏向部は、上述した制御と同様に、回転に伴い焦点を順次移動させる。データ生成機能443は、X線検出器12によって検出された領域R2の検出データ(6番目から10番目の回転位置で収集された検出データ)を用いて、差分処理を実行し、1ビュー分のビューデータを生成する。 When the rotation position reaches the sixth rotation position, the deflection unit moves the focus to the position 56. Then, the deflection unit sequentially moves the focal point with rotation, as in the control described above. The data generation function 443 executes the difference processing using the detection data of the region R2 (detection data collected at the 6th to 10th rotation positions) detected by the X-ray detector 12, and is for one view. Generate view data.

X線管装置11とデータ生成機能443は、上述した制御を繰り返し、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集する。なお、5回転位置ずつビューデータを生成することで、最大ビュー数のビューデータを生成することができるが、上述したように、再構成に必要なビュー数を得ることができれば、任意のタイミングでビューデータを生成する場合でもよい。なお、図8は、第2の実施形態に係るビューデータ収集の制御を説明するための図である。 The X-ray tube device 11 and the data generation function 443 repeat the above-mentioned control and collect the view data of the number of views required for the reconstruction. The maximum number of views can be generated by generating the view data for each of the five rotation positions. However, as described above, if the number of views required for reconstruction can be obtained, the view data can be generated at any timing. It may be the case of generating view data. Note that FIG. 8 is a diagram for explaining the control of view data collection according to the second embodiment.

次に、第2の実施形態に係るX線CTシステム1による処理の手順の一例を、図9を用いて説明する。図9は、第2の実施形態に係るX線CTシステム1の処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここで、ステップS201は、処理回路44が制御機能441に対応するプログラムを読み出して実行することで実現されるステップである。ステップS202、ステップS203は、処理回路44がデータ生成機能443に対応するプログラムを読み出して実行することで実現されるステップである。ステップS204、ステップS205は、処理回路44が再構成機能444に対応するプログラムを読み出して実行することで実現されるステップである。 Next, an example of the processing procedure by the X-ray CT system 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing flow of the X-ray CT system 1 according to the second embodiment. Here, step S201 is a step realized by the processing circuit 44 reading and executing the program corresponding to the control function 441. Steps S202 and S203 are steps realized by the processing circuit 44 reading and executing a program corresponding to the data generation function 443. Steps S204 and S205 are steps realized by the processing circuit 44 reading and executing the program corresponding to the reconstruction function 444.

まず、処理回路44は、X線検出器12が第2の検出幅分移動するごとに、X線の焦点の位置を移動させながらデータを収集する(ステップS201)。そして、処理回路44は、N+1回転位置分のデータを収集したか否かを判定する(ステップS202)。 First, the processing circuit 44 collects data while moving the position of the focal point of the X-ray every time the X-ray detector 12 moves by the second detection width (step S201). Then, the processing circuit 44 determines whether or not the data for the N + 1 rotation position has been collected (step S202).

ここで、N+1回転位置分のデータを収集していない場合(ステップS202、否定)、処理回路44は、ステップS201に戻ってデータの収集を継続する。一方、N+1回転位置分のデータを収集している場合(ステップS202、肯定)、処理回路44は、収集したデータに対して差分処理を実行して、ビューデータを生成し、メモリ41に保存する(ステップS203)。 Here, when the data for the N + 1 rotation position is not collected (step S202, negation), the processing circuit 44 returns to step S201 and continues the data collection. On the other hand, when the data for the N + 1 rotation position is collected (step S202, affirmative), the processing circuit 44 executes the difference processing on the collected data to generate the view data and save it in the memory 41. (Step S203).

その後、処理回路44は、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集したか否かを判定する(ステップS204)。ここで、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集していない場合(ステップS204、否定)、処理回路44は、ステップS201に戻ってデータの収集を継続する。一方、再構成に必要なビュー数のビューデータを収集している場合(ステップS204、肯定)、処理回路44は、収集したビューデータを用いて再構成を実行して、画像データを生成する(ステップS205)。 After that, the processing circuit 44 determines whether or not the view data of the number of views required for the reconstruction has been collected (step S204). Here, when the view data of the number of views required for the reconstruction is not collected (step S204, negation), the processing circuit 44 returns to step S201 and continues the data collection. On the other hand, when the view data of the number of views required for the reconstruction is collected (step S204, affirmative), the processing circuit 44 executes the reconstruction using the collected view data to generate image data (step S204, affirmative). Step S205).

上述したように、第2の実施形態によれば、X線管装置11は、検出素子群がN+1のデータ群を収集する間、当該X線の焦点がX線管装置11とともに回転しないように、X線検出器12と当該X線の焦点の相対位置を変化させる。従って、第2の実施形態に係るX線CTシステム1は、X線のパスを固定して収集した検出データを用いてビューデータを生成することができ、空間分解能を向上させた画像データの取得にかかる精度を向上させることを可能にする。 As described above, according to the second embodiment, the X-ray tube device 11 prevents the focus of the X-ray from rotating with the X-ray tube device 11 while the detection element group collects the data group of N + 1. , The relative position of the X-ray detector 12 and the focal point of the X-ray is changed. Therefore, the X-ray CT system 1 according to the second embodiment can generate view data using the detection data collected by fixing the X-ray path, and acquires image data with improved spatial resolution. It is possible to improve the accuracy of the system.

(その他の実施形態)
これまで第1及び第2の実施形態について説明したが、上述した第1及び第2の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Other embodiments)
Although the first and second embodiments have been described so far, various different embodiments may be implemented in addition to the above-mentioned first and second embodiments.

上述した実施形態では、X線検出器12が1列の検出素子を有する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、X線検出器12が多列の場合でもよい。図10は、その他の実施形態に係るX線検出器12の一例を示す図である。本願を多列のX線検出器12に適用する場合、X線検出器12は、例えば、図10に示すように、各列におけるチャネル方向の中央に検出素子121が配置される。そして、データ生成機能443は、各列について、上述したようにビューデータを生成する。 In the above-described embodiment, the case where the X-ray detector 12 has a row of detection elements has been described as an example. However, the embodiment is not limited to this, and the X-ray detector 12 may be in multiple rows. FIG. 10 is a diagram showing an example of the X-ray detector 12 according to another embodiment. When the present application is applied to a multi-row X-ray detector 12, the X-ray detector 12 has a detection element 121 arranged at the center of each row in the channel direction, for example, as shown in FIG. Then, the data generation function 443 generates view data for each column as described above.

なお、多列のX線検出器12における検出素子121の配置は、図示されたものに限られず、数や位置は任意に変更することができる。また、チャネル方向における検出素子121の位置を列ごとに変化させる場合でもよい。 The arrangement of the detection elements 121 in the multi-row X-ray detector 12 is not limited to the one shown in the drawing, and the number and position can be arbitrarily changed. Further, the position of the detection element 121 in the channel direction may be changed for each row.

また、上述した実施形態では、検出素子122が同一のサイズである場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、異なるサイズを用いる場合でもよい。図11は、その他の実施形態に係るデータ生成機能443による処理の一例を説明するための図である。図11においては、説明の便宜上、X線検出器12が、3つの検出素子122と1つの検出素子121を有し、検出素子122の1つが他の検出素子122のサイズの3/4である場合について示す。また、図11においては、検出素子121が端に配置された場合について示す。また、図11においては、サイズの大きい検出素子122を仮想的に4つの領域に分割し、サイズの小さい検出素子122を仮想的に3つの領域に分割する場合について示す。また、図11においては、1ビューのビューデータを収集する際のデータ生成機能443の処理について示す。 Further, in the above-described embodiment, the case where the detection elements 122 have the same size has been described. However, the embodiment is not limited to this, and different sizes may be used. FIG. 11 is a diagram for explaining an example of processing by the data generation function 443 according to another embodiment. In FIG. 11, for convenience of explanation, the X-ray detector 12 has three detection elements 122 and one detection element 121, and one of the detection elements 122 is 3/4 of the size of the other detection element 122. The case is shown. Further, FIG. 11 shows a case where the detection element 121 is arranged at the end. Further, FIG. 11 shows a case where the detection element 122 having a large size is virtually divided into four regions and the detection element 122 having a small size is virtually divided into three regions. Further, FIG. 11 shows the processing of the data generation function 443 when collecting the view data of one view.

例えば、その他の実施形態に係るデータ生成機能443は、図11に示すように、「Sample−1」と「Sample−2」との間で差分処理を実行することで、「P2−P5」に相当する値、「P5−P9」に相当する値、「P9−P13」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、図11に示すように、「Sample−2」と「Sample−3」との間で差分処理を実行することで、「P3−P6」に相当する値、「P6−P10」に相当する値、「P10−P14」に相当する値を算出する。 For example, as shown in FIG. 11, the data generation function 443 according to another embodiment can be changed to “P2-P5” by executing a difference process between “Sample-1” and “Sample-2”. The corresponding value, the value corresponding to "P5-P9", and the value corresponding to "P9-P13" are calculated. Further, as shown in FIG. 11, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-2" and "Sample-3" to obtain a value corresponding to "P3-P6", "P6". A value corresponding to "-P10" and a value corresponding to "P10-P14" are calculated.

また、データ生成機能443は、図11に示すように、「Sample−3」と「Sample−4」との間で差分処理を実行することで、「P4−P7」に相当する値、「P7−P11」に相当する値、「P11−P15」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、図11に示すように、「Sample−4」と「Sample−5」との間で差分処理を実行することで、「P5−P8」に相当する値、「P8−P12」に相当する値、「P12−P16」に相当する値を算出する。 Further, as shown in FIG. 11, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-3" and "Sample-4" to obtain a value corresponding to "P4-P7", "P7". A value corresponding to "-P11" and a value corresponding to "P11-P15" are calculated. Further, as shown in FIG. 11, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-4" and "Sample-5" to obtain a value corresponding to "P5-P8", "P8". A value corresponding to "-P12" and a value corresponding to "P12-P16" are calculated.

そして、データ生成機能443は、差分処理の結果と、検出素子121によって収集された検出データ「P1」〜「P5」とを用いて、フォトン「P1」〜「P16」の検出データの値を取得する。このように、本願のX線CTシステム1では、検出素子122のサイズを変更した場合でも、各フォトンに基づく検出データを算出することができる。また、図11に示すX線検出器12では、フォトン「P5」に基づく検出データの値を2回取得することができる。そこで、例えば、X線CTシステム1は、2回取得した検出データの一方を検証用に用いたり、2つのデータの平均をとるようにしたりすることもできる。 Then, the data generation function 443 acquires the value of the detection data of the photons "P1" to "P16" by using the result of the difference processing and the detection data "P1" to "P5" collected by the detection element 121. To do. As described above, in the X-ray CT system 1 of the present application, the detection data based on each photon can be calculated even when the size of the detection element 122 is changed. Further, the X-ray detector 12 shown in FIG. 11 can acquire the value of the detection data based on the photon "P5" twice. Therefore, for example, the X-ray CT system 1 can use one of the detected data acquired twice for verification, or can take the average of the two data.

また、上述した図11の例では、検出素子121を端に配置する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、検出素子121がチャネル方向の内側に配置される場合でもよい。図12は、その他の実施形態に係るデータ生成機能443による処理の一例を説明するための図である。図12においては、説明の便宜上、X線検出器12が、3つの検出素子122と1つの検出素子121を有し、検出素子122の1つが他の検出素子122のサイズの3/4である場合について示す。また、図12においては、検出素子121がチャネル方向の内側に配置された場合について示す。また、図12においては、サイズの大きい検出素子122を仮想的に4つの領域に分割し、サイズの小さい検出素子122を仮想的に3つの領域に分割する場合について示す。また、図12においては、1ビューのビューデータを収集する際のデータ生成機能443の処理について示す。 Further, in the above-described example of FIG. 11, a case where the detection element 121 is arranged at the end has been described. However, the embodiment is not limited to this, and for example, the detection element 121 may be arranged inside in the channel direction. FIG. 12 is a diagram for explaining an example of processing by the data generation function 443 according to another embodiment. In FIG. 12, for convenience of explanation, the X-ray detector 12 has three detection elements 122 and one detection element 121, and one of the detection elements 122 is 3/4 of the size of the other detection element 122. The case is shown. Further, FIG. 12 shows a case where the detection element 121 is arranged inside in the channel direction. Further, FIG. 12 shows a case where the detection element 122 having a large size is virtually divided into four regions and the detection element 122 having a small size is virtually divided into three regions. Further, FIG. 12 shows the processing of the data generation function 443 when collecting the view data of one view.

例えば、その他の実施形態に係るデータ生成機能443は、図12に示すように、「Sample−1」と「Sample−2」との間で差分処理を実行することで、「P1−P5」に相当する値、「P5−P9」に相当する値、「P10−P13」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、図12に示すように、「Sample−2」と「Sample−3」との間で差分処理を実行することで、「P2−P6」に相当する値、「P6−P10」に相当する値、「P11−P14」に相当する値を算出する。 For example, as shown in FIG. 12, the data generation function 443 according to another embodiment can be changed to “P1-P5” by executing a difference process between “Sample-1” and “Sample-2”. The corresponding value, the value corresponding to "P5-P9", and the value corresponding to "P10-P13" are calculated. Further, as shown in FIG. 12, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-2" and "Sample-3" to obtain a value corresponding to "P2-P6", "P6". A value corresponding to "-P10" and a value corresponding to "P11-P14" are calculated.

また、データ生成機能443は、図12に示すように、「Sample−3」と「Sample−4」との間で差分処理を実行することで、「P3−P7」に相当する値、「P7−P11」に相当する値、「P12−P15」に相当する値を算出する。また、データ生成機能443は、図12に示すように、「Sample−4」と「Sample−5」との間で差分処理を実行することで、「P4−P8」に相当する値、「P8−P12」に相当する値、「P13−P16」に相当する値を算出する。 Further, as shown in FIG. 12, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-3" and "Sample-4" to obtain a value corresponding to "P3-P7", "P7". A value corresponding to "-P11" and a value corresponding to "P12-P15" are calculated. Further, as shown in FIG. 12, the data generation function 443 executes a difference process between "Sample-4" and "Sample-5" to obtain a value corresponding to "P4-P8", "P8". A value corresponding to "-P12" and a value corresponding to "P13-P16" are calculated.

そして、データ生成機能443は、差分処理の結果と、検出素子121によって収集された検出データ「P9」〜「P13」とを用いて、フォトン「P1」〜「P16」の検出データの値を取得する。このように、本願のX線CTシステム1では、検出素子122のサイズを変更し、検出素子121を内側に配置した場合でも、各フォトンに基づく検出データを算出することができる。また、図12に示すX線検出器12では、フォトン「P13」に基づく検出データの値を2回取得することができる。そこで、例えば、X線CTシステム1は、2回取得した検出データの一方を検証用に用いたり、2つのデータの平均をとるようにしたりすることもできる。 Then, the data generation function 443 acquires the value of the detection data of the photons "P1" to "P16" by using the result of the difference processing and the detection data "P9" to "P13" collected by the detection element 121. To do. As described above, in the X-ray CT system 1 of the present application, the detection data based on each photon can be calculated even when the size of the detection element 122 is changed and the detection element 121 is arranged inside. Further, the X-ray detector 12 shown in FIG. 12 can acquire the value of the detection data based on the photon “P13” twice. Therefore, for example, the X-ray CT system 1 can use one of the detected data acquired twice for verification, or can take the average of the two data.

また、上述した第2の実施形態では、X線の焦点の位置を変化させることで、パスを固定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、X線管装置11を機械的に移動させることで、パスを固定する場合でもよい。図13は、その他の実施形態に係るX線管装置11の移動の一例を説明するための図である。 Further, in the second embodiment described above, a case where the path is fixed by changing the position of the focal point of the X-ray has been described. However, the embodiment is not limited to this, and for example, the path may be fixed by mechanically moving the X-ray tube device 11. FIG. 13 is a diagram for explaining an example of movement of the X-ray tube device 11 according to another embodiment.

図13の左図に示すように、回転フレーム13の回転に伴って、X線管装置11とX線検出器12とが矢印61の方向に回転する。この場合に、X線管装置11は、図13の右図に示すように、回転方向とは逆の矢印62の方向に移動することで、X線の焦点の位置を元の位置に戻し、パスを固定する。これにより、X線検出器12のみが回転したこととなり、同一パスのX線を異なる検出素子で検出することができる。 As shown in the left figure of FIG. 13, the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 rotate in the direction of the arrow 61 as the rotating frame 13 rotates. In this case, as shown in the right figure of FIG. 13, the X-ray tube device 11 returns the position of the focal point of the X-ray to the original position by moving in the direction of the arrow 62 opposite to the rotation direction. Fix the path. As a result, only the X-ray detector 12 is rotated, and X-rays of the same path can be detected by different detection elements.

これを実現する場合には、例えば、X線管装置11を回転フレーム13に固定する際に、X線管装置11と回転フレーム13との間にレールと駆動装置を設ける。そして、駆動装置が、制御機能441による制御のもと、1ビュー分のビューデータを収集する間、回転フレーム13の回転方向とは異なる方向に第2の検出幅分だけX線管装置11を移動させるように制御する。 In the case of realizing this, for example, when fixing the X-ray tube device 11 to the rotating frame 13, a rail and a driving device are provided between the X-ray tube device 11 and the rotating frame 13. Then, while the drive device collects the view data for one view under the control of the control function 441, the X-ray tube device 11 is moved in the direction different from the rotation direction of the rotation frame 13 by the second detection width. Control to move.

また、上述した実施形態では、DASによって生成された検出データを用いて差分処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、前処理機能442によって生成された投影データを用いて差分処理を実行する場合でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the difference processing is executed using the detection data generated by DAS has been described. However, the embodiment is not limited to this, and for example, the difference processing may be executed using the projection data generated by the preprocessing function 442.

また、上述した実施形態では、再構成機能444が、複数のビューデータを用いて再構成する場合について説明した。ここで、再構成機能444は、元の検出データを再構成に利用する場合でもよい。上述したように、本願のX線CTシステム1では、細かくサンプリングしているため、差分処理後の検出データのS/Nが低下することとなる。しかしながら、検出素子122では、複数のフォトンに基づく検出データが実際に収集されている。そこで、差分処理後に算出された各フォトンに基づく検出データは、元の検出データのS/Nと同程度のS/Nまで改善することができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the reconstruction function 444 reconstructs using a plurality of view data has been described. Here, the reconstruction function 444 may use the original detection data for reconstruction. As described above, in the X-ray CT system 1 of the present application, since the sampling is finely performed, the S / N of the detected data after the difference processing is lowered. However, the detection element 122 actually collects detection data based on a plurality of photons. Therefore, the detection data based on each photon calculated after the difference processing can be improved to the same S / N as the S / N of the original detection data.

そこで、再構成機能444は、複数のビューデータを用いて再構成する場合に、元の検出データを用いてS/Nを改善してもよい。図5Aを用いて一例を説明すると、再構成機能444は、フォトン「P1」〜「P17」に基づくビューデータを含む複数のビューデータを用いて再構成を実施する場合に、検出データ(P1+P2+P3+P4)などの元の検出データを利用して、S/Nを改善するように再構成を実施する。 Therefore, the reconstruction function 444 may improve the S / N by using the original detection data when reconstructing using a plurality of view data. Explaining an example with reference to FIG. 5A, the reconstruction function 444 detects detection data (P1 + P2 + P3 + P4) when reconstruction is performed using a plurality of view data including view data based on photons “P1” to “P17”. Reconstruction is performed so as to improve the S / N by using the original detection data such as.

また、上述した実施形態では、差分処理を実施して、空間分解能を向上させた画像データを再構成する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、再構成機能444は、元の検出データを用いて画像データを再構成することも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the case where the difference processing is performed to reconstruct the image data with improved spatial resolution has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the reconstruction function 444 can also reconstruct the image data using the original detection data.

また、上述した実施形態では、X線検出器12がエネルギー積分型の検出器である場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、X線検出器12がフォトンカウンティング型の検出器である場合でもよい。かかる場合には、上述した検出データがエネルギーごとの計数値となる。すなわち、データ生成機能443は、各検出素子におけるエネルギーごとの計数値に対して差分処理を実行する。 Further, in the above-described embodiment, the case where the X-ray detector 12 is an energy integral type detector has been described. However, the embodiment is not limited to this, and for example, the X-ray detector 12 may be a photon counting type detector. In such a case, the above-mentioned detection data becomes a count value for each energy. That is, the data generation function 443 executes the difference processing on the count value for each energy in each detection element.

また、上述した実施形態では、X線CTシステムとしてX線CT装置を例に挙げて説明した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、X線CTシステムは、例えば、アームによる回転撮影可能なX線アンギオグラフィシステムの場合でもよい。かかる場合には、X線管装置11とX線検出器12がアームによって保持される。そして、アームによる回転撮影を実施して、3次元の画像データを収集する際に、アンギオグラフィシステムにおける処理回路が、アーム第2の検出幅分回転するごとに、データを収集するように制御する。そして、アンギオグラフィシステムにおける処理回路が、収集されたデータに対して差分処理を実行することで、1ビュー分のビューデータを収集する。 Further, in the above-described embodiment, the X-ray CT apparatus has been described as an example of the X-ray CT system. However, the embodiment is not limited to this, and the X-ray CT system may be, for example, an X-ray angiography system capable of rotational imaging by an arm. In such a case, the X-ray tube device 11 and the X-ray detector 12 are held by the arm. Then, when rotating imaging with the arm is performed and three-dimensional image data is collected, the processing circuit in the angiography system controls to collect the data every time the arm rotates by the second detection width of the arm. .. Then, the processing circuit in the angiography system collects the view data for one view by executing the difference processing on the collected data.

また、上述した実施形態では、X線管装置11、X線検出器12、データ生成機能443、及び、再構成機能が単一の装置に含まれる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、X線管装置11、X線検出器12、データ生成機能443、及び、再構成機能が複数の装置に分散して配置される場合でもよい。すなわち、X線CTシステム1が複数の装置によって実現される場合でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the X-ray tube device 11, the X-ray detector 12, the data generation function 443, and the reconstruction function are included in a single device has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the X-ray tube device 11, the X-ray detector 12, the data generation function 443, and the reconstruction function may be distributed and arranged in a plurality of devices. .. That is, the X-ray CT system 1 may be realized by a plurality of devices.

例えば、検出データを収集するX線CT装置と、再構成を実施する再構成装置とがネットワークを介して相互に接続され、協働して処理を実行することでX線CTシステム1を実現する場合でもよい。かかる場合には、例えば、X線CT装置が、複数のビューデータを生成して、生成した複数のビューデータをネットワーク上の再構成装置に送信する。再構成装置は、受信した複数のビューデータを用いて画像データを再構成する。 For example, an X-ray CT system 1 is realized by connecting an X-ray CT device that collects detection data and a reconstruction device that performs reconstruction to each other via a network and executing processing in cooperation with each other. It may be the case. In such a case, for example, the X-ray CT apparatus generates a plurality of view data and transmits the generated plurality of view data to the reconstruction apparatus on the network. The reconstructing device reconstructs the image data using the received plurality of view data.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは、メモリ又は記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。 The term "processor" used in the above description means, for example, a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (ASIC), or a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (for example, a simple programmable logic device). It means a circuit such as a Simple Programmable Logic Device (SPLD), a Complex Programmable Logic Device (CPLD), and a Field Programmable Gate Array (FPGA). The processor realizes a function by reading and executing a program stored in a memory or a storage circuit.

なお、図1においては、単一のメモリ41が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ41を分散して配置するとともに、処理回路44が個別のメモリ41から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ41にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。 In addition, in FIG. 1, it has been described that a single memory 41 stores a program corresponding to each processing function. However, the embodiment is not limited to this. For example, a plurality of memories 41 may be distributed and arranged, and the processing circuit 44 may read the corresponding program from the individual memories 41. Further, instead of storing the program in the memory 41, the program may be directly incorporated in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program embedded in the circuit.

また、処理回路44は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路44は、メモリ41から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、X線CTシステム1とネットワークを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図1に示す各機能を実現する。 Further, the processing circuit 44 may realize the function by utilizing the processor of the external device connected via the network. For example, the processing circuit 44 reads a program corresponding to each function from the memory 41 and executes it, and also uses an external workstation or cloud connected to the X-ray CT system 1 via a network as a computational resource. , Each function shown in FIG. 1 is realized.

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。 Each component of each device according to the above-described embodiment is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of the device is functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads and usage conditions. It can be integrated and configured. Further, each processing function performed by each device may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、空間分解能を向上させることができる。あるいは空間分解能が同一であればX線検出器の検出素子数を減らすことができる。 According to at least one embodiment described above, the spatial resolution can be improved. Alternatively, if the spatial resolution is the same, the number of detection elements of the X-ray detector can be reduced.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1 X線CTシステム
11 X線管装置
12 X線検出器
121、122 検出素子
441 制御機能
442 前処理機能
443 データ生成機能
444 再構成機能
1 X-ray CT system 11 X-ray tube device 12 X-ray detector 121, 122 Detection element 441 Control function 442 Preprocessing function 443 Data generation function 444 Reconstruction function

Claims (15)

被検体の周囲を回転するとともに、X線を照射するX線照射部と、
チャネル方向に沿って設けられた、前記チャネル方向に第1の検出幅を有する第1の検出素子と、前記チャネル方向に前記第1の検出幅より小さい第2の検出幅を有する第2の検出素子と、を含む検出素子群を有し、前記被検体の周囲を回転する検出部と、
前記検出部が第1の回転位置にあるときに、前記検出素子群により収集された第1のデータ群と、前記検出部が、前記第1の回転位置とは異なる第2の回転位置にあるときに、前記検出素子群により収集された第2のデータ群と、に基づいて、単一のビューに対応するビューデータを生成するビューデータ生成部と、
を備えたX線CTシステム。
An X-ray irradiation unit that rotates around the subject and irradiates X-rays,
A first detection element provided along the channel direction having a first detection width in the channel direction and a second detection element having a second detection width smaller than the first detection width in the channel direction. A detection element having a detection element group including an element and rotating around the subject,
When the detection unit is in the first rotation position, the first data group collected by the detection element group and the detection unit are in a second rotation position different from the first rotation position. Occasionally, a view data generator that generates view data corresponding to a single view based on the second data group collected by the detection element group.
X-ray CT system equipped with.
前記第2の検出幅は、前記第1の検出幅をN(Nは2以上の整数)等分した大きさに対応し、
前記ビューデータ生成部は、収集されたときの前記検出部の回転位置が異なり、前記第1のデータ群と前記第2のデータ群とを含むN+1のデータ群に基づいて、前記ビューデータを生成する、請求項1に記載のX線CTシステム。
The second detection width corresponds to the size obtained by dividing the first detection width into N (N is an integer of 2 or more) equally.
The view data generation unit generates the view data based on an N + 1 data group including the first data group and the second data group, which have different rotation positions of the detection unit when collected. The X-ray CT system according to claim 1.
前記X線照射部は、前記検出素子群が前記N+1のデータ群を収集する間、当該X線の焦点が前記X線照射部とともに回転しないように、前記検出部と当該X線の焦点の相対位置を変化させる、請求項2に記載のX線CTシステム。 The X-ray irradiation unit is relative to the detection unit and the X-ray focus so that the X-ray focus does not rotate with the X-ray irradiation unit while the detection element group collects the N + 1 data group. The X-ray CT system according to claim 2, wherein the position is changed. 前記ビューデータ生成部は、
第1のパスを含み、前記第2の検出幅に対応する間隔で並んだ複数のパスに沿ったX線を前記第1の検出素子で検出することで収集されたデータ、および前記複数のパスのいずれとも異なる第2のパスに沿ったX線を前記第2の検出素子で検出することで収集されたデータに基づいて、前記第1のパスに沿ったX線に対応し、前記ビューデータの一部を成すデータを生成する、請求項1乃至3のうちいずれか1つに記載のX線CTシステム。
The view data generation unit
Data collected by detecting X-rays along a plurality of paths including the first path and arranged at intervals corresponding to the second detection width by the first detection element, and the plurality of paths. Based on the data collected by detecting the X-rays along the second path different from any of the above by the second detection element, the view data corresponds to the X-rays along the first path. The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 3, which generates data forming a part of the above.
前記第1のデータ群及び前記第2のデータ群の収集において、前記第2のパスは、前記第1のパスを含む前記複数のパスのいずれとも完全に一致しない、請求項4に記載のX線CTシステム。 The X according to claim 4, wherein in the collection of the first data group and the second data group, the second path does not completely match any of the plurality of paths including the first path. Line CT system. 前記ビューデータ生成部は、
前記第1の回転位置において収集した前記ビューデータの一部を成すデータと、前記第2の回転位置において収集した前記ビューデータの一部を成すデータとの差分処理に基づいて前記第1の検出素子により収集されたデータにおける前記第2の検出幅ごとのデータを算出し、前記第2の検出素子により収集されたデータ及び前記第2の検出幅ごとのデータに基づく前記ビューデータを生成する、請求項4又は5に記載のX線CTシステム。
The view data generation unit
The first detection is based on the difference processing between the data forming a part of the view data collected at the first rotation position and the data forming a part of the view data collected at the second rotation position. The data for each of the second detection widths in the data collected by the element is calculated, and the view data based on the data collected by the second detection element and the data for each of the second detection widths is generated. The X-ray CT system according to claim 4 or 5.
前記第2の検出素子は、前記検出部の前記チャネル方向における中央近傍に配置される、請求項1乃至6のいずれか1つに記載のX線CTシステム。 The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 6, wherein the second detection element is arranged near the center of the detection unit in the channel direction. 前記第2の検出素子は、複数の前記第1の検出素子ごとに配置される、請求項1乃至6のいずれか1つに記載のX線CTシステム。 The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 6, wherein the second detection element is arranged for each of the plurality of first detection elements. 前記第2の検出素子は、前記第2の検出幅の寸法で形成される、又は、前記検出部の端部に配置される場合に、前記X線の入射面の幅が前記第2の検出幅となるように、前記第1の検出幅の寸法の検出素子の一部がX線不透過部材によって覆われることで形成される、請求項1乃至8のいずれか1つに記載のX線CTシステム。 When the second detection element is formed with the dimensions of the second detection width or is arranged at the end of the detection unit, the width of the incident surface of the X-ray is the second detection. The X-ray according to any one of claims 1 to 8, which is formed by covering a part of the detection element having the dimension of the first detection width with an X-ray opaque member so as to have a width. CT system. 前記X線照射部及び前記検出部が前記被検体の周囲を回転中に、前記ビューデータ生成部によって生成された複数のビューデータに基づいて、画像データを再構成する再構成部をさらに備える、請求項1乃至9のいずれか1つに記載のX線CTシステム。 The X-ray irradiation unit and the detection unit further include a reconstruction unit that reconstructs image data based on a plurality of view data generated by the view data generation unit while rotating around the subject. The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 9. 前記X線照射部、前記検出部、前記ビューデータ生成部、及び、前記再構成部が単一の装置に含まれる、請求項10に記載のX線CTシステム。 The X-ray CT system according to claim 10, wherein the X-ray irradiation unit, the detection unit, the view data generation unit, and the reconstruction unit are included in a single device. 前記X線照射部、前記検出部及び前記ビューデータ生成部を有する第1の装置と、前記再構成部を有する第2の装置とを備え、
前記第1の装置と前記第2の装置とがネットワークを介して接続される、請求項10に記載のX線CTシステム。
A first device having the X-ray irradiation unit, the detection unit, and the view data generation unit, and a second device having the reconstruction unit are provided.
The X-ray CT system according to claim 10, wherein the first device and the second device are connected via a network.
前記検出部は、エネルギー積分型の検出器である、請求項1乃至12のいずれか1つに記載のX線CTシステム。 The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 12, wherein the detection unit is an energy integration type detector. 前記検出部は、フォトンカウンティング型の検出器である、請求項1乃至12のいずれか1つに記載のX線CTシステム。 The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 12, wherein the detection unit is a photon counting type detector. 前記X線CTシステムは、
前記X線照射部及び前記検出部を保持するアームを備え、
前記アームによる回転撮影可能なX線アンギオグラフィシステムである、請求項1乃至12のいずれか1つに記載のX線CTシステム。
The X-ray CT system is
An arm for holding the X-ray irradiation unit and the detection unit is provided.
The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 12, which is an X-ray angiography system capable of rotationally photographing by the arm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022039242A2 (en) 2020-08-20 2022-02-24 Ricoh Company, Ltd. Pattern forming apparatus and laser processing apparatus

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