JP2970680B2 - X線ct装置 - Google Patents

X線ct装置

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    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
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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、被検体にX線を照射して得られる被検体の
X線吸収係数に関するデータを基にして被検体の所定断
面の断層像を再構成するX線CT装置に係り、特にスキャ
ン時に被検体を体軸方向に移動させるいわゆるヘリカル
スキャン(またはスパイラルスキャンという)を行うX
線CT装置に関する。
(従来の技術) X線CT装置は、被検体の回りをX線管及び検出器が回
転してスキャンを行うスキャナ部と、検出器で得られる
被検体のX線吸収係数に関するデータを基にして被検体
の画像を再構成する画像再構成部とを備えている。最
近、スキャン時にX線管及び検出器を被検体の回りで連
続的に回転させるとともに、被検体を体軸方向に移動さ
せるいわゆるヘリカル(スパイラル)スキャンを行うX
線CT装置が提案されている。
第7図に示すように、ヘリカルスキャンの場合には、
X線管の位置は被検体Pに対して相対的にらせん状の軌
跡101を描く。画像再構成部では、例えば軌跡101におけ
る点bから点cに至る部分に対応するデータを用いて、
これを点bと点cとでつながった1回転分のデータとみ
なして画像の再構成を行う。このようなヘリカルスキャ
ンには、短時間で、被検体Pの所定範囲のデータを連続
的に得て、被検体Pの3次元的な情報を得ることができ
るという長所がある。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら上記した従来技術の場合には、実際には
点bと点cにおける被検体Pのスライス面はずれている
にもかかわらずこれらを1スライス面とみなすため、デ
ータに矛盾が生じ、このデータを用いて構成される画像
には非常に顕著なストリーク状アーチファクトが生じる
ことになる。このため、ヘリカルスキャンCTを実用化す
ることは難しいという問題があった。
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、ヘリカルスキ
ャンにおけるアーチファクトの発生を低減させることが
できるX線CT装置を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は、被検体に対してヘ
リカルスキャンするためのX線を曝射するX線管及び前
記被検体を透過するX線を検出する検出器を備え、この
検出器で得られるデータを基にして被検体の画像を再構
成するX線CT装置において、前記X線管及び前記検出器
が被検体に対して、180度にファン角度と所定角度とを
加えた、その合計が360度より小さい合計角度のヘリカ
ルスキャンを行って得られるデータを用いて補間処理を
行い1回転分のデータを得る補間処理部と、前記合計角
度のヘリカルスキャン部分の始めと終わりの位置の前記
所定角度に対応するデータと該データの対向データとの
加重平均を前記所定角度に対応する補正データとする補
正処理部とを備えることを特徴とする。
(作用) 上記構成を有する本発明のX線CT装置においては、上
記補間処理部によって、検出器で得られるデータのうち
スキャン角度が(180゜+ファン角度+所定角度)のい
わゆるハーフスキャンに近い短時間のスキャンで得られ
るデータのみを用いて1回転分のデータが得られる。従
って、特にヘリカルスキャンの場合に、データを得るス
キャン部分における被検体の移動距離が小さくて済むの
で、スキャン中の被検体の移動により生じるスライス面
のずれも小さい。
その上、上記補正処理部により、上記スキャン部分の
最初や最後の位置近傍の所定角度部分のデータとこのデ
ータの対向データとの加重平均がこの部分の補正データ
とされるので、このスキャン部分の最初や最後の位置に
おけるデータの非連続的なずれが低減される。この結
果、ヘリカルスキャンの場合に特に顕著に生じるアーチ
ファクトを大幅に低減させることができる。
(実施例) 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例のX線CT装置の構成を示す
ブロック図である。図においてこのX線CT装置1は、概
略被検体Pに対してスキャンを行うスキャナ部2と、ス
キャナ部2から送られるデータを処理するための情報処
理部3と、情報処理部3から送られる映像信号に従って
被検体Pの画像を表示するCRTディスプレイ等の表示手
段4とから成る。
スキャナ部2には、被検体Pを載置する寝台5と、中
央部に撮影孔6が形成された架台7が設置されている。
架台7内には、X線管8と検出器9が撮影孔6を挟んで
対向配置されている。撮影時には被検体Pを載置した寝
台5の天板5aが撮影孔6内に挿入され、X線管8及び検
出器9が被検体Pの回りを回転してスキャンを行うが、
このときX線管8,検出器9を連続的に回転させるととも
に、天板5aを被検体Pの体軸方向(図中矢印a方向)に
移動させることにより、ヘリカルスキャンを行うことが
できる。
情報処理部3には、検出器9から送られるデータに信
号処理等の前処理を行う前処理部10と、前処理部10から
送られるデータに後述する補間処理を行う補間処理部11
と、後述する補正処理を行う補正処理部12と、補間処理
部11及び補正処理部12から送られるデータを基にして画
像を再構成する画像再構成部13とが設けられている。
被検体Pの撮影時には、スキャナ部2で上記したよう
に被検体Pに対するスキャンを行い、検出器9で被検体
PのX線吸収係数に関するデータを得る。このデータは
検出器9から電気信号として情報処理部3に送られ、こ
の信号を前処理部10で信号処理,対数変換して得られる
投影データが補間処理部11及び補正処理部12に送られ
る。
補間処理部11は、X線管8及び検出器9が被検体Pに
対して(180゜+ファン感度+補正処理のために必要な
所定角度)スキャンを行って得られる投影データのみを
用いて、後述する補間処理を行い1回転分のデータを得
る。例えば第2図に示すようなサイノグラムにおいて、
180゜+ファン角度φ+所定角度α=βとすると、スキ
ャン角度がβであるスキャン部分の投影データを用い
る。ヘリカルスキャンを行う場合には第3図に示すよう
に、X線管8が角度βだけ回転するスキャン部分Sの範
囲のデータのみを用いる。従って、この範囲内の天板5a
の移動距離(被検体Pの移動距離d)は1回転分のスキ
ャンに比べて小さくなる。
ヘリカルスキャンの際に、第4図に示すサイノグラム
における角度−α/2〜(180゜+φ+α/2)の投影デー
タを用いる場合の補間処理部11の補間処理動作について
詳しく説明する。例えば同図に示す点C,DにおけるX線
ビームを第5図に示すような矢印CX,DXで表わすと、同
一の通路を通る対向ビームは矢印C′X,D′で表わさ
れる。すなわち点C,Dの投影データの対向データはそれ
ぞれ、上記サイノグラムにおいて点Cとは逆側のチャン
ネル端部における角度180゜−φの点C′,点Dとは逆
側のチャンネル端部における角度(180゜+φ)の点
D′の投影データである。
同様に、第4図に示すサイノグラムにおいて、角度
(180゜+φ+α/2)〜(360゜−α/2)の範囲内の投影
データ、すなわち長方形FGB“A"上の投影データの対向
データは、平行四辺形F′G′B′A′上の投影データ
である。補間処理部11はこの平行四辺形F′G′B′
A′上の投影データを長方形FGB“A"上の投影データと
して補間し、角度(180゜+φ+α/2)〜(360゜−α/
2)のデータを作成する。それによって1回転分の投影
データが得られる。
補正処理部12は上記サイノグラムにおける角度−α/2
〜0゜の投影データ、すなわち長方形ABDC上の投影デー
タと、角度(180゜+φ)〜(180゜+φ+α/2)の投影
データ、すなわち長方形D′EGF上の投影データに対し
て次に説明する補正処理を行う。
上記サイノグラムにおける長方形ABDC上の投影データ
の対向データは平行四辺形A′B′D′C′上の投影デ
ータであり、長方形D′EGF上の投影データの対向デー
タは平行四辺形DE′G′F′上の投影データである。こ
こで長方形ABDC上の投影データと平行四辺形A′B′
D′C′上の投影データとの加重平均を角度−α/2〜0
゜の投影データ(補正データ)とし、長方形D′EGF上
の投影データと平行四辺形DE′G′F′上の投影データ
との加重平均を角度(180゜+φ)〜(180゜+φ+α/
2)の投影データ(補正データ)とする。それによっ
て、角度−α/2〜(180゜+φ+α/2)のスキャン部分
における両端部分で生じる非連続的なデータのずれを低
減することができる。
例えば第4図において、直線K1と線分A′B′,C′
D′,D′E,FGとの交点e,f,g,hの投影データの対向デー
タが、直線K2と線分AB,CD,DE′,F′G′との交点e′,
f′,g′,h′の投影データであるとすると、線分eh上の
投影データには第6図に曲線r1で示すような重みをか
け、線分e′h′上の投影データには同図に曲線r2で示
すような重みをかけて両線分上のデータの加重平均を算
出する。曲線r1,r2は、それぞれ点e,e′,h,h′に対して
は傾きが0で、線分eh,e′h′の中間点に対しては重み
が1となり、かつ、対向する部分の重みの和が2となる
ような曲線、例えば3次曲線である。得られたデータを
線分eh,e′h′上の補正データとすれば、データの非連
続部分を滑らかにつなげることができる。
上記補間処理部11,補正処理部12により補間処理,補
正処理が施されて得られた1回転分の投影データは画像
再構成部13に送られる。画像再構成部13はこれらのデー
タにフーリエ変換等の演算処理を行って画像を再構成
し、この再構成画像を内容とする映像信号が画像再構成
部13から表示手段4に送られ、表示手段4に被検体Pの
所定断面の断層像が表示される。
本実施例装置においては、第3図に示したように、ヘ
リカルスキャンの場合にデータが用いられるスキャン部
分Sにおける被検体Pの移動距離dが小さいので、スキ
ャン中の被検体Pの移動により生じるスライス面のずれ
が小さく、さらに上記補正処理を行うことによりデータ
の非連続的なずれが低減されるので、アーチファクトの
発生を大幅に低減することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、種々変形実施が可能である。例えば、上記実施例に
おいてはヘリカルスキャンを例にとって説明したが、ヘ
リカルスキャン以外のスキャンの場合にも適用可能であ
る。
[発明の効果] 本発明のX線CT装置は以上の構成及び作用を有するも
ので、ハーフスキャンにおけるアーチファクトの発生を
低減することが可能であり、特にヘリカルスキャンの場
合に生じるアーチファクトを大幅に低減することができ
るので、ヘリカルスキャンCTの実用化を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のX線CT装置の構成を示すブ
ロック図,第2図は同実施例における補間処理を説明す
るためのサイノグラム,第3図は同実施例におけるヘリ
カルスキャン時の寝台天板の位置とX線管の位置との関
係を示す図,第4図は同実施例における補間処理及び補
正処理を説明するためのサイノグラム,第5図は同実施
例における対向データを説明するための説明図,第6図
は同実施例において補正処理の際にデータにかける重み
を示す図,第7図はヘリカルスキャン時のX線管の軌跡
を示す図である。 1……X線CT装置、2……スキャナ部 8……X線管、9……検出器 11……補間処理部、12……補正処理部 13……画像再構成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−188832(JP,A) 特開 昭58−32746(JP,A) 特開 昭62−227324(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体に対してヘリカルスキャンするため
    のX線を曝射するX線管及び前記被検体を透過するX線
    を検出する検出器を備え、この検出器で得られるデータ
    を基にして被検体の画像を再構成するX線CT装置におい
    て、 前記X線管及び前記検出器が被検体に対して、180度に
    ファン角度と所定角度とを加えた、その合計が360度よ
    り小さい合計角度のヘリカルスキャンを行って得られる
    データを用いて補間処理を行い1回転分のデータを得る
    補間処理部と、 前記合計角度のヘリカルスキャン部分の始めと終わりの
    位置の前記所定角度に対応するデータと該データの対向
    データとの加重平均を前記所定角度に対応する補正デー
    タとする補正処理部とを備えることを特徴とするX線CT
    装置。
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