JP2534664B2 - X線ct装置 - Google Patents
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- JP2534664B2 JP2534664B2 JP61070807A JP7080786A JP2534664B2 JP 2534664 B2 JP2534664 B2 JP 2534664B2 JP 61070807 A JP61070807 A JP 61070807A JP 7080786 A JP7080786 A JP 7080786A JP 2534664 B2 JP2534664 B2 JP 2534664B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はX線CT装置に関し、さらに詳しくはnチャン
ネルの検出器を持つ第3世代のX線CT装置(Rotate−Ro
tate方式)において、ガントリのぐらつき、X線管又は
検出器群のだれに起因して生ずるシャワー状アーチファ
クトを除去するX線CT装置に関する。
ネルの検出器を持つ第3世代のX線CT装置(Rotate−Ro
tate方式)において、ガントリのぐらつき、X線管又は
検出器群のだれに起因して生ずるシャワー状アーチファ
クトを除去するX線CT装置に関する。
(従来の技術) 米国特許第4284896号によれば、下記の技術が開示さ
れている。
れている。
即ち、上記特許はnチャンネルの各チャンネルの中間
に相当する「対向データ」(詳細は後述する)を他のフ
ァンの中から補間によって選び出し、これを使って一旦
2nチャンネルのファンを作り(リフレクション処理と称
す)、この2nチャンネルのファンデータを用いて再構成
処理を行なうものである。
に相当する「対向データ」(詳細は後述する)を他のフ
ァンの中から補間によって選び出し、これを使って一旦
2nチャンネルのファンを作り(リフレクション処理と称
す)、この2nチャンネルのファンデータを用いて再構成
処理を行なうものである。
第2図,第3図は上述した「対向データ」を説明する
ための図である。第2図において、1はX線管、Dはそ
れぞれ前記X線管1と一体的に回転するX線検出器群で
あり、ここでは説明の便宜上9チャンネルの検出器D1〜
D9としている。
ための図である。第2図において、1はX線管、Dはそ
れぞれ前記X線管1と一体的に回転するX線検出器群で
あり、ここでは説明の便宜上9チャンネルの検出器D1〜
D9としている。
ここで、X線管1、検出器Dは図示矢印A方向に回転
するものとし、回転角θでのX線管1の位置をSとし、
回転角θ′でのX線管1の位置をS′とすると、各位置
S,S′でのファンビームFの中には共通なX線ビームR
が存在する。位置Sでの前記X線ビームRを(ψ,θ)
とし、位置S′でのX線ビームRを(ψ′,θ′)とす
ると、 ψ′=−ψ …(1) θ′=θ+2π−ψ …(2) と表わすことができる。ここで(ψ,θ)のX線ビーム
Rは検出器D−7で検出されるデータに対応する。
するものとし、回転角θでのX線管1の位置をSとし、
回転角θ′でのX線管1の位置をS′とすると、各位置
S,S′でのファンビームFの中には共通なX線ビームR
が存在する。位置Sでの前記X線ビームRを(ψ,θ)
とし、位置S′でのX線ビームRを(ψ′,θ′)とす
ると、 ψ′=−ψ …(1) θ′=θ+2π−ψ …(2) と表わすことができる。ここで(ψ,θ)のX線ビーム
Rは検出器D−7で検出されるデータに対応する。
ところで、同図に示すように検出器群Dのうちの一の
検出器(同図では検出器D−5)の中心線が、X線管1
と回転中心Oとを結ぶラインlよりP/4(Pは検出器の
配列ピッチ)だけずれている位置関係で回転させると、
前記(ψ′,θ′)で示されるX線ビームRは隣接する
検出器の中心(同図では検出器D−3.D−4の中間点)
のデータに対応することになる。
検出器(同図では検出器D−5)の中心線が、X線管1
と回転中心Oとを結ぶラインlよりP/4(Pは検出器の
配列ピッチ)だけずれている位置関係で回転させると、
前記(ψ′,θ′)で示されるX線ビームRは隣接する
検出器の中心(同図では検出器D−3.D−4の中間点)
のデータに対応することになる。
ここで(ψ,θ)のビームによるデータをP(ψ,
θ)とし、(ψ′,θ′)のビームによるデータをP
(ψ′,θ′)とすると、 P(ψ,θ)=P(ψ′,θ′) …(3) となる。そしてP(ψ′,θ′)は検出器で求めること
ができないデータであるが(検出器の中間位置のデータ
であるため)、これに相当するデータはP(ψ,θ)と
して得られる。
θ)とし、(ψ′,θ′)のビームによるデータをP
(ψ′,θ′)とすると、 P(ψ,θ)=P(ψ′,θ′) …(3) となる。そしてP(ψ′,θ′)は検出器で求めること
ができないデータであるが(検出器の中間位置のデータ
であるため)、これに相当するデータはP(ψ,θ)と
して得られる。
そこでP(ψ,θ)を「対向データ」とすることでチ
ャンネル間のデータを求めることができ、同様に第3図
に示すように各チャンネル間に相当する「対向データ」
を用いて2nチャンネル分のデータを得ることができる。
ャンネル間のデータを求めることができ、同様に第3図
に示すように各チャンネル間に相当する「対向データ」
を用いて2nチャンネル分のデータを得ることができる。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、この種のX線CT装置では、得られたCT画像
上にシャワー状アーチファクトが生ずるという問題があ
る。
上にシャワー状アーチファクトが生ずるという問題があ
る。
これは、ガントリのぐらつき、X線管1又は検出器群
Dのダレに起因するもので、以下これを第14図(A),
(B)、第15図(A),(B)を参照して説明する。
Dのダレに起因するもので、以下これを第14図(A),
(B)、第15図(A),(B)を参照して説明する。
X線管1から曝射され回転中心Oを通る理想的中心ra
y(第2図では検出器D−5の中心よりP/4ずれた位置に
至るray)は、ガントリのぐらつき等によって現実には
回転中心Oを通らずにずれが生じている。第14図(A)
はX線管1が基準回転位置にある場合で、Rは実現に中
心rayを示し、この際δoのズレが生じている。また、
第14図(B)は同図(A)より角θだけ回転した状態を
示し、この際のズレをδθとする。そして、各回転角θ
後に上記のズレδθは異なる。
y(第2図では検出器D−5の中心よりP/4ずれた位置に
至るray)は、ガントリのぐらつき等によって現実には
回転中心Oを通らずにずれが生じている。第14図(A)
はX線管1が基準回転位置にある場合で、Rは実現に中
心rayを示し、この際δoのズレが生じている。また、
第14図(B)は同図(A)より角θだけ回転した状態を
示し、この際のズレをδθとする。そして、各回転角θ
後に上記のズレδθは異なる。
ここで、第2図に示すデータ収集によれば、被検体の
Forward側で収集したデータFと、これと対向するBackw
ard側で収集したデータBとは、第15図(A)に示すよ
うに空間的に1/2ray分(検出器面上で1/2ピッチに対
応)ずれてなくてはいけないが、実際には上述した理由
により第15図(B)に示すようにさらに{δ(θ)−δ
(θ+π)}・Lずれてしまう。それにもかかわらず、
空間的に第15図(A)に示す状態で収集されたものとし
て画像再構成を行なうと、結局不等ピッチサンプリング
を行なった場合と同様にシャワー状アーチファクトが生
じてしまう。
Forward側で収集したデータFと、これと対向するBackw
ard側で収集したデータBとは、第15図(A)に示すよ
うに空間的に1/2ray分(検出器面上で1/2ピッチに対
応)ずれてなくてはいけないが、実際には上述した理由
により第15図(B)に示すようにさらに{δ(θ)−δ
(θ+π)}・Lずれてしまう。それにもかかわらず、
空間的に第15図(A)に示す状態で収集されたものとし
て画像再構成を行なうと、結局不等ピッチサンプリング
を行なった場合と同様にシャワー状アーチファクトが生
じてしまう。
そこで本発明の目的とするところは、ガントリのぐら
つき、X線管又は検出器群のダレに起因するシャワー状
アーチファクトの発生を低減することのできるX線CT装
置を提供することにある。
つき、X線管又は検出器群のダレに起因するシャワー状
アーチファクトの発生を低減することのできるX線CT装
置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、被検体の回りに一体的に回転されるX線管
及びnチャンネルの検出器群を有し、かつ、前記検出器
群の一の検出器の中心が前記X線管とその回転中心とを
結ぶ延長線よりもP/4(Pは検出器配列ピッチ)ずれた
位置関係で回転させ、その各位置でnチャンネルのX線
ファンデータを収集するデータ収集部と、X線ファンビ
ームにおける理想的中心rayと現実の中心rayとのズレδ
θを各回転角θについてそれぞれ記憶する記憶部と、こ
の記憶部からのズレδθに基づき、現実のデータ投影方
向とバックプロジェクション方向との不一致を補正する
補正手段とを設けて構成している。
及びnチャンネルの検出器群を有し、かつ、前記検出器
群の一の検出器の中心が前記X線管とその回転中心とを
結ぶ延長線よりもP/4(Pは検出器配列ピッチ)ずれた
位置関係で回転させ、その各位置でnチャンネルのX線
ファンデータを収集するデータ収集部と、X線ファンビ
ームにおける理想的中心rayと現実の中心rayとのズレδ
θを各回転角θについてそれぞれ記憶する記憶部と、こ
の記憶部からのズレδθに基づき、現実のデータ投影方
向とバックプロジェクション方向との不一致を補正する
補正手段とを設けて構成している。
(作 用) 次に、上記のデータ処理後に行なわれる、アーチファ
クトの低減について説明する。
クトの低減について説明する。
上述したように、X線ファンビームにおける理想的中
心rayと現実の中心rayとのずれδθ(角θ毎に相違)
は、ガントリのひずみ、ゆがみやX線管、検出器群のダ
レが主因であるため再現性があり、予め測定して記憶部
に記憶しておくことができる(測定法については後述す
る)。
心rayと現実の中心rayとのずれδθ(角θ毎に相違)
は、ガントリのひずみ、ゆがみやX線管、検出器群のダ
レが主因であるため再現性があり、予め測定して記憶部
に記憶しておくことができる(測定法については後述す
る)。
そして、補正手段では前記記憶部に記憶されているず
れδθに基づき、実際のデータ投影方向とバックプロジ
ェクション方向との不一致を補正している。
れδθに基づき、実際のデータ投影方向とバックプロジ
ェクション方向との不一致を補正している。
この補正手段での補正としては大別して2種考えられ
る。一方はズレδθに基づきデータを再サンプリングし
てバックプロジェクション方向と一致させるものであ
り、他方はズレδθに基づいてバックプロジェクション
方向をデータ収集時の投影方向に一致させるものであ
る。
る。一方はズレδθに基づきデータを再サンプリングし
てバックプロジェクション方向と一致させるものであ
り、他方はズレδθに基づいてバックプロジェクション
方向をデータ収集時の投影方向に一致させるものであ
る。
先ず、前者の再サンプリングによる手法について第6
図を参照して説明する。同図に示すように、先ずnチャ
ンネルデータを収集し、次に各チャンネルデータより補
間によってチャンネル間のデータを求める。その後、補
間されたデータよりδθだけずれた位置のデータを再サ
ンプリングし、このように補正されたデータをチャンネ
ルデータとして出力する。これによって、X線ファンデ
ータの投影方向とバックプロジェクション方向とが一致
するため、シャワー状アーチファクトが除去される。
図を参照して説明する。同図に示すように、先ずnチャ
ンネルデータを収集し、次に各チャンネルデータより補
間によってチャンネル間のデータを求める。その後、補
間されたデータよりδθだけずれた位置のデータを再サ
ンプリングし、このように補正されたデータをチャンネ
ルデータとして出力する。これによって、X線ファンデ
ータの投影方向とバックプロジェクション方向とが一致
するため、シャワー状アーチファクトが除去される。
上記の手法では、補間と再サンプリングをそれぞれ別
個に行なうものであるが、このような補間と再サンプリ
ングは、ひとつの離散コンボリューションによって実現
することもできる。
個に行なうものであるが、このような補間と再サンプリ
ングは、ひとつの離散コンボリューションによって実現
することもできる。
補間関数の一例として第7図に示すように、 を用いるとすると、この補間関数をδθずれた位置でサ
ンプリングして第8図に示すような実質4点の離散的フ
ィルタを得る。ただし、 fm=0−−−−|n|>3 である。ここで、元のデータをgnとすると補正されたデ
ータgn′は下記の式で求まる。
ンプリングして第8図に示すような実質4点の離散的フ
ィルタを得る。ただし、 fm=0−−−−|n|>3 である。ここで、元のデータをgnとすると補正されたデ
ータgn′は下記の式で求まる。
ところで、ズレδθが余り大きいとこの手法は意味を
なさない。即ち、補間関数のもつ平滑化効果によって高
周波の情報を失うことがある結果、gn′はボケを含むデ
ータになり当初の目的である分解能の向上が図れなくな
るからである。しかし、|δθ|<Δψ/Δ×0.5程度
ならば十分に性能を発揮し得る。
なさない。即ち、補間関数のもつ平滑化効果によって高
周波の情報を失うことがある結果、gn′はボケを含むデ
ータになり当初の目的である分解能の向上が図れなくな
るからである。しかし、|δθ|<Δψ/Δ×0.5程度
ならば十分に性能を発揮し得る。
従って、各回転位置θについて離散的フィルタを予め
作成して記憶部に記憶しておき、データに対してこのフ
ィルタfmを補正手段においてコンボリューションするこ
とで補正を行なうことができる。
作成して記憶部に記憶しておき、データに対してこのフ
ィルタfmを補正手段においてコンボリューションするこ
とで補正を行なうことができる。
このような第1の手法による補正は、前記データ処理
部の2nチャンネル分のデータ作成の前後いずれであって
もよい。
部の2nチャンネル分のデータ作成の前後いずれであって
もよい。
次に、第2の手法であるバックプロジェクション方向
を補正する手法について説明する。
を補正する手法について説明する。
シャワー状アーチファクトの発生は前述したようにデ
ータ収集時のプロジェクション方向とバックプロジェク
ション方向との不一致によるものであるから、データ処
理部で2nチャンネル分のデータを作成し、画像再構成部
でこのデータに再構成関数をコンボリューションした後
に、データ収集時のプロジェクション方向と一致させて
バックプロジェクションを行なうようにしてもよい。δ
θは予め記憶部に記憶されているので、補正手段におい
てこのδθに基づいてバックプロジェクション方向を補
正すれば第1の手法と結果的同等となる。
ータ収集時のプロジェクション方向とバックプロジェク
ション方向との不一致によるものであるから、データ処
理部で2nチャンネル分のデータを作成し、画像再構成部
でこのデータに再構成関数をコンボリューションした後
に、データ収集時のプロジェクション方向と一致させて
バックプロジェクションを行なうようにしてもよい。δ
θは予め記憶部に記憶されているので、補正手段におい
てこのδθに基づいてバックプロジェクション方向を補
正すれば第1の手法と結果的同等となる。
(実施例) 以下、本発明を実施例に基づき説明する。
<第1実施例> 第1図は実施例装置のブロック図である。
同図において、11はデータ収集部(DAS)であり、被
検体の回りに前記X線管1と検出器群Dとを一体的に例
えば360゜回転させて各方向からのプロジェクションデ
ータを収集するものである。
検体の回りに前記X線管1と検出器群Dとを一体的に例
えば360゜回転させて各方向からのプロジェクションデ
ータを収集するものである。
ここで、このデータ収集部11におけるX線管1と検出
器群Dとの関係は、第2図に示すように一の検出器のセ
ンターが、X線管1と回転中心Oとを結ぶラインlより
もP/4(Pは検出器配列ピッチ)だけずれている位置関
係となっている。そして、このデータ収集部11では、X
線管1の各曝射位置毎にn個のX線ファンデータが収集
されるものとする(従って、検出器群Dはnチャンネル
である)。
器群Dとの関係は、第2図に示すように一の検出器のセ
ンターが、X線管1と回転中心Oとを結ぶラインlより
もP/4(Pは検出器配列ピッチ)だけずれている位置関
係となっている。そして、このデータ収集部11では、X
線管1の各曝射位置毎にn個のX線ファンデータが収集
されるものとする(従って、検出器群Dはnチャンネル
である)。
リファレンス補正部12は、X線強度の補正を行なう補
正部である。
正部である。
記憶部30は、再現性のある前記ズレδθを後述するよ
うな手法を予め測定しておき、このズレδθを各回転位
置θに対応付けて記憶している。
うな手法を予め測定しておき、このズレδθを各回転位
置θに対応付けて記憶している。
補正手段31は、例えば第6図に示すようにして補間、
再サンプリングを行ない、δθに基づく補正を行なうも
のである。
再サンプリングを行ない、δθに基づく補正を行なうも
のである。
データ処理部13は、前記データ収集部11でのデータ収
集順に、前記補正手段31で補正されたn個のX線ファン
データ(第4図(A)図示)を各曝射毎に入力し、各チ
ャンネル間データとして零を水増しして2nチャンネル分
のX線ファンデータを作成処理する(第4図(B)参
照)。尚、本実施例では前述した拡張されたダイバージ
ェント法の条件を満足させるために、このデータ処理部
13において、前記データ収集部11で現に収集されたnチ
ャンネルのデータについてのみ「2」を乗算するように
なっている。
集順に、前記補正手段31で補正されたn個のX線ファン
データ(第4図(A)図示)を各曝射毎に入力し、各チ
ャンネル間データとして零を水増しして2nチャンネル分
のX線ファンデータを作成処理する(第4図(B)参
照)。尚、本実施例では前述した拡張されたダイバージ
ェント法の条件を満足させるために、このデータ処理部
13において、前記データ収集部11で現に収集されたnチ
ャンネルのデータについてのみ「2」を乗算するように
なっている。
14は画像再構成部であり、コンボリューション部15、
バックプロジェクション部16及びバックプロジェクショ
ン用のメモリ17で構成されている。前記コンボリューシ
ョン部15は、2nチャンネル例えば1024ch用の再構成関数
をコンボリューションし、前記のバックプロジェクショ
ン部16では1024chのデータとしてバックプロジェクショ
ンを行なうようになっている。
バックプロジェクション部16及びバックプロジェクショ
ン用のメモリ17で構成されている。前記コンボリューシ
ョン部15は、2nチャンネル例えば1024ch用の再構成関数
をコンボリューションし、前記のバックプロジェクショ
ン部16では1024chのデータとしてバックプロジェクショ
ンを行なうようになっている。
そして、再構成されたCT画像は表示部18に表示される
か、あるいはディスク19に格納されるようになってい
る。
か、あるいはディスク19に格納されるようになってい
る。
上記のように構成されたX線CT装置では、データ収集
部11での各曝射毎にnチャンネルX線ファンデータが収
集される。この際、各回転位置θ毎にδθのずれが異な
り、シャワー状アーチファクトの原因となる。そこで、
予め測定されているδθを各回転位置θ毎に記憶部30よ
り読み出し、補正手段31で第6図に示す補間及び再サン
プリングを実行している。この結果、各回転位置θ毎の
ずれδθは補償されて、後に行なわれるバックプロジェ
クションの方向とデータ収集時のプロジェクション方向
とが一致し、シャワー状アーチファクトの発生が阻止さ
れる。
部11での各曝射毎にnチャンネルX線ファンデータが収
集される。この際、各回転位置θ毎にδθのずれが異な
り、シャワー状アーチファクトの原因となる。そこで、
予め測定されているδθを各回転位置θ毎に記憶部30よ
り読み出し、補正手段31で第6図に示す補間及び再サン
プリングを実行している。この結果、各回転位置θ毎の
ずれδθは補償されて、後に行なわれるバックプロジェ
クションの方向とデータ収集時のプロジェクション方向
とが一致し、シャワー状アーチファクトの発生が阻止さ
れる。
また、データ収集部11では各回転位置毎にnチャンネ
ル分のファンデータしか収集できないが、データ処理部
13においてnチャネルの各チャンネル間に零を水増しし
て2nチャンネルのX線ファンデータを作成処理し、か
つ、ここでPure Parker法の条件を満たす重み付けを行
なっている。
ル分のファンデータしか収集できないが、データ処理部
13においてnチャネルの各チャンネル間に零を水増しし
て2nチャンネルのX線ファンデータを作成処理し、か
つ、ここでPure Parker法の条件を満たす重み付けを行
なっている。
ここで、データ収集部での2nチャンネルのデータ作成
について説明する。本発明によるデータ収集部は、前述
したように「対向データ」よりリフレクションによって
検出器間データを求めるものでもよいが、リフレクショ
ンを要せずに2nチャンネル分のデータを作成し、かつ、
再構成画像としてはリフレクションによるものと同等と
することができる。これは第4図(A)に示すように各
回転角毎に得られるnチャンネル(例えば512チャンネ
ル)のデータに対し、データ処理部において第4図
(B)に示すようにチャンネル間データを全て零として
加えて2nチャンネル(同図では1024チャンネル)のデー
タを作成し、以降は2nチャンネルデータとしてコンボリ
ューション処理、バックプロジェクション処理を行なっ
てCT画像を再構成するものである。即ち、前述した米国
特許の技術によればチャンネル間データを「対向デー
タ」よりリフレクションによって求めていたのに対し、
この例では「対向データ」を零として扱い、「対向デー
タ」を収集を待たずに各ファンデータ毎のパイプライン
的処理を可能としている。
について説明する。本発明によるデータ収集部は、前述
したように「対向データ」よりリフレクションによって
検出器間データを求めるものでもよいが、リフレクショ
ンを要せずに2nチャンネル分のデータを作成し、かつ、
再構成画像としてはリフレクションによるものと同等と
することができる。これは第4図(A)に示すように各
回転角毎に得られるnチャンネル(例えば512チャンネ
ル)のデータに対し、データ処理部において第4図
(B)に示すようにチャンネル間データを全て零として
加えて2nチャンネル(同図では1024チャンネル)のデー
タを作成し、以降は2nチャンネルデータとしてコンボリ
ューション処理、バックプロジェクション処理を行なっ
てCT画像を再構成するものである。即ち、前述した米国
特許の技術によればチャンネル間データを「対向デー
タ」よりリフレクションによって求めていたのに対し、
この例では「対向データ」を零として扱い、「対向デー
タ」を収集を待たずに各ファンデータ毎のパイプライン
的処理を可能としている。
上記のようにチャンネル間データを零として取り扱
い、2nチャンネルのデータとして処理することで正規な
CT画像が再構成される原理は下記の通りである。
い、2nチャンネルのデータとして処理することで正規な
CT画像が再構成される原理は下記の通りである。
即ち、1985年9月5日に出願された本件出願人と同一
出願人による米国出願(出願番号第732260号)に記載さ
れた拡張されたダイバージェント法の原理を用いれば、
あるデータP(φ,θ)とその対向データP(−φ,θ
+π−2φ)とが存在するとき、両データにそれぞれ任
意の重みW(φ,θ),W(−φ,θ+π−2φ)が乗算
してから再構成しても、その重み付けの和が「2」にな
る限り結果に変わりがないことが判っている。
出願人による米国出願(出願番号第732260号)に記載さ
れた拡張されたダイバージェント法の原理を用いれば、
あるデータP(φ,θ)とその対向データP(−φ,θ
+π−2φ)とが存在するとき、両データにそれぞれ任
意の重みW(φ,θ),W(−φ,θ+π−2φ)が乗算
してから再構成しても、その重み付けの和が「2」にな
る限り結果に変わりがないことが判っている。
ここで、第5図に示すように回転位置SでX線管1よ
り曝射された検出器群Dで検出されるX線ビームR1〜R7
の中間に存在するX線ビームR1′〜R6′は、X線管1が
他の回転位置に達した際に得られることは第2図で示し
た通りである。そして、これら各ビームR1〜R7,R1′〜R
6′の[対向データ]としてのビームを破線に示し、X
線ビームR1〜R7,R1′〜R6′によって得られるデータ
と、これらの「対向データ」との重み付けを同図に示す
ように決定すると、これは前述した拡張されたダイバー
ジェント法の条件を満たしている。
り曝射された検出器群Dで検出されるX線ビームR1〜R7
の中間に存在するX線ビームR1′〜R6′は、X線管1が
他の回転位置に達した際に得られることは第2図で示し
た通りである。そして、これら各ビームR1〜R7,R1′〜R
6′の[対向データ]としてのビームを破線に示し、X
線ビームR1〜R7,R1′〜R6′によって得られるデータ
と、これらの「対向データ」との重み付けを同図に示す
ように決定すると、これは前述した拡張されたダイバー
ジェント法の条件を満たしている。
従って、回転位置SでのX線ファンビームに着目する
と、X線ビームR1〜R7で得られたデータに「2」を重み
付けし、各チャンネル間のデータに「0」を重み付けし
て再構成しても全データ系で考察すれば拡張されたダイ
バージェント法の条件を満足していることになる。ここ
で今、1024chの検出器を持つX線CTシステムを考え、こ
のシステムで得られる全データP(φ,θ)について、
φが(n+1/2)Δφとサンプリングされているものと
する。そして、上述の重み付けを、 とすると、これはPure Porker法の条件を満たしてい
る。従って、以後再構成に供されるデータを、 として処理すればよい。従って、結果的には1024chの検
出器のうち例えば偶数chの512ch分だけデータを収集す
ればよいことになる。このため、わざわざ検出器を1024
ch要せず、その半数の512ch有していても同等の画像が
得られることが分る。
と、X線ビームR1〜R7で得られたデータに「2」を重み
付けし、各チャンネル間のデータに「0」を重み付けし
て再構成しても全データ系で考察すれば拡張されたダイ
バージェント法の条件を満足していることになる。ここ
で今、1024chの検出器を持つX線CTシステムを考え、こ
のシステムで得られる全データP(φ,θ)について、
φが(n+1/2)Δφとサンプリングされているものと
する。そして、上述の重み付けを、 とすると、これはPure Porker法の条件を満たしてい
る。従って、以後再構成に供されるデータを、 として処理すればよい。従って、結果的には1024chの検
出器のうち例えば偶数chの512ch分だけデータを収集す
ればよいことになる。このため、わざわざ検出器を1024
ch要せず、その半数の512ch有していても同等の画像が
得られることが分る。
上述の説明では、重み付け係数Wは2か0を取るよう
になっている。ここでWの変わりにkW(kは0でない任
意の定数)を用いることも可能であり、たとえばk=1/
2としてもよい。このときkWは1か0の値をとる。但
し、kが1でない場合には再構成される画像の濃淡値が
本来の値のk倍になって現れるため、画像再構成後に1/
k倍する必要がある。たとえばk=1/2のときには作られ
た画像の濃淡値を2倍すればよい。
になっている。ここでWの変わりにkW(kは0でない任
意の定数)を用いることも可能であり、たとえばk=1/
2としてもよい。このときkWは1か0の値をとる。但
し、kが1でない場合には再構成される画像の濃淡値が
本来の値のk倍になって現れるため、画像再構成後に1/
k倍する必要がある。たとえばk=1/2のときには作られ
た画像の濃淡値を2倍すればよい。
このようなことから、画像再構成部14で2nチャンネル
のデータとして扱って画像再構成を行なうことで、前記
データ収集部11で2nチャンネルのデータ収集を行なった
場合と同等の画像、即ち、nチャネルの検出器群である
ながら空間分解能を2倍に向上させた画像を得ることが
できる。
のデータとして扱って画像再構成を行なうことで、前記
データ収集部11で2nチャンネルのデータ収集を行なった
場合と同等の画像、即ち、nチャネルの検出器群である
ながら空間分解能を2倍に向上させた画像を得ることが
できる。
しかも、このような画像を再構成するにあたって、各
X線ファンデータ毎のパイプライン的処理を行なうこと
ができる。
X線ファンデータ毎のパイプライン的処理を行なうこと
ができる。
ここで、ずれδθの求め方の一例について説明する。
第9図に示すように、X線曝射領域にピン50を置き、
X線管1、検出器群Dとを一体的に回転させてこのピン
50をスキャンする。この際、ピン50の位置が第10図に示
すように回転中心0より離れた位置におくと、理想的に
は(δθを無視すれば)このピン50は、 なる曲線を描くはずであるが、実際には前述したダレ等
に起因して、 となる。
X線管1、検出器群Dとを一体的に回転させてこのピン
50をスキャンする。この際、ピン50の位置が第10図に示
すように回転中心0より離れた位置におくと、理想的に
は(δθを無視すれば)このピン50は、 なる曲線を描くはずであるが、実際には前述したダレ等
に起因して、 となる。
ここで、ピン50を回転中心0付近におくと、 L+rcosθLであり、また L》rsin(θ+θ0)であるからtan-1x=xとしてもよ
く、従って、 と表すことができる。
く、従って、 と表すことができる。
そこで、実際にスキャンして得たサイノグラム上でψ
θのデータを求め、これにサインカーブksin(θ+
θ0)をフィッティングしてその残差をズレδθの推定
値として得ることができる。ここで、ψθを各回転位置
θについて求めるためには、ピン50が一定の太さを有す
るため、各回転位置θについて第11図に示す、例えば3
点のデータに放物線をフィッティングし、その頂点の座
標をψθとして求めることができる。また、得られたψ
θについてサインカーブをフィッティングするために
は、 ksin(θ+θ0)=Acosθ+Bsinθ と変形できることを利用し、 として、 δθ=ψθ−(Acosθ+Bsinθ) よりδθを求めることができる。そして、このδθは再
現性あるものだから、上記のようにして一度測定したも
のを前記記憶部30に格納しておけばよい。
θのデータを求め、これにサインカーブksin(θ+
θ0)をフィッティングしてその残差をズレδθの推定
値として得ることができる。ここで、ψθを各回転位置
θについて求めるためには、ピン50が一定の太さを有す
るため、各回転位置θについて第11図に示す、例えば3
点のデータに放物線をフィッティングし、その頂点の座
標をψθとして求めることができる。また、得られたψ
θについてサインカーブをフィッティングするために
は、 ksin(θ+θ0)=Acosθ+Bsinθ と変形できることを利用し、 として、 δθ=ψθ−(Acosθ+Bsinθ) よりδθを求めることができる。そして、このδθは再
現性あるものだから、上記のようにして一度測定したも
のを前記記憶部30に格納しておけばよい。
<第2実施例> この実施例のブロック構成は第1図に示す通りである
が、前記記憶部30にはδθに基づき予め作成した第8図
に示す離散的フィルタを各回転位置θ毎に記憶してい
る。また、前記性手段31は記憶部30より読み出された離
散的フィルタをnチャンネルのデータにコンボリューシ
ョンし、結果的に第1実施例と同様の補正を行なうもの
である。
が、前記記憶部30にはδθに基づき予め作成した第8図
に示す離散的フィルタを各回転位置θ毎に記憶してい
る。また、前記性手段31は記憶部30より読み出された離
散的フィルタをnチャンネルのデータにコンボリューシ
ョンし、結果的に第1実施例と同様の補正を行なうもの
である。
この第2実施例によれば、補正手段31での処理を迅速
に行なうことができ、しかも、結果は第1実施例と同等
となる。
に行なうことができ、しかも、結果は第1実施例と同等
となる。
<第3実施例> 上記のフィルタ演算は画像再構成部14でのコンボリュ
ーション演算の前に行なうものであったが、このフィル
タを再構成関数に組み込むことにより、前記コンボリュ
ーション部15で併わせてフィルタ処理をも行なうことが
できる。
ーション演算の前に行なうものであったが、このフィル
タを再構成関数に組み込むことにより、前記コンボリュ
ーション部15で併わせてフィルタ処理をも行なうことが
できる。
ここで、一般にコンボリューション部15では先ずデー
タP(ψ)にcosψを乗算し、その後再構成関数h
(ψ)をコンボリューションしている。即ち、その演算
は、 {P(ψ)×cosψ}*h(ψ) …(4) である。第2実施例では、そのフィルタをf(ψ)と表
わすと、 〔{P(ψ)*f(ψ)}×cosψ〕*h(ψ) …
(5) を行なうものであった。本実施例では、 {P(ψ)×cosψ}*{h(ψ)*f(ψ)} …
(6) を行なうものである。現実には式(5)≠式(6)であ
るが、以下の理由により式(6)の演算でも十分な精度
であることが判る。
タP(ψ)にcosψを乗算し、その後再構成関数h
(ψ)をコンボリューションしている。即ち、その演算
は、 {P(ψ)×cosψ}*h(ψ) …(4) である。第2実施例では、そのフィルタをf(ψ)と表
わすと、 〔{P(ψ)*f(ψ)}×cosψ〕*h(ψ) …
(5) を行なうものであった。本実施例では、 {P(ψ)×cosψ}*{h(ψ)*f(ψ)} …
(6) を行なうものである。現実には式(5)≠式(6)であ
るが、以下の理由により式(6)の演算でも十分な精度
であることが判る。
即ち、ファンビームの半角は一般のX線CT装置の場合
15゜〜30゜であり、この範囲でのcosψの値は「1」に
近く、その変化率を示すsinψはほぼ直線でありsin ψ
≒ψの範囲内である。従って、cosψを定数とみなして
計算しても誤差は少なく、このため式(6)を用いて演
算することができる。
15゜〜30゜であり、この範囲でのcosψの値は「1」に
近く、その変化率を示すsinψはほぼ直線でありsin ψ
≒ψの範囲内である。従って、cosψを定数とみなして
計算しても誤差は少なく、このため式(6)を用いて演
算することができる。
このように、この第3実施例では予め再構成関数とし
てフィルタf(ψ)を組み込んでおけば、わざわざフィ
ルタ演算を別個に行なう必要がなく、従来行なわれてい
たコンボリューション演算時に併わせて行なうことがで
きる。(但し、f(ψ)は回転位置θ毎に異なるため、
再構成関数もθ毎に異なることになる。) <第4実施例> 次に、先行特許発明を利用した実施例について第12図
を参照して説明する。
てフィルタf(ψ)を組み込んでおけば、わざわざフィ
ルタ演算を別個に行なう必要がなく、従来行なわれてい
たコンボリューション演算時に併わせて行なうことがで
きる。(但し、f(ψ)は回転位置θ毎に異なるため、
再構成関数もθ毎に異なることになる。) <第4実施例> 次に、先行特許発明を利用した実施例について第12図
を参照して説明する。
尚、同図において第1図に示す部材と同一機能を有す
る部材については、同一符号を付してその詳細な説明を
省略する。
る部材については、同一符号を付してその詳細な説明を
省略する。
同図に示すデータ処理部22は、記憶部20とリフレクシ
ョン処理部21とから成り、前述した「対向データ」に基
づくリフレクション処理を実行するために、前記データ
収集部11で収集されたX線ファンデータをディスク又は
容量バッファ等の記憶部20に一旦格納し、全データ収集
後に「対向データ」をチャンネル間データとして2nチャ
ンネル分のデータを作成している。
ョン処理部21とから成り、前述した「対向データ」に基
づくリフレクション処理を実行するために、前記データ
収集部11で収集されたX線ファンデータをディスク又は
容量バッファ等の記憶部20に一旦格納し、全データ収集
後に「対向データ」をチャンネル間データとして2nチャ
ンネル分のデータを作成している。
このように、データ処理部22での2nチャンネル分のデ
ータ作成は上述した実施例と異なっているが、この場合
でも記憶部30、補正手段31によるシャワー状アーチファ
クトの除去補正は有効であり、上述した第1〜第3実施
例に示す補正が本実施例にも適用できる。
ータ作成は上述した実施例と異なっているが、この場合
でも記憶部30、補正手段31によるシャワー状アーチファ
クトの除去補正は有効であり、上述した第1〜第3実施
例に示す補正が本実施例にも適用できる。
この第4実施例では、リフレクション処理を行なうた
めに一旦データを記憶部20に格納しなければならないた
め、X線ファンデータ毎のパイプライン的処理は不可能
であるが、少なくとも本発明の目的である空間分解能の
向上とリング状アーチファクトの除去とを確実に行なう
ことができる。
めに一旦データを記憶部20に格納しなければならないた
め、X線ファンデータ毎のパイプライン的処理は不可能
であるが、少なくとも本発明の目的である空間分解能の
向上とリング状アーチファクトの除去とを確実に行なう
ことができる。
尚、この第4実施例と比較すれば、第1〜第3実施例
のものはX線ファンデータ毎のパイプライン的処理が可
能であるため、処理時間の大幅な短縮と装置の構成の簡
易化とを図ることができる。
のものはX線ファンデータ毎のパイプライン的処理が可
能であるため、処理時間の大幅な短縮と装置の構成の簡
易化とを図ることができる。
<第5実施例> この第5実施例は、前述した第2の手法によるもの
で、第13図に示す構成のうち第1図に示す部材と同一機
能を有する部材については同一符号を付し、その詳細な
説明を省略する。
で、第13図に示す構成のうち第1図に示す部材と同一機
能を有する部材については同一符号を付し、その詳細な
説明を省略する。
同図に示す補正手段32は、記憶部30からのδθに基づ
きバックプロジェクション部16におけるバックプロジェ
クション方向をデータ収集時のプロジェクション方向と
一致させるように補正するものである。
きバックプロジェクション部16におけるバックプロジェ
クション方向をデータ収集時のプロジェクション方向と
一致させるように補正するものである。
この場合、2nチャンネル分のデータ作成は、第1実施
例に示すリフレクションなしのもの、第4実施例に示す
リフレクションによるもののいずれであってもよい。
例に示すリフレクションなしのもの、第4実施例に示す
リフレクションによるもののいずれであってもよい。
このようにバックプロジェクション方向をδθに基づ
き補正することで、データ収集時のプロジェクション方
向と一致するため、結果的に第1実施例〜第4実施例と
同様の処理を行なったことになり、シャワー状アーチフ
ァクトの発生を阻止できる。
き補正することで、データ収集時のプロジェクション方
向と一致するため、結果的に第1実施例〜第4実施例と
同様の処理を行なったことになり、シャワー状アーチフ
ァクトの発生を阻止できる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではのな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。
以上詳述したように本発明によれば、ガントリのぐら
つき、X線管又は検出器群のダレに起因するシャワー状
アーチファクトを除去することができ、診断能の高いCT
画像を得ることができる。
つき、X線管又は検出器群のダレに起因するシャワー状
アーチファクトを除去することができ、診断能の高いCT
画像を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例装置のブロック図、第2図は
同上実施例装置のデータ収集部の概略説明図、第3図は
「対向データ」を説明するための概略説明図、第4図
(A),(B)はデータ処理部での処理動作を示す図、
第5図は拡張されたダイバージェット法に基づく重み付
けを示す図、第6図は補正手段によるデータ補間、再サ
ンプリングを説明するための概略説明図、第7図は補間
関数の一例を示す特性図、第8図は第7図の補完関数に
基づき得られる離散的フィルタの特性図、第9図はδθ
を求めるためのピンのスキャンを説明するための概略説
明図、第10図はピンの位置関係を示す概略説明図、第11
図はψθを求める一例を示す概略説明図、第12図,第13
図はそれぞれ本発明の変形例を示すブロック図、第14図
(A),(B)はそれぞれズレδθの発生を説明するた
めの概略説明図、第15図(A),(B)はそれぞれ理想
的データ収集、δθの位置ずれに基づくデータ収集を説
明するための概略説明図である。 1……X線管、D……検出器群、11……データ収集部、
13,22……データ処理部、14……画像再構成部、30……
記憶部、31,32……補正手段。
同上実施例装置のデータ収集部の概略説明図、第3図は
「対向データ」を説明するための概略説明図、第4図
(A),(B)はデータ処理部での処理動作を示す図、
第5図は拡張されたダイバージェット法に基づく重み付
けを示す図、第6図は補正手段によるデータ補間、再サ
ンプリングを説明するための概略説明図、第7図は補間
関数の一例を示す特性図、第8図は第7図の補完関数に
基づき得られる離散的フィルタの特性図、第9図はδθ
を求めるためのピンのスキャンを説明するための概略説
明図、第10図はピンの位置関係を示す概略説明図、第11
図はψθを求める一例を示す概略説明図、第12図,第13
図はそれぞれ本発明の変形例を示すブロック図、第14図
(A),(B)はそれぞれズレδθの発生を説明するた
めの概略説明図、第15図(A),(B)はそれぞれ理想
的データ収集、δθの位置ずれに基づくデータ収集を説
明するための概略説明図である。 1……X線管、D……検出器群、11……データ収集部、
13,22……データ処理部、14……画像再構成部、30……
記憶部、31,32……補正手段。
Claims (6)
- 【請求項1】被検体の回りの各投影方向についてX線フ
ァンデータを収集し、このデータに基づき画像再構成部
でコンボリューション、バックプロジェクションを行な
ってCT画像を再構成するX線CT装置において、被検体の
回りに一体的に回転されるX線管及びnチャンネルの検
出器群を有し、かつ、前記検出器群の一の検出器の中心
が前記X線管とその回転中心とを結ぶ延長線よりも検出
器配列ピッチの1/4ずれた位置関係で回転させ、各位置
でnチャンネルのX線ファンデータを収集するデータ収
集部と、X線ファンビームにおける理想的中心rayと現
実の中心rayとのズレδθを各回転角θについてそれぞ
れ記憶する記憶部と、この記憶部からのズレδθに基づ
き、現実のデータ投影方向とバックプロジェクション方
向との不一致を補正する補正手段とを設けたことを特徴
とするX線CT装置。 - 【請求項2】補正手段は、ズレδθに基づく補正のため
の再サンプリングをデータ補間して行なうものである特
許請求の範囲第1項記載のX線CT装置。 - 【請求項3】補正手段は、ズレδθに基づく補正のため
の再サンプリングを、離散的フィルタのコンボリューシ
ョンによって行なうものである特許請求の範囲第1項記
載のX線CT装置。 - 【請求項4】離散的フィルタは再構成関数に組み込ま
れ、再構成関数のコンボリューションによりズレδθに
基づく補正を行なうものである特許請求の範囲第3項記
載のX線CT装置。 - 【請求項5】補正手段は、ズレδθに基づきバックプロ
ジェクションの方向をデータ収集時と同一方向に補正す
るものである特許請求の範囲第1項記載のX線CT装置。 - 【請求項6】前記データ処理部からのnチャンネルのX
線ファンデータに対して各チャンネル間データを加えて
2nチャンネル分のデータを作成するデータ処理部をさら
に備え、このデータ処理部は、チャンネル間データとし
て零を加えて2nチャンネル分のデータを作成するもので
ある特許請求の範囲第1項乃至第5項記載のX線CT装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61070807A JP2534664B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | X線ct装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61070807A JP2534664B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | X線ct装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62227322A JPS62227322A (ja) | 1987-10-06 |
JP2534664B2 true JP2534664B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=13442200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61070807A Expired - Lifetime JP2534664B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | X線ct装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2534664B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5537164B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2014-07-02 | 株式会社日立メディコ | 画像再構成装置及びx線ct装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4284896A (en) * | 1979-08-24 | 1981-08-18 | General Electric Company | Computerized tomographic reconstruction method and system utilizing reflection |
JPS5849257A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-23 | Suketate Kamanaka | 回転式捺印機の捺印むら防止装置 |
JPS60126143A (ja) * | 1983-12-12 | 1985-07-05 | 横河メディカルシステム株式会社 | X線断層撮像装置 |
JPS60170749A (ja) * | 1984-02-16 | 1985-09-04 | Toshiba Corp | 放射線断層検査装置 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61070807A patent/JP2534664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62227322A (ja) | 1987-10-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |