JP2022037495A - X-ray ct apparatus, image processing method and program - Google Patents

X-ray ct apparatus, image processing method and program Download PDF

Info

Publication number
JP2022037495A
JP2022037495A JP2020141663A JP2020141663A JP2022037495A JP 2022037495 A JP2022037495 A JP 2022037495A JP 2020141663 A JP2020141663 A JP 2020141663A JP 2020141663 A JP2020141663 A JP 2020141663A JP 2022037495 A JP2022037495 A JP 2022037495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
projection data
subject
ray
arrangement
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020141663A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
庸次郎 鈴木
Yojiro Suzuki
莉紗 大西
Risa Onishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Priority to JP2020141663A priority Critical patent/JP2022037495A/en
Publication of JP2022037495A publication Critical patent/JP2022037495A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To improve the image quality of an image obtained with expansion of an FOV.SOLUTION: An X-ray CT apparatus according to an embodiment comprises: an imaging system; a rotary frame; a first acquisition unit; a second acquisition unit; and a reconstruction processing unit. The imaging system comprises: an X-ray tube; and an X-ray detector which detects the X-ray emitted from the X-ray tube and passing through a subject. The rotary frame supports the imaging system so as to be rotatable around the subject. The first acquisition unit acquires first projection data indicating a detection result of the X-ray detector by rotating the rotary frame in such a state where the imaging system is in the first arrangement. The second acquisition unit acquires second projection data including the detection result of the subject that is not included in the first projection data in such a state that the imaging system is in the second arrangement that is relatively moved in the in-plane direction horizontal to the rotary surface of the rotary frame with respect to the subject. The reconstruction processing unit executes reconstruction processing on the basis of the first projection data and the second projection data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書等に開示の実施形態は、X線CT装置、画像処理方法及びプログラムに関する。 The embodiments disclosed in the present specification and the like relate to an X-ray CT apparatus, an image processing method, and a program.

従来、X線CT装置では、被検体の撮影を行う際に、オペレータ等によって撮影範囲となるFOV(Fields of View)が設定されている。また、従来、撮影によって得られたFOV内のカウント値の傾向から、FOVの外側に存在する被検体の領域と他の領域(空気)との境界位置を推算し、当該境界までのカウント値の減衰曲線を予測することで、FOVを疑似的に拡張する技術(FOV拡張補正、eFOV等ともいう)が提案されている。 Conventionally, in an X-ray CT apparatus, an FOV (Fields of View), which is an imaging range, is set by an operator or the like when photographing a subject. Further, conventionally, the boundary position between the region of the subject existing outside the FOV and another region (air) is estimated from the tendency of the count value in the FOV obtained by imaging, and the count value up to the boundary is estimated. A technique (also referred to as FOV expansion correction, eFOV, etc.) for pseudo-expanding the FOV by predicting the decay curve has been proposed.

しかしながら、従来の技術では、FOVの外側の空気との境界位置は推算によって導出されるものであるため、実際の境界位置とは異なる可能性がある。そのため、誤った境界位置に基づいてFOVの拡張が行われると、再構成等によって得られる画像の画質が低下する可能性があった。 However, in the conventional technique, the boundary position with the air outside the FOV is derived by estimation, so that it may be different from the actual boundary position. Therefore, if the FOV is expanded based on an erroneous boundary position, the image quality of the image obtained by reconstruction or the like may deteriorate.

特開2014-35208号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-35208

本明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、FOVの拡張によって得られる画像の画質を向上させることである。ただし、本明細書等に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を、本願明細書に開示の実施形態が解決する他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the like is to improve the image quality of the image obtained by expanding the FOV. However, the problems solved by the embodiments disclosed in the present specification and the like are not limited to the above problems. The problem corresponding to each effect by each configuration shown in the embodiment described later can be positioned as another problem solved by the embodiment disclosed in the present specification.

実施形態に係るX線CT装置は、撮影系と、回転フレームと、第1の取得部と、第2の取得部と、再構成処理部とを備える。撮影系は、X線管と当該X線管から照射され被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有する。回転フレームは、前記撮影系を前記被検体の周りに回転可能に支持する。第1の取得部は、前記撮影系を第1の配置とした状態で前記回転フレームを回転させることにより、前記X線検出器の検出結果を示す第1の投影データを取得する。第2の取得部は、前記被検体に対して前記撮影系を前記回転フレームの回転面に水平な面内方向に相対移動させた第2の配置とした状態で、前記第1の投影データに含まれない前記被検体の検出結果を含んだ第2の投影データを取得する。再構成処理部は、前記第1の投影データと前記第2の投影データとに基づいて再構成処理を実行する。 The X-ray CT apparatus according to the embodiment includes a photographing system, a rotating frame, a first acquisition unit, a second acquisition unit, and a reconstruction processing unit. The imaging system includes an X-ray tube and an X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through the subject. The rotating frame rotatably supports the imaging system around the subject. The first acquisition unit acquires the first projection data showing the detection result of the X-ray detector by rotating the rotation frame with the photographing system in the first arrangement. The second acquisition unit is used for the first projection data in a state in which the imaging system is relatively moved in the in-plane direction horizontal to the rotation surface of the rotation frame with respect to the subject. The second projection data including the detection result of the subject which is not included is acquired. The reconstruction processing unit executes the reconstruction processing based on the first projection data and the second projection data.

図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る移動機構の動作例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an operation example of the moving mechanism according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る移動機構の他の動作例を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining another operation example of the moving mechanism according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態に係る投影データの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of projection data according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に係る計数結果の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the counting result according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態の拡張機能が実行する変換処理の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the conversion process executed by the extended function of the first embodiment. 図7は、図6に示した被検体の右端部周辺の部分拡大図である。FIG. 7 is a partially enlarged view of the vicinity of the right end portion of the subject shown in FIG. 図8は、第1の実施形態に係る再構成画像の一例を模式的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of the reconstructed image according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態の変換機能により補正された投影データの一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of projection data corrected by the conversion function of the first embodiment. 図10は、第1の実施形態のX線CT装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing performed by the X-ray CT apparatus of the first embodiment. 図11は、第2の実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment.

以下、図面を参照しながら、X線CT装置の実施形態について詳細に説明する。また、本願に係るX線CT装置は、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、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。また、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the X-ray CT apparatus will be described in detail with reference to the drawings. Further, the X-ray CT apparatus 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 contents do not conflict with each other. Further, in the following description, common reference numerals will be given to similar components, and duplicate description will be omitted.

また、以下の実施形態で説明するX線CT装置は、フォトンカウンティングCTを実行可能な装置である。すなわち、以下の実施形態で説明するX線CT装置は、フォトンカウンティング方式のX線検出器(光子計数型検出器)を用いて被検体を透過したX線を計数することで、X線CT画像データを再構成可能な装置である。また、以下の実施形態において、X線CT装置が行うスキャン(以下、「撮影」ともいう)とは、コンベンショナルスキャン又はヘリカルスキャンを意味する。 Further, the X-ray CT apparatus described in the following embodiment is an apparatus capable of performing photon counting CT. That is, the X-ray CT apparatus described in the following embodiment counts the X-rays that have passed through the subject using a photon counting type X-ray detector (photon counting type detector), thereby counting the X-ray CT image. It is a device that can reconstruct data. Further, in the following embodiments, the scan performed by the X-ray CT apparatus (hereinafter, also referred to as “photographing”) means a conventional scan or a helical scan.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るX線CT装置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 a configuration example of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT device 1 according to the present embodiment includes a gantry device 10, a bed 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装置1が架台装置10を1つ有する場合を示す。 Here, in FIG. 1, the longitudinal direction of the rotation axis of the rotation frame 13 in the non-tilt state or the top plate 33 of the bed 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 device 1 has one gantry device 10.

架台装置10は、X線管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 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). Has 18 and.

X線管11は、熱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11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することで、被検体Pに対し照射するX線を発生する。 The X-ray tube 11 is a vacuum tube having a cathode (filament) that generates thermions and an anode (target) that receives the collision of thermions and generates X-rays. The X-ray tube 11 generates X-rays to irradiate the subject P by irradiating thermions from the cathode toward the anode by applying a high voltage from the X-ray high voltage device 14.

X線検出器12は、光子計数型検出器であり、X線光子が入射するごとに、当該X線光子のエネルギー値を計測可能な信号を出力する。X線光子は、例えば、X線管11から照射され被検体Pを透過したX線光子である。X線検出器12は、X線光子が入射するごとに、1パルスの電気信号(アナログ信号)を出力する複数の検出素子を有する。電気信号(パルス)の数を計数することで、各検出素子に入射したX線光子の数(カウント数)を計数することが可能である。また、この信号に対して、処理の演算処理を行なうことで、当該信号の出力を引き起こしたX線光子のエネルギー値を計測することができる。例えば、X線検出器12は、検出素子が、チャンネル方向(図1中のX軸方向)にN列、スライス方向(図1中のZ軸方向)にM列配置された面検出器である。 The X-ray detector 12 is a photon counting type detector, and outputs a signal capable of measuring the energy value of the X-ray photon each time an X-ray photon is incident. The X-ray photon is, for example, an X-ray photon irradiated from the X-ray tube 11 and transmitted through the subject P. The X-ray detector 12 has a plurality of detection elements that output one pulse of an electric signal (analog signal) each time an X-ray photon is incident. By counting the number of electric signals (pulses), it is possible to count the number of X-ray photons incident on each detection element (count number). Further, by performing arithmetic processing on this signal, it is possible to measure the energy value of the X-ray photon that caused the output of the signal. For example, the X-ray detector 12 is a surface detector in which detection elements are arranged in N rows in the channel direction (X-axis direction in FIG. 1) and M rows in the slice direction (Z-axis direction in FIG. 1). ..

上記の検出素子は、例えば、シンチレータと光電子増倍管等の光センサとにより構成される。かかる場合、X線検出器12は、入射したX線光子をシンチレータによりシンチレータ光に変換し、シンチレータ光を光電子増倍管等の光センサにより電気信号に変換する間接変換型の検出器となる。また、上記した検出素子は、例えば、CdTe(テルル化カドミウム:cadmium telluride)やCdZnTe(テルル化カドミウム亜鉛:cadmium Zinc telluride)等の半導体検出素子に電極が配置されたものである。かかる場合、X線検出器12は、入射したX線光子を、直接、電気信号に変換する直接変換型の検出器となる。 The above-mentioned detection element is composed of, for example, a scintillator and an optical sensor such as a photomultiplier tube. In such a case, the X-ray detector 12 is an indirect conversion type detector that converts the incident X-ray photon into scintillator light by a scintillator and converts the scintillator light into an electric signal by an optical sensor such as a photomultiplier tube. Further, in the above-mentioned detection element, for example, an electrode is arranged on a semiconductor detection element such as CdTe (cadmium telluride) or CdZnTe (cadmium zinc telluride). In such a case, the X-ray detector 12 becomes a direct conversion type detector that directly converts the incident X-ray photon into an electric signal.

X線検出器12は、上記した検出素子と、検出素子に接続されて、検出素子が検出したX線光子を計数するASIC(Application Specific Integrated Circuit)とを複数有する。ASICは、検出素子が出力した個々の電荷を弁別することで、検出素子に入射したX線光子の数を計数する。また、ASICは、個々の電荷の大きさに基づく演算処理を行なうことで、計数したX線光子のエネルギーを計測する。さらに、ASICは、X線光子の計数結果をデジタルデータとしてDAS18に出力する。 The X-ray detector 12 has a plurality of the above-mentioned detection element and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) connected to the detection element and counting X-ray photons detected by the detection element. The ASIC discriminates the individual charges output by the detection element to count the number of X-ray photons incident on the detection element. Further, the ASIC measures the energy of the counted X-ray photons by performing arithmetic processing based on the magnitude of each electric charge. Further, the ASIC outputs the counting result of the X-ray photon as digital data to the DAS18.

回転フレーム13は、X線管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11とX線検出器12とを、天板33(被検体P)の周りに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。また、回転フレーム13は、X線管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を支持する。また、回転フレーム13は、DAS18等や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 supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 facing each other, and the control device 15 rotates the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 around the top plate 33 (subject P). It is an annular frame to make. For example, the rotating frame 13 is a casting made of aluminum. Further, the rotating frame 13 supports an X-ray high voltage device 14, a wedge 16, and a collimator 17 in addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12. Further, the rotating frame 13 can further support a DAS 18 or the like or various configurations (not shown).

ウェッジ16は、X線管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 11. Specifically, the wedge 16 transmits and attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter to do. 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線絞り部の一例である。また、図1においては、X線管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 is an example of an X-ray diaphragm unit. Further, in FIG. 1, a case where the wedge 16 is arranged between the X-ray tube 11 and the collimator 17 is shown, but there is a case where the collimator 17 is arranged between the X-ray tube 11 and the wedge 16. May be good. In this case, the wedge 16 is irradiated from the X-ray tube 11 and transmits and attenuates the X-ray whose irradiation range is limited by the collimator 17.

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 has a high-voltage generator that generates a high voltage applied to the X-ray tube 11 and an X-ray that is generated by the X-ray tube 11. It has an X-ray control device that controls the output voltage according to the above. 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。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 bed device 30. The control device 15 may be provided in the gantry device 10 or in the console device 40.

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。 For example, the control device 15 controls the rotation of the rotating frame 13, the tilting operation of the gantry device 10, 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.

また、本実施形態のX線CT装置1では、X線管11、X線検出器12、ウェッジ16、及びコリメータ17等で構成される撮影系19と、寝台装置30(天板33)との相対的な配置位置を変更するための機構(以下、移動機構ともいう)を備えている。制御装置15は、移動機構の動作を制御することで、撮影系19と寝台装置30との配置関係を変更する。 Further, in the X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment, an imaging system 19 composed of an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a wedge 16, a collimator, etc., and a sleeper device 30 (top plate 33) are provided. It is equipped with a mechanism for changing the relative placement position (hereinafter, also referred to as a movement mechanism). The control device 15 changes the arrangement relationship between the photographing system 19 and the bed device 30 by controlling the operation of the moving mechanism.

図2は、移動機構の動作例を説明するための図である。図2では、説明の簡略化のため、撮影系19を構成する各部のうち、X線管11とX線検出器12との配置位置を示している。なお、X線管11は、FOVに応じたファン角2θでX線を照射する。また、X線検出器12は、天板33を挟む位置でX線管11と対向して配置され、天板33上の被検体Pを透過したX線光子を検出する。 FIG. 2 is a diagram for explaining an operation example of the moving mechanism. FIG. 2 shows the arrangement positions of the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 among the parts constituting the photographing system 19 for the sake of simplification of the description. The X-ray tube 11 irradiates X-rays at a fan angle of 2θ according to the FOV. Further, the X-ray detector 12 is arranged so as to face the X-ray tube 11 at a position sandwiching the top plate 33, and detects X-ray photons transmitted through the subject P on the top plate 33.

移動機構は、制御装置15の制御の下、寝台装置30に対して撮影系19を回転フレーム13の回転面の面内方向又は回転面に直交する方向に相対移動させる。ここで、X軸及びY軸で形成される面は、回転フレーム13の回転面に対応し、X軸及びY軸の方向が、回転面に水平な面内方向に対応する。また、Z軸方向は、回転フレーム13の回転面に直交する面外方向に対応する。例えば、移動機構は、図2に示すように、デフォルトの位置A1に配置されている撮影系19(X線管11、X線検出器12)を、X軸方向に移動量M1分を相対移動させることで、破線で示す位置A2に撮影系19を配置する。 Under the control of the control device 15, the moving mechanism moves the photographing system 19 relative to the sleeper device 30 in the in-plane direction of the rotating surface of the rotating frame 13 or in a direction orthogonal to the rotating surface. Here, the plane formed by the X-axis and the Y-axis corresponds to the rotating plane of the rotating frame 13, and the directions of the X-axis and the Y-axis correspond to the in-plane direction horizontal to the rotating plane. Further, the Z-axis direction corresponds to an out-of-plane direction orthogonal to the rotation plane of the rotation frame 13. For example, as shown in FIG. 2, the movement mechanism moves the photographing system 19 (X-ray tube 11, X-ray detector 12) arranged at the default position A1 relative to the movement amount M1 minutes in the X-axis direction. By doing so, the photographing system 19 is arranged at the position A2 indicated by the broken line.

移動機構の構成は特に問わず、種々の構成を採用することが可能である。例えば、移動機構は、架台装置10内での回転フレーム13の配置位置を、X軸又はY軸方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、移動機構は、例えば図2に示すように、回転フレーム13の配置位置をX方向に移動させることで、寝台装置30(天板33)に対する撮影系19の相対位置を、位置A1から位置A2に移動させる。 The configuration of the moving mechanism is not particularly limited, and various configurations can be adopted. For example, the moving mechanism may have a configuration in which the arrangement position of the rotating frame 13 in the gantry device 10 can be moved in the X-axis or Y-axis direction. In this case, as shown in FIG. 2, for example, the moving mechanism moves the arrangement position of the rotating frame 13 in the X direction to change the relative position of the photographing system 19 with respect to the bed device 30 (top plate 33) from the position A1. Move to position A2.

また、移動機構は、回転フレーム13上における撮影系19の配置位置を、X軸又はY軸方向に移動可能な構成としてもよい。この場合、移動機構は、例えば図2に示すように、回転フレーム13上における撮影系19の配置位置をX方向に移動させることで、寝台装置30(天板33)に対する撮影系19の相対位置を、位置A1から位置A2に移動させる。また、この場合、移動機構は、撮影系19を構成するX線管11及びX線検出器12の何れか一方を移動させる形態としてもよい。なお、移動機構は、撮影系19を構成する他の要素については、X線管11やX線検出器12の移動に付随して移動を行うものとする。 Further, the moving mechanism may have a configuration in which the arrangement position of the photographing system 19 on the rotating frame 13 can be moved in the X-axis or Y-axis direction. In this case, as shown in FIG. 2, for example, the moving mechanism moves the arrangement position of the photographing system 19 on the rotating frame 13 in the X direction, so that the position of the photographing system 19 relative to the bed device 30 (top plate 33) is relative to the bed device 30 (top plate 33). Is moved from position A1 to position A2. Further, in this case, the moving mechanism may be in the form of moving either the X-ray tube 11 or the X-ray detector 12 constituting the photographing system 19. It should be noted that the moving mechanism moves the other elements constituting the photographing system 19 in association with the movement of the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12.

また、移動機構は、図3に示すように、撮影系19(X線管11、X線検出器12)に対する天板33の配置位置を移動可能な構成としてもよい。ここで、図3は、移動機構の他の動作例を説明するための図である。 Further, as shown in FIG. 3, the moving mechanism may have a configuration in which the arrangement position of the top plate 33 with respect to the photographing system 19 (X-ray tube 11, X-ray detector 12) can be moved. Here, FIG. 3 is a diagram for explaining another operation example of the moving mechanism.

図3において、移動機構は、制御装置15の制御の下、撮影系19に対する天板33の配置位置を、X軸方向及びY軸方向の何れかに移動させる。例えば、移動機構は、天板33をX軸方向に移動量M1分移動させることで、破線で示す位置に天板33を配置する。これにより、移動機構は、寝台装置30(天板33)に対する撮影系19の相対位置を、位置A1から位置A2に移動させることができる。 In FIG. 3, the moving mechanism moves the arrangement position of the top plate 33 with respect to the photographing system 19 in either the X-axis direction or the Y-axis direction under the control of the control device 15. For example, the moving mechanism moves the top plate 33 in the X-axis direction by the amount of movement M1 to arrange the top plate 33 at the position indicated by the broken line. As a result, the moving mechanism can move the relative position of the photographing system 19 with respect to the bed device 30 (top plate 33) from the position A1 to the position A2.

上述した移動機構の動作により、撮影系19によって撮影される被検体Pの範囲、つまりFOVは、撮影系19又は天板33の移動に伴い変化することになる。なお、本実施形態では、撮影系19の配置位置を移動可能な構成について説明する。 Due to the operation of the moving mechanism described above, the range of the subject P imaged by the photographing system 19, that is, the FOV, changes with the movement of the photographing system 19 or the top plate 33. In this embodiment, a configuration in which the arrangement position of the photographing system 19 can be moved will be described.

図1に戻り、DAS18は、X線検出器12から入力された計数結果に基づいて検出データを生成する。検出データは、例えば、サイノグラムである。サイノグラムは、X線管11の各位置(以下、ビュー角度ともいう)において各検出素子に入射した計数処理の結果を並べたデータである。サイノグラムは、ビュー方向及びチャンネル方向を軸とする2次元直交座標系に、計数処理の結果を並べたデータである。DAS18は、例えば、X線検出器12におけるスライス方向の列単位で、サイノグラムを生成する。ここで、計数処理の結果は、エネルギービンごとのX線の光子数を割り当てたデータである。例えば、DAS18は、X線管11から照射されて被検体Pを透過したX線に由来する光子(X線光子)を計数し、当該計数したX線光子のエネルギーを弁別して計数処理の結果とする。DAS18は、生成した検出データをコンソール装置40へ転送する。DAS18は、例えば、プロセッサにより実現される。 Returning to FIG. 1, the DAS 18 generates detection data based on the counting result input from the X-ray detector 12. The detection data is, for example, a synogram. The synogram is data in which the results of counting processing incident on each detection element at each position of the X-ray tube 11 (hereinafter, also referred to as a view angle) are arranged. The synogram is data in which the results of counting processing are arranged in a two-dimensional Cartesian coordinate system centered on the view direction and the channel direction. The DAS 18 generates a synogram, for example, in units of columns in the slice direction in the X-ray detector 12. Here, the result of the counting process is the data to which the number of X-ray photons is assigned to each energy bin. For example, the DAS 18 counts photons (X-ray photons) derived from X-rays irradiated from the X-ray tube 11 and transmitted through the subject P, and discriminates the energy of the counted X-ray photons from the result of the counting process. do. The DAS 18 transfers the generated detection data to the console device 40. 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、図示しない固定フレーム等)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 in the rotating frame 13 to a non-rotating portion (for example, a fixed frame not shown) of the gantry device 10 by optical communication. It is transmitted to a receiver having a photodiode provided 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(Z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。また、寝台駆動装置32は、天板33を、天板33の短軸方向(X軸方向)や上下方向(Z軸方向)に移動してもよい。この場合、寝台駆動装置32は、上述した移動機構の一例として機能する。 The bed device 30 is a device for placing and moving the subject P to be imaged, and has a base 31, a bed 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 bed drive device 32 is a drive mechanism for moving the top plate 33 on which the subject P is placed in the long axis direction (Z-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 bed drive device 32 may move the support frame 34 in the long axis direction of the top plate 33. Further, the sleeper drive device 32 may move the top plate 33 in the short axis direction (X-axis direction) or the vertical direction (Z-axis direction) of the top plate 33. In this case, the sleeper drive device 32 functions as an example of the above-mentioned moving mechanism.

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、検出データやCT画像データを記憶する。また、例えば、メモリ41は、X線CT装置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。 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, detection data and CT image data. Further, for example, the memory 41 stores a program for the circuit included in the X-ray CT apparatus 1 to realize its function.

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。また、ディスプレイ42は、撮影の待ち時間に関する情報などを表示する。なお、撮影の待ち時間に関する情報については、後に詳述する。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。また、ディスプレイ42は、表示部の一例である。 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. In addition, the display 42 displays information regarding the waiting time for shooting. Information on the waiting time for shooting will be described in detail later. 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 configured by a tablet terminal or the like capable of wireless communication with the console device 40 main body. The display 42 is an example of a display unit.

入力インタフェース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。また、例えば、入力インタフェース43は、X線の照射領域の条件や、スキャン条件、CT画像データを再構成する際の再構成条件、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。なお、以下では操作者によって設定されるX線の照射領域を、基準FOVともいう。 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. Further, for example, the input interface 43 includes conditions for an X-ray irradiation region, scan conditions, reconstruction conditions when reconstructing CT image data, image processing conditions when generating a post-processed image from CT image data, and the like. The input operation of is accepted from the operator. In the following, the X-ray irradiation area set by the operator is also referred to as a reference FOV.

例えば、入力インタフェース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 an input operation 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 on the gantry device 10. Further, the input interface 43 may be configured by 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 the one provided with physical operation 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装置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、判定機能443、拡張機能444、変換機能445、再構成処理機能446、及び画像処理機能447を実行する。ここで、制御機能441は、第1の取得部の一例である。判定機能443、拡張機能444、及び変換機能445は、第2の取得部の一例である。また、判定機能443は、特定部の一例である。また、変換機能445は、変換部の一例である。また、再構成処理機能446は、再構成処理部の一例である。 The processing circuit 44 controls the operation of the entire X-ray CT apparatus 1. For example, the processing circuit 44 executes a control function 441, a preprocessing function 442, a determination function 443, an extended function 444, a conversion function 445, a reconstruction processing function 446, and an image processing function 447. Here, the control function 441 is an example of the first acquisition unit. The determination function 443, the extension function 444, and the conversion function 445 are examples of the second acquisition unit. Further, the determination function 443 is an example of a specific unit. The conversion function 445 is an example of a conversion unit. Further, the reconstruction processing function 446 is an example of the reconstruction processing unit.

例えば、図1に示す処理回路44の構成要素である制御機能441、前処理機能442、判定機能443、拡張機能444、変換機能445、再構成処理機能446、及び画像処理機能447が実行する各処理機能は、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内に記録されている。処理回路44は、例えば、プロセッサであり、メモリ41から各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。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、図1の処理回路44内に示された各機能を有することとなる。 For example, each of the control function 441, the preprocessing function 442, the determination function 443, the extended function 444, the conversion function 445, the reconstruction processing function 446, and the image processing function 447, which are the components of the processing circuit 44 shown in FIG. The processing function is recorded in the memory 41 in the form of a program that can be executed by a computer. The processing circuit 44 is, for example, a processor, and realizes a function corresponding to each read program by reading and executing each program from the memory 41. In other words, the processing circuit 44 in the state where each program is read out has each function shown in the processing circuit 44 of FIG.

なお、図1においては、制御機能441、前処理機能442、判定機能443、拡張機能444、変換機能445、再構成処理機能446、及び画像処理機能447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。 In FIG. 1, each processing function of the control function 441, the preprocessing function 442, the determination function 443, the extended function 444, the conversion function 445, the reconstruction processing function 446, and the image processing function 447 is a single processing circuit 44. Although the case realized by the above is shown, the embodiment is not limited to this. 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.

制御機能441は、入力インタフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、各種処理を制御する。具体的には、制御機能441は、架台装置10で行なわれるスキャンを制御する。また、制御機能441は、操作者からX線の照射領域の入力操作を受け付けることにより、X線の照射領域となる基準FOVを設定する。 The control function 441 controls various processes based on the input operation received from the operator via the input interface 43. Specifically, the control function 441 controls the scan performed by the gantry device 10. Further, the control function 441 sets a reference FOV which is an X-ray irradiation region by receiving an input operation of the X-ray irradiation region from the operator.

また、制御機能441は、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における計数結果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)を収集する位置決めスキャン及び診断に用いる画像を収集する撮影(本スキャン)における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。 Further, the control function 441 controls the collection process of the counting result in the gantry device 10 by controlling the operations of 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. .. As an example, the control function 441 controls the collection process of projection data in the positioning scan for collecting the positioning image (scano image) and the shooting (main scan) for collecting the image used for diagnosis.

また、制御機能441は、メモリ41が記憶する各種画像データや、撮影に関する情報等をディスプレイ42に表示するように制御する。 Further, the control function 441 controls the display 42 to display various image data stored in the memory 41, information related to shooting, and the like.

前処理機能442は、DAS18から出力される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たデータを生成する。なお、以下では、前処理前のデータ(検出データ)および前処理後のデータを総称して投影データともいう。 The preprocessing function 442 generates data obtained by subjecting the detection data output from the DAS 18 to preprocessing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, sensitivity correction processing between channels, and beam hardening correction. In the following, the data before preprocessing (detection data) and the data after preprocessing are collectively referred to as projection data.

判定機能443は、基準FOVの撮影で得られたX線検出器12の計数結果や、投影データに基づき、基準FOV外の領域に被検体Pが存在するか否かを判定する。具体的には、判定機能443は、回転フレーム13の回転に伴い、複数角度の撮影で得られた計数結果の各々や投影データに基づき、基準FOV外に被検体Pが存在するか否かを判定する。以下、図4を参照して、判定機能443の動作例について説明する。 The determination function 443 determines whether or not the subject P exists in a region outside the reference FOV based on the counting result of the X-ray detector 12 obtained by photographing the reference FOV and the projection data. Specifically, the determination function 443 determines whether or not the subject P exists outside the reference FOV based on each of the counting results obtained by photographing at a plurality of angles and the projection data as the rotation frame 13 rotates. judge. Hereinafter, an operation example of the determination function 443 will be described with reference to FIG.

図4は、投影データの一例を示す図である。ここで、図4は、一連のビュー角度による撮影で得られた、サイノグラムの一例を示している。横軸は、チャンネルの位置(チャンネル位置)を意味し、縦軸は、ビュー角度を意味する。 FIG. 4 is a diagram showing an example of projection data. Here, FIG. 4 shows an example of a synogram obtained by shooting with a series of viewing angles. The horizontal axis means the position of the channel (channel position), and the vertical axis means the view angle.

上述したように、X線CT装置1による撮影は、被検体Pの周囲を回転フレーム13が回転しながら行われる。そのため、被検体Pの各部を透過したX線光子がサイノグラム上に描く軌跡はサインカーブとなる。つまり,サイノグラムは、複数の異なるサインカーブが重畳することで構成される。一方、例えば部位B1~B6に示すように、サインカーブの曲線が途切れた欠損部位は、一連のビュー角度による撮影の際に、被検体Pの一部が基準FOVから逸脱した所謂トランケ―ションの状態を示す、トランケ―ション部分となる。 As described above, the imaging by the X-ray CT apparatus 1 is performed while the rotating frame 13 rotates around the subject P. Therefore, the locus drawn on the synogram by the X-ray photon transmitted through each part of the subject P is a sine curve. In other words, the synogram is composed of a plurality of different sine curves superimposed. On the other hand, as shown in the sites B1 to B6, for example, the defective site where the curve of the sine curve is interrupted is a so-called truncation in which a part of the subject P deviates from the reference FOV during imaging with a series of view angles. It is a truncation part that shows the state.

判定機能443は、サイノグラムの曲線形状に基づき、当該曲線に欠損部位を検出した場合に、基準FOV外の領域に被検体Pが存在すると判定する。そして、判定機能443は、欠損部位を検出したチャンネルの方向(以下、拡張方向ともいう)と、欠損部位を検出したビュー角度の範囲(以下、拡張角度ともいう)を特定する。ここで、拡張方向は、第1の配置位置(例えば、図2の位置A1)の撮影で捕捉することができなかった被検体Pの部位が存在する方向に対応する。また、拡張角度は、第1の配置位置(例えば、図2の位置A1)の撮影で、被検体Pの部位(一部)を捕捉することができなかった角度に対応する。 The determination function 443 determines that the subject P is present in a region outside the reference FOV when a defect site is detected in the curve based on the curve shape of the synogram. Then, the determination function 443 specifies the direction of the channel in which the defective portion is detected (hereinafter, also referred to as an expansion direction) and the range of the view angle in which the defective portion is detected (hereinafter, also referred to as an expansion angle). Here, the expansion direction corresponds to the direction in which the portion of the subject P that could not be captured by the imaging of the first arrangement position (for example, the position A1 in FIG. 2) exists. Further, the extended angle corresponds to an angle at which the site (part) of the subject P could not be captured in the imaging of the first arrangement position (for example, the position A1 in FIG. 2).

なお、判定機能443は、欠損部位の曲線形状を推定することで、サイノグラムの曲線が滑らかに接続するために必要なチャンネル数(以下、移動量ともいう)を導出する構成としてもよい。ここで、移動量は、第1の配置位置(例えば、図2の位置A1)の撮影で捕捉することができなかった被検体の部位を撮影可能な位置までの、撮影系19の移動量に対応する。 The determination function 443 may be configured to derive the number of channels (hereinafter, also referred to as a movement amount) necessary for smoothly connecting the curves of the synogram by estimating the curve shape of the defective portion. Here, the amount of movement is the amount of movement of the imaging system 19 to a position where the portion of the subject that could not be captured by imaging at the first arrangement position (for example, position A1 in FIG. 2) can be imaged. handle.

拡張機能444は、判定機能443で基準FOV外の領域に被検体Pが存在すると判定された場合に、移動機構を制御し、撮影系19と天板33との相対的な位置関係を移動させることで、基準FOV外の領域の撮影を実行させる。 The extended function 444 controls the movement mechanism when the determination function 443 determines that the subject P exists in a region outside the reference FOV, and moves the relative positional relationship between the photographing system 19 and the top plate 33. By doing so, the image of the area outside the reference FOV is executed.

具体的には、拡張機能444は、制御機能441と協働し、特定された拡張角度での撮影を、判定機能443で特定された拡張方向に撮影系19を移動させた状態で実行させる。ここで、天板33に対する撮影系19の移動方向は、サイノグラムで欠損部位が存在したチャンネル方向となる。なお、拡張方向への移動量は、予め定められた移動量であってもよいし、判定機能443で導出された移動量であってもよい。 Specifically, the extended function 444 cooperates with the control function 441 to perform shooting at the specified extended angle in a state where the shooting system 19 is moved in the extended direction specified by the determination function 443. Here, the moving direction of the photographing system 19 with respect to the top plate 33 is the channel direction in which the defective portion is present in the synogram. The movement amount in the expansion direction may be a predetermined movement amount or a movement amount derived by the determination function 443.

以下、図2及び図5を参照しながら、拡張機能444の動作例について説明する。ここで、図5(a)、図5(b)は、計数結果の一例を示す図である。 Hereinafter, an operation example of the extended function 444 will be described with reference to FIGS. 2 and 5. Here, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are diagrams showing an example of the counting result.

図2に示すように、撮影系19(X線管11、X線検出器12)がデフォルトの位置A1にある場合、天板33上の被検体Pを或るビュー角度で撮影すると、被検体Pの一部(右端部)がファンビームの範囲から逸脱する場合がある。この場合、ファンビームから外れた部分は基準FOV外の領域となるため、基準FOVでは捕捉することができなくなる。 As shown in FIG. 2, when the photographing system 19 (X-ray tube 11, X-ray detector 12) is in the default position A1, when the subject P on the top plate 33 is photographed at a certain view angle, the subject is photographed. A part of P (right end) may deviate from the range of the fan beam. In this case, since the portion deviated from the fan beam is a region outside the reference FOV, it cannot be captured by the reference FOV.

この場合、X線検出器12の計数結果は、図5(a)に示すように、投影データの投影パスのうち右端に対応するチャンネル位置CH1で、カウント値が途切れた状態となる。ここで、横軸は、X線検出器12のチャンネル位置を意味し、縦軸は、X線光子のカウント値を意味する。また、この場合、X線検出器12の計数結果から生成されるサイノグラムでは、上述したように、図5のビュー角度で欠損部位が生じることになる。 In this case, as shown in FIG. 5A, the count result of the X-ray detector 12 is in a state where the count value is interrupted at the channel position CH1 corresponding to the right end of the projection path of the projection data. Here, the horizontal axis means the channel position of the X-ray detector 12, and the vertical axis means the count value of the X-ray photon. Further, in this case, in the synogram generated from the counting result of the X-ray detector 12, as described above, a defective portion is generated at the view angle of FIG.

従来では、撮影によって得られたFOV内のカウント値の傾向から、FOVの外側に存在する被検体Pの領域と他の領域(空気)との境界位置を推算し、当該境界までのカウント値の減衰曲線を予測することで、FOVを疑似的に拡張することが行われている。 Conventionally, the boundary position between the region of the subject P existing outside the FOV and another region (air) is estimated from the tendency of the count value in the FOV obtained by imaging, and the count value up to the boundary is estimated. By predicting the decay curve, the FOV is quasi-extended.

しかしながら、この手法では、例えば図2に示すように、被検体Pの基準FOV外の領域に病巣等の高吸収物質Paが存在するような場合に、この高吸収物質Paを捕捉することができないため、高吸収物質Paの存在を反映した画像を再現することはできない。また、FOVの外側に存在する被検体Pと空気との境界位置は推算によって導出されるものであるため、実際の境界位置とは異なる可能性がある。そのため、誤った境界位置に基づいて投影データが生成されると、再構成によって得られる画像の画質が低下する可能性があった。 However, with this method, for example, as shown in FIG. 2, when a highly absorbent substance Pa such as a lesion is present in a region outside the reference FOV of the subject P, this highly absorbent substance Pa cannot be captured. Therefore, it is not possible to reproduce an image that reflects the presence of the highly absorbent substance Pa. Further, since the boundary position between the subject P and the air existing outside the FOV is derived by estimation, it may be different from the actual boundary position. Therefore, if the projection data is generated based on the wrong boundary position, the image quality of the image obtained by the reconstruction may be deteriorated.

一方、本実施形態の拡張機能444では、基準FOV外の領域に被検体Pが存在する場合、被検体Pが存在する拡張方向(例えば図2の移動量M1の方向)に撮影系19を移動させ、欠損部位が生じた拡張角度で撮影を行わせる。これにより、基準FOV外の領域に存在する被検体Pの部分は、撮影系19の移動に伴い変移した基準FOV(ファンビーム)の範囲に収まることになる。また、撮影系19の移動に伴い、被検体Pの領域と他の領域(空気)との境界位置を捕捉することができるため、実際の境界位置を特定することができる。 On the other hand, in the extended function 444 of the present embodiment, when the subject P is present in a region outside the reference FOV, the photographing system 19 is moved in the extended direction in which the subject P is present (for example, the direction of the movement amount M1 in FIG. 2). Then, the photograph is taken at the extended angle where the defect site is generated. As a result, the portion of the subject P existing in the region outside the reference FOV falls within the range of the reference FOV (fan beam) that has changed with the movement of the photographing system 19. Further, since the boundary position between the region of the subject P and the other region (air) can be captured with the movement of the photographing system 19, the actual boundary position can be specified.

また、この場合、移動後の位置(例えば図2の位置A2)での撮影で得られた計数結果と、移動前の位置(例えば図2の位置A1)での撮影で得られた計数結果とを、後述する変換機能445で統合すると、その統合結果は図5(b)に示す状態となる。 Further, in this case, the counting result obtained by shooting at the position after the movement (for example, the position A2 in FIG. 2) and the counting result obtained by shooting at the position before the movement (for example, the position A1 in FIG. 2). Is integrated by the conversion function 445 described later, and the integrated result is in the state shown in FIG. 5 (b).

図5(b)では、位置A2の撮影で得られた計数結果を破線で示している。ここで、チャンネル位置CH2は、被検体Pと空気との境界位置を意味し、移動後の計数結果から特定されるものである。また、位置A2の計数結果のうち、破線で示す曲線の山部は、高吸収物質Paの計数結果を表している。つまり、撮影系19の移動により、位置A1の撮影では基準FOVの外側に存在した高吸収物質Paを捕捉することができる。以下、拡張機能444の処理(拡張処理)で得られた計数結果や投影データを追加投影データともいう。 In FIG. 5B, the counting result obtained by photographing the position A2 is shown by a broken line. Here, the channel position CH2 means the boundary position between the subject P and the air, and is specified from the counting result after the movement. Further, among the counting results of the position A2, the mountain portion of the curve shown by the broken line represents the counting result of the highly absorbent substance Pa. That is, by moving the photographing system 19, the highly absorbent substance Pa existing outside the reference FOV can be captured in the photographing at the position A1. Hereinafter, the counting result and the projection data obtained by the processing (extended processing) of the extended function 444 are also referred to as additional projection data.

なお、図4で説明したサイノグラムの部位B1~B6のように、チャンネル方向の両側に欠損部位が存在する場合、チャンネル方向の両側に撮影系19を移動させる必要がある。この場合、拡張機能444は、撮影系19を移動させるチャンネル方向を交互に切り替えながら基準FOV外の領域の撮影を実行させる。 When there are defective parts on both sides in the channel direction as in the parts B1 to B6 of the synogram described with reference to FIG. 4, it is necessary to move the photographing system 19 on both sides in the channel direction. In this case, the extended function 444 causes the shooting of the region outside the reference FOV to be executed while alternately switching the channel direction for moving the shooting system 19.

例えば、拡張機能444は、部位B1~B6毎に、チャンネル方向を切り替えながら撮影を行う形態としてもよい。 For example, the extended function 444 may be in a form in which shooting is performed while switching the channel direction for each of the parts B1 to B6.

また、例えば、拡張機能444は、一方のチャンネル方向に移動させ、当該チャンネル方向に存在する欠損部位の拡張角度をまとめて撮影した後、他方のチャンネル方向に移動させ、当該チャンネル方向に存在する欠損部位の拡張角度をまとめて撮影してもよい。このように、片方のチャンネル方向ずつまとめて撮影を行うことで、追加投影データの取得を効率的に行うことができる。 Further, for example, the expansion function 444 is moved in the direction of one channel, the expansion angles of the defect portions existing in the channel direction are collectively photographed, and then moved in the direction of the other channel, and the defects existing in the channel direction are present. The expansion angles of the parts may be photographed together. In this way, additional projection data can be efficiently acquired by shooting in one channel direction at a time.

また、拡張機能444は、撮影系19を移動させる際に、コリメータ17を制御することで、移動前の基準FOVで撮影された範囲にX線が照射されないよう、照射範囲を絞り込む制御を行ってもよい。具体的には、拡張機能444は、撮影系19の移動により拡張された基準FOVの範囲にX線が照射されるよう、コリメータ17の絞りを調整する。これにより、被検体Pに照射されるX線の線量を抑えることができるため、安全性の向上を図ることができる。 Further, the extended function 444 controls the collimator 17 when moving the photographing system 19 to narrow down the irradiation range so that the range photographed by the reference FOV before the movement is not irradiated with X-rays. May be good. Specifically, the extended function 444 adjusts the aperture of the collimator 17 so that the range of the reference FOV expanded by the movement of the photographing system 19 is irradiated with X-rays. As a result, the dose of X-rays irradiated to the subject P can be suppressed, so that safety can be improved.

図1に戻り、変換機能445は、拡張機能444の拡張処理により追加投影データが得られた場合に、前処理機能442と協働することで、追加投影データを移動前の撮影で得られた投影データに統合するための変換処理を実行する。 Returning to FIG. 1, the conversion function 445 obtained the additional projection data by shooting before moving by cooperating with the preprocessing function 442 when the additional projection data was obtained by the expansion processing of the expansion function 444. Perform conversion processing for integration into projection data.

変換処理の方法は特に問わず、種々の方法を用いることができる。以下では、変換処理の処理例として2つの方法を説明する。 The conversion processing method is not particularly limited, and various methods can be used. Hereinafter, two methods will be described as processing examples of the conversion processing.

まず、図6を参照して変換処理の第1の方法について説明する。図6は、拡張機能444が実行する変換処理の一例を説明するための図である。なお、図6は、図2で説明した、移動前後における撮影系19(X線管11)の各位置(A1、A2)と、被検体P(天板33)との位置関係を示している。 First, a first method of conversion processing will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the conversion process executed by the extended function 444. Note that FIG. 6 shows the positional relationship between each position (A1, A2) of the photographing system 19 (X-ray tube 11) before and after the movement and the subject P (top plate 33) described with reference to FIG. ..

また、図6では、X線管11の焦点から回転フレーム13の回転中心までの距離(焦点-回転中心間距離)をLとしている。また、X線管11は、ファン角2θでファンビームでX線を照射し、位置A1と位置A2とで投影データ(追加投影データ)が既に取得されているものとする。 Further, in FIG. 6, the distance (distance between the focal point and the center of rotation) from the focal point of the X-ray tube 11 to the center of rotation of the rotating frame 13 is L. Further, it is assumed that the X-ray tube 11 irradiates X-rays with a fan beam at a fan angle of 2θ, and projection data (additional projection data) has already been acquired at positions A1 and A2.

まず、変換機能445は、位置A1の撮影で投影データが得られた際の投影パス(ファン角)を、位置A2の撮影で追加投影データが得られた際の投影パスの位置まで拡大することで、追加投影データを、投影データを再構成する際のジオメトリ(再構成系のジオメトリ)に変換する。ここで、再構成系のジオメトリとは、X線管11、X線検出器12及び被検体Pの幾何学的配置、すなわち相対的位置関係のことである。 First, the conversion function 445 expands the projection path (fan angle) when the projection data is obtained by shooting at position A1 to the position of the projection path when additional projection data is obtained by shooting at position A2. Then, the additional projection data is converted into the geometry (geometry of the reconstruction system) when the projection data is reconstructed. Here, the geometry of the reconstruction system is the geometrical arrangement of the X-ray tube 11, the X-ray detector 12, and the subject P, that is, the relative positional relationship.

例えば、追加投影データの投影パス(以下、追加投影パス)が透過する被検体P内での位置x1について、位置A1を基準にチャンネル方向(X軸方向)の位置関係を表すと、位置x1は下記式(1)で記述することができる。ここで、φは、位置A2から照射されるファンビームの中心光線と、位置x1を透過する追加投影パスとの間の角度である。なお、図6では、追加投影パスを破線で示している。
x1=M1+L×tanφ …(1)
For example, regarding the position x1 in the subject P through which the projection path of the additional projection data (hereinafter referred to as the additional projection path) is transmitted, the position x1 represents the positional relationship in the channel direction (X-axis direction) with respect to the position A1. It can be described by the following equation (1). Here, φ is the angle between the central ray of the fan beam emitted from the position A2 and the additional projection path transmitted through the position x1. In FIG. 6, the additional projection path is shown by a broken line.
x1 = M1 + L × tanφ ... (1)

また、投影データのファン角を仮想的に拡大し、位置x1を透過する位置まで投影パスを移動させたとする。このとき、チャンネル方向(X軸方向)における位置x1の位置関係は、下記式(2)で記述することができる。ここで、αは、拡大分のファン角である。なお、図6では、投影データの投影パスを実線で示しており、仮想的に拡大したファン角に基づく投影データの投影パスを一点鎖線で示している。
x1=L×tan(θ+α) …(2)
Further, it is assumed that the fan angle of the projection data is virtually expanded and the projection path is moved to a position through which the position x1 is transmitted. At this time, the positional relationship of the position x1 in the channel direction (X-axis direction) can be described by the following equation (2). Here, α is the fan angle for the expansion. In FIG. 6, the projection path of the projection data is shown by a solid line, and the projection path of the projection data based on the virtually enlarged fan angle is shown by a alternate long and short dash line.
x1 = L × tan (θ + α)… (2)

変換機能445は、上記式(1)、(2)に基づき、追加投影データの位置x1での計数結果を、ファン角の仮想的な拡大により基本FOV外の領域まで拡大した、投影データの位置x1での計数結果に変換する変換処理を実行する。そして、変換機能445は、追加投影データで得られた各位置について上記の変換処理を実行することで、追加投影データを再構成のジオメトリに変換した、補正後の投影データを生成する。これにより、投影データと追加投影データとからサイノグラム等の画像を生成することができる。 Based on the above equations (1) and (2), the conversion function 445 expands the counting result at the position x1 of the additional projection data to the area outside the basic FOV by virtually expanding the fan angle, and the position of the projection data. The conversion process of converting to the counting result at x1 is executed. Then, the conversion function 445 generates the corrected projection data in which the additional projection data is converted into the reconstructed geometry by executing the above conversion process for each position obtained by the additional projection data. This makes it possible to generate an image such as a synogram from the projection data and the additional projection data.

次に、図6、図7及び図8を参照して、変換処理の第2の方法について説明する。ここで、図7は、図6に示した被検体Pの右端部(位置X1)周辺の部分拡大図である。また、図8は、図8は、再構成画像の一例を模式的に示す図である。なお、図7は、図6に示した位置X1周辺の部分拡大図である。 Next, a second method of conversion processing will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. Here, FIG. 7 is a partially enlarged view around the right end portion (position X1) of the subject P shown in FIG. Further, FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of the reconstructed image. Note that FIG. 7 is a partially enlarged view around the position X1 shown in FIG.

投影データから得られる再構成画像の外形は、被検体Pに応じた外形を有することになる。例えば、図6の位置A1からの撮影で得られた投影データから生成される再構成画像は、図8に示すように、被検体Pの外形と同様の形状(楕円形状)を呈することになる。但し、基本FOV外となった部分(右端部)は、図8の右端部に示すように欠損した状態で表れることになる。 The outer shape of the reconstructed image obtained from the projection data will have an outer shape corresponding to the subject P. For example, as shown in FIG. 8, the reconstructed image generated from the projection data obtained by photographing from the position A1 in FIG. 6 has the same shape (elliptical shape) as the outer shape of the subject P. .. However, the portion outside the basic FOV (right end portion) appears in a defective state as shown in the right end portion of FIG.

そこで、拡張機能444は、再構成画像から被検体Pの外形全体C1を推定し、欠損が存在する領域(以下、欠損領域)を特定する。次いで、拡張機能444は、図7に示すように、欠損領域の各位置(位置x1)を透過する追加投影パス(破線)のパス長Laと、ファン角の拡大により基本FOV外の領域まで拡大した位置x1を透過する投影パス(一点破線)のパス長Lbとを算出する。 Therefore, the extended function 444 estimates the entire outer shape C1 of the subject P from the reconstructed image, and identifies the region where the defect exists (hereinafter, the defective region). Next, as shown in FIG. 7, the extended function 444 expands to a region outside the basic FOV by expanding the path length La of the additional projection path (broken line) that passes through each position (position x1) of the defective region and the fan angle. The path length Lb of the projection path (dashed line) that passes through the position x1 is calculated.

次いで、拡張機能444は、追加投影データでの位置x1の計測結果に、Lb/Laの重みを掛けることで計測結果を補正する。そして、変換機能445は、上述した第1の方法の変換処理を実行することで、再構成系のジオメトリに変換した補正後の投影データを生成する。 Next, the extended function 444 corrects the measurement result by multiplying the measurement result of the position x1 in the additional projection data by the weight of Lb / La. Then, the conversion function 445 generates the corrected projection data converted into the geometry of the reconstruction system by executing the conversion process of the first method described above.

第2の方法を用いた場合、再構成画像から推定した被検体Pの外形形状に基づき、投影パスと追加投影パスとの角度差に応じた重みを、追加投影データの実測値に反映させることができる。そのため、第1の方法を用いた場合と比較し、再構成系のジオメトリに変換する際の精度向上を図ることができる。 When the second method is used, the weight according to the angle difference between the projection path and the additional projection path is reflected in the measured value of the additional projection data based on the outer shape of the subject P estimated from the reconstructed image. Can be done. Therefore, as compared with the case where the first method is used, it is possible to improve the accuracy when converting to the geometry of the reconstruction system.

上述した拡張機能444の拡張処理により、例えば、図4で示したサイノグラムの部位B1~B6の部分の追加投影データを得ることができる。また、上述した変換機能445の変換処理により、拡張処理で得られた追加投影データを、図4のサイノグラムに係る投影データに統合させることができる。 By the expansion process of the expansion function 444 described above, for example, additional projection data of the portions B1 to B6 of the synogram shown in FIG. 4 can be obtained. Further, by the conversion process of the conversion function 445 described above, the additional projection data obtained by the expansion process can be integrated into the projection data related to the synogram of FIG.

これにより、統合後の投影データから、図9に示すような、部位B1~B6の部分の曲線形状が補完されたサイノグラムを生成することができる。かかるサイノグラムを用いて再構成を行うことで、基準FOV外に存在する被検体Pの部分が反映されたCT画像データを生成することができる。なお、図9は、変換機能445により補正された投影データの一例を示す図である。 As a result, it is possible to generate a synogram in which the curved shapes of the portions B1 to B6 are complemented, as shown in FIG. 9, from the projected data after integration. By performing reconstruction using such a synogram, CT image data reflecting a portion of the subject P existing outside the reference FOV can be generated. Note that FIG. 9 is a diagram showing an example of projection data corrected by the conversion function 445.

図1に戻り、再構成処理機能446は、前処理機能442で生成された投影データ又は拡張機能444で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うことでCT画像データを生成する。再構成処理機能446は、再構成したCT画像データをメモリ41に格納する。 Returning to FIG. 1, the reconstruction processing function 446 uses a filter correction back projection method, a successive approximation reconstruction method, or the like with respect to the projection data generated by the preprocessing function 442 or the projection data generated by the extension function 444. CT image data is generated by performing the reconstruction process. The reconstruction processing function 446 stores the reconstructed CT image data in the memory 41.

ここで、フォトンカウンティングCTで得られる計数結果から生成された投影データには、被検体Pを透過することで減弱されたX線のエネルギーの情報が含まれている。このため、再構成処理機能446は、例えば、特定のエネルギー成分のCT画像データを再構成することができる。また、再構成処理機能446は、例えば、複数のエネルギー成分それぞれのCT画像データを再構成することができる。 Here, the projection data generated from the counting result obtained by the photon counting CT includes information on the energy of the X-ray attenuated by passing through the subject P. Therefore, the reconstruction processing function 446 can, for example, reconstruct the CT image data of a specific energy component. Further, the reconstruction processing function 446 can, for example, reconstruct the CT image data of each of the plurality of energy components.

また、再構成処理機能446は、例えば、各エネルギー成分のCT画像データの各画素にエネルギー成分に応じた色調を割り当て、エネルギー成分に応じて色分けされた複数のCT画像データを重畳した画像データを生成することができる。また、再構成処理機能446は、例えば、物質固有のK吸収端を利用して、当該物質の同定が可能となる画像データを生成することができる。再構成処理機能446が生成する他の画像データとしては、単色X線画像データや密度画像データ、実効原子番号画像データ等が挙げられる。 Further, the reconstruction processing function 446 assigns, for example, a color tone corresponding to the energy component to each pixel of the CT image data of each energy component, and superimposes a plurality of CT image data color-coded according to the energy component. Can be generated. Further, the reconstruction processing function 446 can generate image data that enables identification of the substance, for example, by utilizing the K absorption edge peculiar to the substance. Examples of other image data generated by the reconstruction processing function 446 include monochromatic X-ray image data, density image data, effective atomic number image data, and the like.

画像処理機能447は、入力インタフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能446によって生成された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。画像処理機能447は、変換した画像データをメモリ41に格納する。 The image processing function 447 uses a known method to process CT image data generated by the reconstruction processing function 446 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 rendering processing. Convert to image data such as a three-dimensional image. The image processing function 447 stores the converted image data in the memory 41.

以上、X線CT装置1の構成について説明した。かかる構成のもと、X線CT装置1は、基準FOVの外側に存在する被検体Pの部位の撮影を効率的に進めることを可能にする。 The configuration of the X-ray CT apparatus 1 has been described above. Under such a configuration, the X-ray CT apparatus 1 makes it possible to efficiently advance the imaging of the site of the subject P existing outside the reference FOV.

なお、拡張機能444が、拡張処理を開始するタイミングは特に問わず、任意に設定することが可能である。例えば、被検体Pの撮影に係る一連の工程や設定を規定する撮影プロトコルに、拡張処理の実行タイミングを組み込む形態としてもよい。ここで、撮影プロトコルは、X線CT装置1が被検体Pを撮影する際に使用される撮影パラメータの集合であり、例えば、位置決めスキャン及び本スキャンを実行するタイミングや、X線の照射量、撮影時間等の撮影パラメータを含む。以下、撮影プロトコルに組み込んだ例について説明する。 It should be noted that the extended function 444 can be arbitrarily set regardless of the timing at which the extended process is started. For example, the execution timing of the extended process may be incorporated into the imaging protocol that defines a series of steps and settings related to imaging of the subject P. Here, the imaging protocol is a set of imaging parameters used when the X-ray CT apparatus 1 photographs the subject P, for example, the timing of performing the positioning scan and the main scan, the X-ray irradiation amount, and the like. Includes shooting parameters such as shooting time. An example incorporated into the shooting protocol will be described below.

まず、第1撮影プロトコルについて説明する。第1撮影プロトコルは、最初に基準FOVで「位置決めスキャン」、次に拡張処理により基準FOVを移動させた状態で「位置決めスキャン」、最後に基準FOVで「本スキャン」を行うことを規定するものである。 First, the first shooting protocol will be described. The first imaging protocol stipulates that first a "positioning scan" be performed with the reference FOV, then a "positioning scan" with the reference FOV moved by extended processing, and finally a "main scan" with the reference FOV. Is.

この場合、判定機能443は、最初の位置決めスキャンで得られた投影データ(サイノグラム)に基づき、基準FOVの外部に被検体Pの部位が存在するか否かを判定する。基準FOVの外部に被検体Pの部位が存在した場合、判定機能443は、撮影系19を移動させる拡張方向等を特定する。 In this case, the determination function 443 determines whether or not the site of the subject P exists outside the reference FOV based on the projection data (synogram) obtained in the first positioning scan. When the site of the subject P exists outside the reference FOV, the determination function 443 specifies an expansion direction or the like for moving the imaging system 19.

続いて、拡張機能444は、2回目の位置決めスキャンに際し、特定された拡張方向に撮影系19を移動させる。次いで、拡張機能444は、2回目の位置決めスキャンを実行させる。かかる位置決めスキャンでは、拡張角度を含んだ一連のビュー角度で撮影が実行される。つまり、2回目の位置決めスキャンでは、1回目の位置決めスキャンで捕捉することができなかった被検体Pの部位を撮影することができる。 Subsequently, the extended function 444 moves the photographing system 19 in the specified extended direction in the second positioning scan. The extended function 444 then causes a second positioning scan to be performed. In such a positioning scan, shooting is performed at a series of view angles including an extended angle. That is, in the second positioning scan, the portion of the subject P that could not be captured in the first positioning scan can be photographed.

そして、1回目の位置決めスキャンのスキャン結果に基づき本スキャンが実行されると、変換機能445は、2回目の位置決めスキャンで得られた追加投影データを利用して、本スキャンで得られたサイノグラムの欠損部位を補正し、補正後のサイノグラムを生成する。これにより、再構成処理機能446は、基準FOV外に存在する被検体Pの部分が反映されたCT画像データを生成することができる。 Then, when the main scan is executed based on the scan result of the first positioning scan, the conversion function 445 uses the additional projection data obtained in the second positioning scan to obtain the synogram obtained in the main scan. The defect site is corrected and the corrected synogram is generated. As a result, the reconstruction processing function 446 can generate CT image data in which the portion of the subject P existing outside the reference FOV is reflected.

次に、第2撮影プロトコルについて説明する。第2撮影プロトコルは、最初に基準FOVで「位置決めスキャン」、次に基準FOVで「本スキャン」、次に拡張処理により基準FOVを移動させた状態でスキャン(以下、拡張スキャンともいう)、最後に本スキャンで得られた投影データと、拡張スキャンで得られた追加投影データとを用いて「変換処理」を行うことを規定するものである。 Next, the second photographing protocol will be described. The second imaging protocol is first "positioning scan" with the reference FOV, then "main scan" with the reference FOV, then scanning with the reference FOV moved by extended processing (hereinafter also referred to as extended scan), and finally. It stipulates that the "conversion process" is performed using the projection data obtained by the main scan and the additional projection data obtained by the extended scan.

この場合、判定機能443は、最初の位置決めスキャン又は次の本スキャンで得られた投影データ(サイノグラム)に基づき、基準FOVの外部に被検体Pの部位が存在するか否かを判定する。基準FOVの外部に被検体Pの部位が存在した場合、判定機能443は、拡張方向や拡張角度等を特定する。 In this case, the determination function 443 determines whether or not the site of the subject P exists outside the reference FOV based on the projection data (synogram) obtained in the first positioning scan or the next main scan. When the site of the subject P exists outside the reference FOV, the determination function 443 specifies the expansion direction, the expansion angle, and the like.

続いて、拡張機能444は、次の拡張スキャンに際し、特定された各拡張方向に撮影系19を移動させる。次いで、拡張機能444は、特定された拡張角度で撮影を行う。これにより、位置決めスキャン及び本スキャンで捕捉することができなかった被検体Pの部位を撮影することができる。なお、拡張スキャンは、位置決めスキャンと同等のX線量で行ってもよいし、本スキャンと同等のX線量で行ってもよい。 Subsequently, the extended function 444 moves the photographing system 19 in each of the specified extended directions in the next extended scan. The extended function 444 then shoots at the specified extended angle. This makes it possible to photograph the part of the subject P that could not be captured by the positioning scan and the main scan. The extended scan may be performed with an X dose equivalent to that of the positioning scan, or may be performed with an X dose equivalent to that of the main scan.

続いて、変換機能445は、前処理機能442等と協働し、拡張スキャンで得られた追加投影データを利用して、本スキャンで得られたサイノグラムの欠損部位を補正し、補正後のサイノグラムを生成する。これにより、再構成処理機能446は、基準FOV外に存在する被検体Pの部分が反映されたCT画像データを生成することができる。 Subsequently, the conversion function 445 collaborates with the preprocessing function 442 and the like, and uses the additional projection data obtained in the extended scan to correct the defective part of the synogram obtained in the main scan, and the corrected synogram. To generate. As a result, the reconstruction processing function 446 can generate CT image data in which the portion of the subject P existing outside the reference FOV is reflected.

次に、第3撮影プロトコルについて説明する。第3撮影プロトコルは、最初に基準FOVで「位置決めスキャン」、次に「拡張スキャン」、最後に基準FOVで「本スキャン」を行うことを規定するものである Next, the third photographing protocol will be described. The third imaging protocol stipulates that a "positioning scan" is first performed on the reference FOV, then an "extended scan", and finally a "main scan" is performed on the reference FOV.

この場合、判定機能443は、最初の位置決めスキャンで得られた投影データ(サイノグラム)に基づき、基準FOVの外部に被検体Pの部位が存在するか否かを判定する。基準FOVの外部に被検体Pの部位が存在した場合、判定機能443は、拡張方向や拡張角度等を特定する。 In this case, the determination function 443 determines whether or not the site of the subject P exists outside the reference FOV based on the projection data (synogram) obtained in the first positioning scan. When the site of the subject P exists outside the reference FOV, the determination function 443 specifies the expansion direction, the expansion angle, and the like.

続いて、拡張機能444は、次の拡張スキャンに際し、特定された各拡張方向に撮影系19を移動させる。次いで、拡張機能444は、特定された拡張角度で撮影を行う。これにより、位置決めスキャンで捕捉することができなかった被検体Pの部位を撮影することができる。 Subsequently, the extended function 444 moves the photographing system 19 in each of the specified extended directions in the next extended scan. The extended function 444 then shoots at the specified extended angle. This makes it possible to photograph the part of the subject P that could not be captured by the positioning scan.

そして、位置決めスキャンのスキャン結果に基づき本スキャンが実行されると、変換機能445は、拡張スキャンで得られた追加投影データを利用して、本スキャンで得られたサイノグラムの欠損部位を補正し、補正後のサイノグラムを生成する。これにより、再構成処理機能446は、基準FOV外に存在する被検体Pの部分が反映されたCT画像データを生成することができる。 Then, when the main scan is executed based on the scan result of the positioning scan, the conversion function 445 uses the additional projection data obtained in the extended scan to correct the defective part of the synogram obtained in the main scan. Generate a corrected synogram. As a result, the reconstruction processing function 446 can generate CT image data in which the portion of the subject P existing outside the reference FOV is reflected.

なお、上述した撮影プロトコルでは、拡張機能444は、拡張処理を自動で実行する形態としたが、これに限らず、操作者の入力指示に応じて実行する形態としてもよい。例えば、上述した第1~第3の撮影プロトコルのうち、第2プロトコルを用いる場合には、操作者は、2番目の工程(本スキャン)で得られたCT画像データをディスプレイ42を介して確認した後、必要に応じて拡張スキャンの実行有無を、入力インタフェースを介して指示する構成としてもよい。 In the above-mentioned photographing protocol, the extended function 444 is in a form of automatically executing the extended process, but the present invention is not limited to this, and the extended function 444 may be executed in response to an input instruction of the operator. For example, when the second protocol is used among the above-mentioned first to third imaging protocols, the operator confirms the CT image data obtained in the second step (main scan) via the display 42. After that, if necessary, it may be configured to indicate whether or not to execute the extended scan via the input interface.

また、上述の例では、判定機能443は、投影データ(サイノグラム)から拡張方向や拡張角度、移動量等を特定することで、拡張処理の際の撮影系19の移動方向やビュー角度、移動量を決定する形態としたが、これに限らず、これらの情報が操作者から入力される形態としてもよい。例えば、操作者は。位置決めスキャン又は本スキャンで得られたサイノグラムや、CT画像データに基づき、拡張処理の際の撮影系19の移動方向やビュー角度、移動量を、入力インタフェースを介して指示する構成としてもよい。この場合、拡張機能444は、指示された条件で拡張処理を実行する。 Further, in the above example, the determination function 443 specifies the expansion direction, the expansion angle, the movement amount, and the like from the projection data (synogram), so that the movement direction, the view angle, and the movement amount of the photographing system 19 during the expansion processing are specified. However, the form is not limited to this, and the form in which these information are input by the operator may be used. For example, the operator. Based on the synogram obtained by the positioning scan or the main scan, and the CT image data, the moving direction, the view angle, and the moving amount of the photographing system 19 at the time of the expansion processing may be instructed via the input interface. In this case, the extended function 444 executes the extended process under the instructed conditions.

次に、図10を参照して、X線CT装置1の動作例について説明する。図10は、X線CT装置1が行う処理の一例を示すフローチャートである。なお、図10のフローチャートは、上述した第1撮影プロトコルに基づく処理の流れを示すものである。 Next, an operation example of the X-ray CT apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing performed by the X-ray CT apparatus 1. The flowchart of FIG. 10 shows the flow of processing based on the above-mentioned first photographing protocol.

まず、制御機能441は、入力インタフェースを介した入力操作により基準FOVが設定されると(ステップS11)、設定された基準FOVで位置決めスキャンを実行する(ステップS12)。 First, when the reference FOV is set by the input operation via the input interface (step S11), the control function 441 executes the positioning scan with the set reference FOV (step S12).

続いて、判定機能443は、ステップS12の位置決めスキャンで得られた投影データに基づき、基準FOVの外側に被検体Pの一部が存在するか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、投影データ(サイノグラム)に、欠損部位が存在するか否かを判定する。 Subsequently, the determination function 443 determines whether or not a part of the subject P is present outside the reference FOV based on the projection data obtained by the positioning scan in step S12 (step S13). Specifically, it is determined whether or not a defect site is present in the projection data (synogram).

ここで、欠損部位が存在しない場合、判定機能443は、基準FOV内に被検体Pが収まっていると判定する(ステップS13;No)。この場合、制御機能441は、ステップS12の位置決めスキャンのスキャン結果に基づいて、基準FOVで本スキャンを実行し(ステップS14)、ステップS20に移行する。 Here, when the defect site does not exist, the determination function 443 determines that the subject P is contained in the reference FOV (step S13; No). In this case, the control function 441 executes the main scan at the reference FOV based on the scan result of the positioning scan in step S12 (step S14), and proceeds to step S20.

一方、欠損部位が存在した場合、判定機能443は、基準FOV外に被検体Pの一部が存在すると判定する(ステップS13;Yes)。次いで、判定機能443は、被検体Pの一部が存在すると想定される欠損部位の、ビュー角度(拡張角度)やチャンネル方向(拡張方向)を特定する(ステップS15)。なお。判定機能443は、撮影系19の移動量に対応するチャンネル数を特定してもよい。 On the other hand, when the defect site is present, the determination function 443 determines that a part of the subject P is present outside the reference FOV (step S13; Yes). Next, the determination function 443 specifies the view angle (expansion angle) and the channel direction (expansion direction) of the defect site where a part of the subject P is assumed to be present (step S15). note that. The determination function 443 may specify the number of channels corresponding to the movement amount of the photographing system 19.

続いて、拡張機能444は、特定されたチャンネル方向(拡張方向)に撮影系19を所定量移動させる(ステップS16)。次いで、拡張機能444は、制御機能441と協働することで、2回目の位置決めスキャンを実行させる(ステップS17)。なお、ステップS18で、ステップS15で特定された拡張角度のみを撮影する拡張スキャンを行う形態としてもよい。この場合、本処理は、上述の第3撮影プロトコルで規定された動作に対応する。 Subsequently, the extended function 444 moves the photographing system 19 by a predetermined amount in the specified channel direction (extended direction) (step S16). The extended function 444 then cooperates with the control function 441 to perform a second positioning scan (step S17). In step S18, an extended scan may be performed in which only the extended angle specified in step S15 is photographed. In this case, this process corresponds to the operation specified by the above-mentioned third imaging protocol.

続いて、制御機能441は、ステップS12の位置決めスキャンのスキャン結果に基づき本スキャンを実行する(ステップS18)。次いで、変換機能445は、ステップS17の位置決めスキャンで得られた追加投影データを、ステップS19の本スキャンで得られた投影データの座標系に変換し、補正後の投影データを生成する(ステップS19)。 Subsequently, the control function 441 executes the main scan based on the scan result of the positioning scan in step S12 (step S18). Next, the conversion function 445 converts the additional projection data obtained in the positioning scan in step S17 into the coordinate system of the projection data obtained in the main scan in step S19, and generates corrected projection data (step S19). ).

続いて、再構成処理機能446は、ステップS14の本スキャンで生成された投影データ、又はステップS19で生成された補正後の投影データの再構成処理を実行することでCT画像データを生成する(ステップS20)。そして、画像処理機能447は、CT画像データを画像データに変換すると、その画像データをディスプレイ42やメモリ41に出力し(ステップS21)、本処理を終了する。 Subsequently, the reconstruction processing function 446 generates CT image data by executing the reconstruction processing of the projection data generated in the main scan of step S14 or the corrected projection data generated in step S19 (). Step S20). Then, when the CT image data is converted into image data, the image processing function 447 outputs the image data to the display 42 or the memory 41 (step S21), and ends this processing.

以上述べた様に、本実施形態に係るX線CT装置1は、撮影系19を第1の配置位置(例えば位置A1)に配置して、第1の投影データ(投影データ)を取得し、撮影系19を被検体Pに対して移動させた第2の配置位置(例えば位置A2)に配置して、第1の投影データに含まれない被検体の検出結果を含んだ第2の投影データ(追加投影データ)を取得する。そして、X線CT装置1では、第1の投影データと第2の投影データとに基づいて再構成処理を実行し、その処理結果を出力する。 As described above, in the X-ray CT apparatus 1 according to the present embodiment, the photographing system 19 is arranged at the first arrangement position (for example, the position A1), and the first projection data (projection data) is acquired. The second projection data including the detection result of the subject not included in the first projection data by arranging the photographing system 19 at the second arrangement position (for example, position A2) moved with respect to the subject P. Get (additional projection data). Then, the X-ray CT apparatus 1 executes the reconstruction process based on the first projection data and the second projection data, and outputs the process result.

これにより、X線CT装置1によれば、第2の配置位置への移動に伴い、第1の配置位置の撮影で捕捉することができなかった被検体Pの領域の計数結果を得ることができるとともに、被検体Pの領域と他の領域との境界位置を確実に捕捉することができる。したがって、X線CT装置1によれば、拡張機能444及び変換機能445により、基準FOVの拡張を行った場合であっても、再構成等によって得られる画像の画質を向上させることができる。 As a result, according to the X-ray CT apparatus 1, it is possible to obtain the counting result of the region of the subject P that could not be captured by the imaging of the first placement position due to the movement to the second placement position. At the same time, it is possible to reliably capture the boundary position between the region of the subject P and another region. Therefore, according to the X-ray CT apparatus 1, the image quality of the image obtained by reconstruction or the like can be improved even when the reference FOV is expanded by the expansion function 444 and the conversion function 445.

なお、上述の実施形態では、拡張機能444は、撮影系19の被検体Pに対する配置位置をX線検出器12のチャンネル方向(図1のX軸方向)に移動させる構成としたが、これに限らず、上下方向(図1のY軸方向)等の他の方向に移動させてもよい。この場合も、変換機能445は、移動後の撮影で得られる追加投影データを、移動前の撮影で得られた投影データのジオメトリに変換して統合することで、成就の実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the above-described embodiment, the extended function 444 is configured to move the arrangement position of the photographing system 19 with respect to the subject P in the channel direction (X-axis direction in FIG. 1) of the X-ray detector 12. Not limited to this, it may be moved in another direction such as the vertical direction (Y-axis direction in FIG. 1). In this case as well, the conversion function 445 converts the additional projection data obtained in the post-movement shooting into the geometry of the projection data obtained in the pre-movement shooting and integrates them, thereby having the same effect as that of the embodiment of fulfillment. Can be played.

また、上述の実施形態では、拡張機能444は、撮影系19の配置位置を移動させる構成としたが、これに限らず、天板33(被検体P)の配置位置を移動させる構成としてもよい。この場合も、変換機能445は、移動後の撮影で得られる追加投影データを、移動前の撮影で得られた投影データのジオメトリに変換して統合することで、成就の実施形態と同様の効果を奏することができる。 Further, in the above-described embodiment, the extended function 444 is configured to move the arrangement position of the photographing system 19, but the present invention is not limited to this, and the extension function 444 may be configured to move the arrangement position of the top plate 33 (subject P). .. In this case as well, the conversion function 445 converts the additional projection data obtained in the post-movement shooting into the geometry of the projection data obtained in the pre-movement shooting and integrates them, thereby having the same effect as that of the embodiment of fulfillment. Can be played.

[第2の実施形態]
上述の第1の実施形態では、撮影系19(又は天板33)をチャンネル方向に移動させて、基本FOVの外側に存在する被検体Pの部位を撮影することで、被検体Pと空気との境界部分を撮影する形態を説明した。第2の実施形態では、被検体Pと空気との境界部分を撮影するカメラを別途備えた構成について説明する。なお、上述した第1の実施形態と同一の要素については、同一の符号を付与し説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the imaging system 19 (or the top plate 33) is moved in the channel direction to photograph the portion of the subject P existing outside the basic FOV, whereby the subject P and the air are photographed. I explained the form of photographing the boundary part of. In the second embodiment, a configuration separately provided with a camera for photographing the boundary portion between the subject P and the air will be described. The same elements as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図11は、第2の実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す図である。図11に示すように、第2の実施形態のX線CT装置1は、架台装置10内にカメラ20を更に備える。 FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the X-ray CT apparatus 1 of the second embodiment further includes a camera 20 in the gantry apparatus 10.

カメラ20は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary MOS)等の撮影素子を備えた撮影部の一例である。カメラ20は、回転フレーム13によって支持されており、撮影方向が回転中心の方向に向けられている。つまり、カメラ20は、天板33に載置された被検体Pを撮影可能な位置に設けられている。なお、カメラ20の画角は、少なくとも天板33のX軸方向の全域を撮影可能な大きさとすることが好ましい。カメラ20で撮影された画像データ(以下、カメラ画像ともいう)は、DAS18等を介して制御装置15に出力される。 The camera 20 is an example of a photographing unit provided with an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary MOS). The camera 20 is supported by a rotating frame 13, and the shooting direction is directed toward the center of rotation. That is, the camera 20 is provided at a position where the subject P placed on the top plate 33 can be photographed. The angle of view of the camera 20 is preferably such that at least the entire area of the top plate 33 in the X-axis direction can be photographed. The image data taken by the camera 20 (hereinafter, also referred to as a camera image) is output to the control device 15 via the DAS 18 or the like.

第2の実施形態に係る処理回路44は、例えば、上述した制御機能441、前処理機能442、判定機能443、再構成処理機能446、及び画像処理機能447の他、特定機能448及び推定機能449を更に備える。ここで、制御機能441は、取得部の一例である。特定機能448は、特定部の一例である。また、推定機能449は、推定部の一例である。 The processing circuit 44 according to the second embodiment has, for example, a specific function 448 and an estimation function 449 in addition to the above-mentioned control function 441, preprocessing function 442, determination function 443, reconstruction processing function 446, and image processing function 447. Further prepare. Here, the control function 441 is an example of the acquisition unit. The specific function 448 is an example of a specific unit. Further, the estimation function 449 is an example of an estimation unit.

特定機能448は、カメラ20で撮影されたカメラ画像に基づき、被検体Pと空気との境界位置を特定する。例えば、特定機能448は、エッジ検出等の公知の技術を用いることで、カメラ画像から被検体Pと空気との境界位置を特定する。また、特定機能448は、特定した境界位置を、投影データの再構成系のジオメトリに変換することで、境界位置に対応するチャンネル位置を特定する。 The specific function 448 specifies the boundary position between the subject P and the air based on the camera image taken by the camera 20. For example, the specific function 448 identifies the boundary position between the subject P and the air from the camera image by using a known technique such as edge detection. Further, the specific function 448 specifies the channel position corresponding to the boundary position by converting the specified boundary position into the geometry of the reconstruction system of the projection data.

なお、カメラ20が撮影するカメラ画像の座標系と、撮影系19の座標系との位置合わせは予め行われているものとする。例えば、カメラ20の設置時に、カメラ20の撮影範囲(及びその撮影中心)の位置をX線CT装置1の座標系と位置合わせする形態としてもよい。これにより、カメラ画像から境界位置に対応するチャンネル位置を特定することができる。 It is assumed that the coordinate system of the camera image captured by the camera 20 and the coordinate system of the photographing system 19 are aligned in advance. For example, when the camera 20 is installed, the position of the shooting range (and the shooting center thereof) of the camera 20 may be aligned with the coordinate system of the X-ray CT apparatus 1. This makes it possible to specify the channel position corresponding to the boundary position from the camera image.

例えば、図5(b)を用いて説明すると、特定機能448は、カメラ20で撮影されたカメラ画像から、被検体Pと空気との境界位置に対応するチャンネル位置CH2を特定する。なお、以下では、投影データの投影パスのうち、特定機能448で特定されたチャンネル位置(CH2)に最も近いチャンネル位置(CH1)を、投影データのチャンネル端ともいう。また、特定機能448で特定されたチャンネル位置を単に境界位置ともいう。 For example, to explain with reference to FIG. 5B, the specific function 448 specifies the channel position CH2 corresponding to the boundary position between the subject P and the air from the camera image taken by the camera 20. In the following, among the projection paths of the projection data, the channel position (CH1) closest to the channel position (CH2) specified by the specific function 448 is also referred to as a channel end of the projection data. Further, the channel position specified by the specific function 448 is also simply referred to as a boundary position.

推定機能449は、基準FOVで撮影された被検体Pの投影データと、特定機能448で特定された境界位置(チャンネル位置)とに基づき、投影データを補正する処理を実行する。具体的には、推定機能449は、投影データのチャンネル端から、特定機能448で特定された境界位置までの投影データの軌跡を推定し、その推定結果を追加投影データとして投影データに追加する補正を実行する。具体的には、推定機能449は、投影データのチャンネル端から、カウント値をゼロとする境界位置までの減衰軌跡を推定する。 The estimation function 449 executes a process of correcting the projection data based on the projection data of the subject P photographed by the reference FOV and the boundary position (channel position) specified by the specific function 448. Specifically, the estimation function 449 estimates the trajectory of the projection data from the channel end of the projection data to the boundary position specified by the specific function 448, and adds the estimation result to the projection data as additional projection data. To execute. Specifically, the estimation function 449 estimates the attenuation locus from the channel end of the projection data to the boundary position where the count value is zero.

ここで、減衰奇跡の推定方法は特に問わず、公知の技術を用いてもよい。例えば、推定機能449は、チャンネル端周辺の投影データの変化の傾向に基づき、境界位置までの減衰軌跡を推定してもよい。そして、再構成処理機能446は、推定機能449によって補正された投影データを再構成することで、第1の実施形態と同様にCT画像データを生成する。 Here, the method for estimating the attenuation miracle is not particularly limited, and a known technique may be used. For example, the estimation function 449 may estimate the attenuation locus to the boundary position based on the tendency of the change of the projection data around the channel end. Then, the reconstruction processing function 446 reconstructs the projection data corrected by the estimation function 449 to generate CT image data as in the first embodiment.

なお、特定機能448が境界位置の特定を行うタイミングは特に問わないものとする。例えば、特定機能448は、判定機能443で基準FOVの外部に被検体Pの一部が存在すると判定された場合に、境界位置の特定を行う形態としてもよい。また、特定機能448は、操作者からの入力指示に応じて、境界位置の特定を行う形態としてもよい。また、特定機能448は、デフォルトの状態で境界位置の特定を行う形態としてもよい。 The timing at which the specific function 448 specifies the boundary position is not particularly limited. For example, the specific function 448 may be in a form of specifying the boundary position when it is determined by the determination function 443 that a part of the subject P exists outside the reference FOV. Further, the specific function 448 may be in a form of specifying the boundary position in response to an input instruction from the operator. Further, the specific function 448 may be in a form of specifying the boundary position in the default state.

ところで、推定機能449よって推定された追加投影データは、第1の実施形態で説明した追加投影データとは異なり、被検体Pの体内の状態を反映したものではない。しかしながら、第2の実施形態に係る追加投影データは、実測により特定された境界位置を基に導出されたものであるため、境界位置自体を推定する構成と比較し、被検体Pと空気との境界をより正確に捉えることができる。 By the way, unlike the additional projection data described in the first embodiment, the additional projection data estimated by the estimation function 449 does not reflect the state of the subject P in the body. However, since the additional projection data according to the second embodiment is derived based on the boundary position specified by the actual measurement, the subject P and the air are compared with the configuration in which the boundary position itself is estimated. You can capture the boundaries more accurately.

したがって、第2の実施形態に係るX線CT装置1では、基準FOVの外部に被検体Pが存在するような場合であっても、上述の手法で投影データの補正を行うことで、撮影によって得られる画像の画質を向上させることができる。 Therefore, in the X-ray CT apparatus 1 according to the second embodiment, even when the subject P exists outside the reference FOV, the projection data is corrected by the above-mentioned method, and the image is taken. The image quality of the obtained image can be improved.

なお、上述した実施形態の各々では、X線CT装置1が備える機能構成を、処理回路44によって実現する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限らないものとする。例えば、明細書における機能構成は、ハードウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。 In each of the above-described embodiments, an example in which the functional configuration included in the X-ray CT apparatus 1 is realized by the processing circuit 44 has been described, but the embodiment is not limited to this. For example, the functional configuration in the specification may be hardware alone or a mixture of hardware and software to realize the same function.

また、上述した説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、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。プロセッサが例えばCPUである場合、プロセッサ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。一方、プロセッサが例えばASICである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 Further, the term "processor" used in the above description means, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (ASIC), or a programmable logic device. (For example, a circuit such as a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA)) is meant. When the processor is, for example, a CPU, the processor realizes a function by reading and executing a program stored in a storage circuit. On the other hand, when the processor is, for example, an ASIC, the function is directly incorporated as a logic circuit in the circuit of the processor instead of storing the program in the storage circuit. It should be noted that each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. good. Further, a plurality of components in each figure may be integrated into one processor to realize the function.

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ROM(Read Only Memory)や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD(Compact Disk)-ROM、FD(Flexible Disk)、CD-R(Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、CPUが、ROM等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。 Here, the program executed by the processor is provided by being incorporated in a ROM (Read Only Memory), a storage circuit, or the like in advance. This program is a file in a format that can be installed or executed on these devices, such as CD (Compact Disk) -ROM, FD (Flexible Disk), CD-R (Recordable), DVD (Digital Versatile Disk), etc. It may be recorded and provided on a computer-readable storage medium. Further, this program may be stored on a computer connected to a network such as the Internet, and may be provided or distributed by being downloaded via the network. For example, this program is composed of modules including each of the above-mentioned functional parts. As actual hardware, the CPU reads a program from a storage medium such as a ROM and executes the program, so that each module is loaded on the main storage device and generated on the main storage device.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、FOVの拡張によって得られる画像の画質を向上させることができる。 According to at least one embodiment described above, the image quality of the image obtained by expanding the FOV can be improved.

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。これらの実施形態は、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、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これらの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 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 embodiments, and various omissions, replacements, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

1 X線CT装置
10 架台装置
11 X線管
12 X線検出器
13 回転フレーム
14 X線高電圧装置
15 制御装置
16 ウェッジ
17 コリメータ
18 DAS
19 撮影系
20 カメラ
30 寝台装置
33 天板
40 コンソール装置
441 制御機能
442 前処理機能
443 判定機能
445 変換機能
446 再構成処理機能
447 画像処理機能
448 特定機能
449 推定機能
1 X-ray CT device 10 Mount device 11 X-ray tube 12 X-ray detector 13 Rotating frame 14 X-ray high voltage device 15 Control device 16 Wedge 17 Collimator 18 DAS
19 Shooting system 20 Camera 30 Bed device 33 Top plate 40 Console device 441 Control function 442 Pre-processing function 443 Judgment function 445 Conversion function 446 Reconstruction processing function 447 Image processing function 448 Specific function 449 Estimating function

Claims (13)

X線管と当該X線管から照射され被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有する撮影系と、
前記撮影系を前記被検体の周りに回転可能に支持する回転フレームと、
前記撮影系を第1の配置とした状態で前記回転フレームを回転させることにより、前記X線検出器の検出結果を示す第1の投影データを取得する第1の取得部と、
前記被検体に対して前記撮影系を前記回転フレームの回転面に水平な面内方向に相対移動させた第2の配置とした状態で、前記第1の投影データに含まれない前記被検体の検出結果を含んだ第2の投影データを取得する第2の取得部と、
前記第1の投影データと前記第2の投影データとに基づいて再構成処理を実行する再構成処理部と、
を備えるX線CT装置。
An imaging system having an X-ray tube and an X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and
A rotating frame that rotatably supports the imaging system around the subject,
A first acquisition unit that acquires first projection data indicating the detection result of the X-ray detector by rotating the rotation frame with the photographing system in the first arrangement.
The subject is not included in the first projection data in a state where the photographing system is relatively moved in the in-plane direction horizontal to the rotating surface of the rotating frame with respect to the subject. A second acquisition unit that acquires the second projection data including the detection result, and
A reconstruction processing unit that executes reconstruction processing based on the first projection data and the second projection data, and
X-ray CT apparatus.
前記X線管及び前記X線検出器の一方又は両方を、前記面内方向に移動させることで、前記被検体に対する前記撮影系の配置を前記第1の配置から前記第2の配置に移動させる移動機構を更に備える、請求項1に記載のX線CT装置。 By moving one or both of the X-ray tube and the X-ray detector in the in-plane direction, the arrangement of the imaging system with respect to the subject is moved from the first arrangement to the second arrangement. The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a moving mechanism. 前記被検体を載置した寝台を、前記面内方向に移動させることで、前記撮影系に対する前記被検体の配置を前記第1の配置から前記第2の配置に移動させる移動機構を更に備える、請求項1に記載のX線CT装置。 A moving mechanism for moving the arrangement of the subject with respect to the imaging system from the first arrangement to the second arrangement is further provided by moving the bed on which the subject is placed in the in-plane direction. The X-ray CT apparatus according to claim 1. 前記回転フレームを、前記面内方向に移動させることで、前記被検体に対する前記撮影系の配置を前記第1の配置から前記第2の配置に移動させる移動機構を更に備える、請求項1に記載のX線CT装置。 The first aspect of the present invention further comprises a moving mechanism for moving the arrangement of the imaging system with respect to the subject from the first arrangement to the second arrangement by moving the rotating frame in the in-plane direction. X-ray CT device. 前記第1の投影データに基づいて、前記第1の配置の撮影で捕捉することができなかった前記被検体の部位の存在する方向を特定する特定部を更に備え、
前記移動機構は、前記特定部で特定された方向に前記撮影系を相対移動させる、請求項2~4の何れか一項に記載のX線CT装置。
Further provided with a specific portion that identifies the direction in which the site of the subject, which could not be captured in the imaging of the first arrangement, is present based on the first projection data.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the moving mechanism relatively moves the photographing system in the direction specified by the specific unit.
前記特定部は、前記第1の投影データに基づいて、前記第1の配置の撮影で前記被検体の部位を捕捉することができなかった撮影角度を特定し、
前記第2の取得部は、前記特定部で特定された撮影角度で前記被検体の撮影を行わせる、請求項5に記載のX線CT装置。
Based on the first projection data, the specific unit identifies an imaging angle at which the site of the subject could not be captured in the imaging of the first arrangement.
The X-ray CT apparatus according to claim 5, wherein the second acquisition unit is used to image the subject at an imaging angle specified by the specific unit.
前記特定部は、前記第1の投影データに基づいて、前記第1の配置の撮影で捕捉することができなかった前記被検体の部位を撮影可能な位置までの移動量を特定し、
前記移動機構は、前記撮影系を前記特定部で特定された移動量分相対移動させる、請求項5又は6に記載のX線CT装置。
Based on the first projection data, the specific unit identifies the amount of movement of the part of the subject that could not be captured in the imaging of the first arrangement to a position where imaging is possible.
The X-ray CT apparatus according to claim 5, wherein the moving mechanism relatively moves the photographing system by the amount of movement specified by the specific unit.
前記撮影系は、前記X線管から照射されるX線の照射範囲を絞り込むX線絞り部を更に有し、
前記第2の取得部は、前記第1の投影データに含まれた前記被検体の検出結果に対応する部位が、前記第2の配置の撮影で照射範囲に含まれないよう、前記X線絞り部を制御する、請求項1~7の何れか一項に記載のX線CT装置。
The photographing system further has an X-ray diaphragm portion that narrows the irradiation range of X-rays emitted from the X-ray tube.
The second acquisition unit is the X-ray diaphragm so that the portion corresponding to the detection result of the subject included in the first projection data is not included in the irradiation range in the imaging of the second arrangement. The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 7, which controls a unit.
前記第2の投影データの座標系を、前記第1の投影データの座標系に変換し、前記第1の投影データと前記第2の投影データとを統合する変換部を更に備え、
前記再構成処理部は、前記変換部で統合された投影データに基づいて再構成処理を実行する、請求項1~8の何れか一項に記載のX線CT装置。
A conversion unit that converts the coordinate system of the second projection data into the coordinate system of the first projection data and integrates the first projection data and the second projection data is further provided.
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the reconstruction processing unit executes a reconstruction processing based on the projection data integrated by the conversion unit.
X線管と当該X線管から照射され被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有する撮影系と、
前記撮影系を前記被検体の周りに回転可能に支持する回転フレームと、
前記撮影系を第1の配置とした状態で前記回転フレームを回転させることにより、前記X線検出器の検出結果を示す第1の投影データを取得する第1の取得部と、
前記被検体に対して前記撮影系を前記回転フレームの回転面に垂直な面外方向に相対移動させた第2の配置とした状態で、前記第1の投影データに含まれない前記被検体の検出結果を含んだ第2の投影データを取得する第2の取得部と、
前記第1の投影データと前記第2の投影データとに基づいて再構成処理を実行する再構成処理部と、
を備えるX線CT装置。
An imaging system having an X-ray tube and an X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and
A rotating frame that rotatably supports the imaging system around the subject,
A first acquisition unit that acquires first projection data indicating the detection result of the X-ray detector by rotating the rotation frame with the photographing system in the first arrangement.
The photographing system is relatively moved in the out-of-plane direction perpendicular to the rotating surface of the rotating frame with respect to the subject, and the subject is not included in the first projection data. A second acquisition unit that acquires the second projection data including the detection result, and
A reconstruction processing unit that executes reconstruction processing based on the first projection data and the second projection data, and
X-ray CT apparatus.
X線管と当該X線管から照射され被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有する撮影系と、
前記被検体を撮影する撮影部と、
前記撮影系及び前記撮影部を前記被検体の周りに回転可能に支持する回転フレームと、
前記X線検出器の検出結果を示す投影データを取得する取得部と、
前記撮影部が撮影した画像に基づいて、前記被検体の領域と他の領域との境界位置を特定する特定部と、
前記特定部が特定した前記境界位置に基づいて、前記投影データに含まれた前記被検体の検出結果から前記投影データに含まれない前記被検体の部位の検出結果を推定する推定部と、
前記投影データと前記推定部の推定結果とに基づいて再構成処理を実行する再構成処理部と、
を備えるX線CT装置。
An imaging system having an X-ray tube and an X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and
An imaging unit that photographs the subject and
A rotating frame that rotatably supports the imaging system and the imaging unit around the subject, and
An acquisition unit that acquires projection data indicating the detection result of the X-ray detector, and
Based on the image taken by the imaging unit, a specific unit that specifies the boundary position between the area of the subject and another area, and a specific unit.
An estimation unit that estimates the detection result of the part of the subject that is not included in the projection data from the detection result of the subject included in the projection data based on the boundary position specified by the specific unit.
A reconstruction processing unit that executes reconstruction processing based on the projection data and the estimation result of the estimation unit, and
X-ray CT apparatus.
X線管と当該X線管から照射され被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有する撮影系と、前記撮影系を前記被検体の周りに回転可能に支持する回転フレームとを備えるX線CT装置で得られた投影データの画像処理方法であって、
前記撮影系を第1の配置とした状態で前記回転フレームを回転させることにより、前記X線検出器の検出結果を示す第1の投影データを取得し、
前記被検体に対して前記撮影系を前記回転フレームの回転面に水平な面内方向に相対移動させた第2の配置とした状態で、前記第1の投影データに含まれない前記被検体の検出結果を含んだ第2の投影データを取得し、
前記第1の投影データと前記第2の投影データとに基づいて再構成処理を実行する、
ことを含む画像処理方法。
An imaging system having an X-ray tube and an X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and a rotating frame that rotatably supports the imaging system around the subject. It is an image processing method of projection data obtained by an X-ray CT apparatus provided with.
By rotating the rotating frame with the photographing system in the first arrangement, the first projection data showing the detection result of the X-ray detector is acquired.
The photographing system is relatively moved in the in-plane direction horizontal to the rotating surface of the rotating frame with respect to the subject, and the subject is not included in the first projection data. Acquire the second projection data including the detection result,
The reconstruction process is executed based on the first projection data and the second projection data.
Image processing methods that include.
X線管と当該X線管から照射され被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有する撮影系と、前記撮影系を前記被検体の周りに回転可能に支持する回転フレームとを備えるX線CT装置で得られた投影データを処理するコンピュータを、
前記撮影系を第1の配置とした状態で前記回転フレームを回転させることにより、前記X線検出器の検出結果を示す第1の投影データを取得する第1の取得部と、
前記被検体に対して前記撮影系を前記回転フレームの回転面に水平な面内方向に相対移動させた第2の配置とした状態で、前記第1の投影データに含まれない前記被検体の検出結果を含んだ第2の投影データを取得する第2の取得部と、
前記第1の投影データと前記第2の投影データとに基づいて再構成処理を実行する再構成処理部と、
して機能させるためのプログラム。
An imaging system having an X-ray tube and an X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through the subject, and a rotating frame that rotatably supports the imaging system around the subject. A computer that processes projection data obtained by an X-ray CT apparatus equipped with
A first acquisition unit that acquires first projection data indicating the detection result of the X-ray detector by rotating the rotation frame with the photographing system in the first arrangement.
The photographing system is relatively moved in the in-plane direction horizontal to the rotating surface of the rotating frame with respect to the subject, and the subject is not included in the first projection data. A second acquisition unit that acquires the second projection data including the detection result, and
A reconstruction processing unit that executes reconstruction processing based on the first projection data and the second projection data, and
A program to make it work.
JP2020141663A 2020-08-25 2020-08-25 X-ray ct apparatus, image processing method and program Pending JP2022037495A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020141663A JP2022037495A (en) 2020-08-25 2020-08-25 X-ray ct apparatus, image processing method and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020141663A JP2022037495A (en) 2020-08-25 2020-08-25 X-ray ct apparatus, image processing method and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022037495A true JP2022037495A (en) 2022-03-09

Family

ID=80494624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020141663A Pending JP2022037495A (en) 2020-08-25 2020-08-25 X-ray ct apparatus, image processing method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022037495A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009507544A (en) Direct measurement and scatter correction for CT
JP2002125963A (en) Computer tomograph and method for operating the same
JP4297869B2 (en) Radiography equipment
US7502439B2 (en) Radiographic apparatus and method of using the same
JP2021137189A (en) Medical information processing device, medical image diagnostic device, and medical information processing method
JP7106392B2 (en) Sensitivity correction method and photon counting detector
JP7076970B2 (en) X-ray CT device
KR101954644B1 (en) Tomography apparatus using shutter scan method and controlling method thereof
JP7292938B2 (en) X-ray CT device, X-ray CT system and control program
JP2022037495A (en) X-ray ct apparatus, image processing method and program
JP2022013679A (en) Medical image processing method, medical image processing apparatus and x-ray ct apparatus
JP6815209B2 (en) X-ray CT device
JP2020096693A (en) X-ray CT system and processing program
JP2016054796A (en) Radiographic imaging apparatus and automatic exposure control method of radiographic imaging apparatus
JP2020103571A (en) Medical processing device and X-ray diagnostic system
JP7062514B2 (en) X-ray CT device and X-ray tube control device
JP6968594B2 (en) X-ray CT device
US20230404493A1 (en) X-ray ct apparatus, correction data collection method, and storage medium
JP7399720B2 (en) X-ray CT device
US20240099670A1 (en) X-ray ct apparatus
JP7412952B2 (en) Medical image diagnostic equipment
US20230346323A1 (en) X-ray ct apparatus
JP7223517B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment
JP7399780B2 (en) Medical image diagnostic equipment
JP2022046946A (en) X-ray ct apparatus