JP3023201B2 - X-ray computed tomography apparatus - Google Patents

X-ray computed tomography apparatus

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JP3023201B2
JP3023201B2 JP3117633A JP11763391A JP3023201B2 JP 3023201 B2 JP3023201 B2 JP 3023201B2 JP 3117633 A JP3117633 A JP 3117633A JP 11763391 A JP11763391 A JP 11763391A JP 3023201 B2 JP3023201 B2 JP 3023201B2
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projection
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昭南 大橋
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、円錐、または角錐の錐
状のX線ビームを用いてヘリカルスキャンを行なうX線
コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置と称す
る)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter, referred to as an X-ray CT apparatus) for performing a helical scan using a cone or a pyramidal X-ray beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】X線CT装置は被検体の断層像を撮影す
る装置として医用のみならず産業用にも広く普及してい
る。特に、医用においては画像診断機器として重要な位
置を占めている。被検体は3次元であるが、X線CT装
置は断層像(スライス)を撮影(スキャン)するもので
あるので、被検体全部を撮影するためには多数枚のスラ
イスをスキャンする必要がある。最近のX線CT装置は
初期のものに比較すれば、スキャン速度が非常に早く、
全体の撮影時間も短くなっているが、さらに早く撮影を
行ないたいという要求がある。これは、(1)CT装置
が重要になるに従ってスキャンするスライス数が増加し
ていること、(2)ダイナミックスキャンと呼ばれる方
式の場合には、体内に注入した造影剤の動きを撮影する
ために、短時間の撮影が必要とされること等のためであ
る。撮影時間を短くするために、従来、2種類の方式が
提案、実用化されている。1つはヘリカルスキャン方式
であり、他はコーンビームを用いる方式である。
2. Description of the Related Art An X-ray CT apparatus is widely used not only for medical purposes but also for industrial purposes as a device for taking a tomographic image of a subject. In particular, in medical use, it occupies an important position as an image diagnostic device. The subject is three-dimensional, but since the X-ray CT apparatus captures (scans) a tomographic image (slice), it is necessary to scan a large number of slices to capture the entire subject. The scanning speed of recent X-ray CT systems is much faster than the earlier ones,
Although the overall photographing time has also been shortened, there is a demand for photographing more quickly. This is because (1) the number of slices to be scanned increases as the CT apparatus becomes important, and (2) in the case of a method called dynamic scan, the movement of the contrast agent injected into the body is photographed. This is because short-time photographing is required. Conventionally, two types of methods have been proposed and put into practical use in order to shorten the photographing time. One is a helical scan method, and the other is a method using a cone beam.

【0003】コーンビームを用いる方式とは、図13に
示すように、1個のX線管10からコーンビーム(実際
は円錐でなく角錐であるが、一般的にコーンビームと称
されている)12を被検体(図示せず)に投影して得ら
れた投影デ−タをイメ−ジ・インテンシファイア等の2
次元X線検出器14で収集する方式である。以下の説明
の便宜上、図14に示すように座標を決める。ここで
は、スライス面をX−Y座標平面により定義し、スライ
ス厚方向をZ軸と定義する。
As shown in FIG. 13, a method using a cone beam is such that a cone beam (actually not a cone but a pyramid, but generally called a cone beam) 12 from one X-ray tube 10 is used. Is projected onto a subject (not shown), and projection data obtained from the projection data is stored in an image intensifier or the like.
This is a method of collecting by the dimensional X-ray detector 14. For convenience of the following description, coordinates are determined as shown in FIG. Here, the slice plane is defined by the XY coordinate plane, and the slice thickness direction is defined as the Z axis.

【0004】図15に示すように、通常のスキャン方式
におけるあるスライス位置(Z方向のある位置z)のあ
る投影角度(X−Y平面内のY軸を基準とした場合の回
転角度θ)において収集した投影データをP(z,θ)
とする。通常のスキャン方式とは、スキャン位置を固定
して360度の投影データを収集し、順次Z方向にスキ
ャン位置を移動して、次の360度の投影データを収集
する方式である。従って、投影データP(z,θ)は図
16に(1)、(2)、…で示すように各投影位置毎に
0度から360度の順番で収集される。この場合、スキ
ャン位置とスライス位置は同じであり、同一投影位置で
ある縦1列の360度の投影データを用いて、その位置
の画像を再構成する。
[0005] As shown in FIG. 15, at a certain projection angle (a rotation angle θ with reference to the Y axis in the XY plane) at a certain slice position (a certain z position in the Z direction) in a normal scanning method. The collected projection data is P (z, θ)
And The normal scan method is a method of collecting 360-degree projection data while fixing the scan position, sequentially moving the scan position in the Z direction, and collecting the next 360-degree projection data. Therefore, the projection data P (z, θ) is collected in order from 0 ° to 360 ° for each projection position as shown by (1), (2),... In FIG. In this case, the scan position and the slice position are the same, and the image at that position is reconstructed using 360 ° projection data of one vertical column, which is the same projection position.

【0005】次に、ヘリカルスキャン方式を説明する。
この方式において収集した投影データをPH(z,θ)
とする。ヘリカルスキャンとは投影角度θの変化に同期
して、スキャン位置zを変化させるので、投影データP
H(z,θ)は図17に示すような順番で収集される。
あるスライス位置の画像を再構成するためには縦1列の
360度の投影データが必要であるが、ヘリカルスキャ
ン方式では縦1列の360度の投影データは存在しな
い。したがって、縦1列の投影データPH(z,θ)を
仮想的に合成する必要がある。これは、同一の投影角度
θでスキャン位置zの異なる2つ以上のデ−タを補間す
る方法が一般的である。例えば、破線の丸で示す投影デ
ータIはその左右の投影データL,RをZ方向の位置に
応じて補間することにより求められる。
Next, the helical scan method will be described.
The projection data collected by this method is expressed as PH (z, θ)
And Since the helical scan changes the scan position z in synchronization with the change in the projection angle θ, the projection data P
H (z, θ) are collected in the order shown in FIG.
In order to reconstruct an image at a certain slice position, one column of 360 ° projection data is required, but in the helical scan method, there is no one column of 360 ° projection data. Therefore, it is necessary to virtually combine the projection data PH (z, θ) in one vertical column. This is generally a method of interpolating two or more pieces of data having different scan positions z at the same projection angle θ. For example, the projection data I indicated by the dashed circle is obtained by interpolating the left and right projection data L and R according to the position in the Z direction.

【0006】図16と図17とから明らかなように、ヘ
リカルスキャン方式は通常のスキャン方式に比較して全
体のスキャン時間が短い。しかしながら、投影データを
スライス方向に補間するため、スライス厚方向のボケが
大きく、スライス方向の分解能が悪いという欠点があ
る。
As is apparent from FIGS. 16 and 17, the helical scan method has a shorter overall scan time than the normal scan method. However, since projection data is interpolated in the slice direction, there is a disadvantage that blurring in the slice thickness direction is large and resolution in the slice direction is poor.

【0007】次に、コーンビームを用いる通常のスキャ
ン方式を説明する。通常のスキャン方式、およびヘリカ
ルスキャン方式においては、全ての投影データはZ軸に
垂直であるが、コーンビームの場合は図18に示すよう
にZ軸方向に広がっている。そのため、投影データのス
キャン位置zはX,Y方向の位置により異なる。そこ
で、投影データのスキャン位置をZ軸上(x=y=0)
の位置で定義し、これをPC(z,θ)とする。図18
に示すように、コーンビームを用いると多数の投影デー
タを同時に収集できる。また、通常のスキャン方式と同
様に、360度の投影データを収集する間はスキャン位
置を固定してある。したがって、投影データPC(z,
θ)は図19に示す順番で収集される。
Next, an ordinary scanning method using a cone beam will be described. In the normal scan method and the helical scan method, all the projection data is perpendicular to the Z axis, but in the case of a cone beam, it spreads in the Z axis direction as shown in FIG. Therefore, the scan position z of the projection data differs depending on the position in the X and Y directions. Therefore, the scan position of the projection data is set on the Z axis (x = y = 0).
And this is defined as PC (z, θ). FIG.
As shown in (1), a large number of projection data can be collected simultaneously by using a cone beam. Further, the scan position is fixed while the 360-degree projection data is collected, as in the normal scan method. Therefore, the projection data PC (z,
θ) are collected in the order shown in FIG.

【0008】図16、図17、および図19とも1投影
データを1個の丸で示しているが、Z軸方向に関する投
影角度は同じではない。図16、図17の場合は、全て
の投影データがZ軸に垂直であるので、180度離れた
投影角度の投影データは図20(a)に示すように、お
互いに対向する投影データになる。一方、コーンビーム
の場合は、スライス位置の中心では図20(a)と同じ
であるが、中心から離れるにしたがって図20(b)に
示すように、投影データが交差するようになる。この角
度は中心からのずれに比例して大きくなる。
In FIGS. 16, 17 and 19, one projection data is indicated by one circle, but the projection angles in the Z-axis direction are not the same. In the case of FIG. 16 and FIG. 17, since all the projection data are perpendicular to the Z axis, the projection data at a projection angle separated by 180 degrees becomes the projection data facing each other as shown in FIG. . On the other hand, in the case of the cone beam, the center of the slice position is the same as in FIG. 20A, but the projection data intersects as the distance from the center increases, as shown in FIG. 20B. This angle increases in proportion to the deviation from the center.

【0009】したがって、コーンビームを用いたX線C
T装置における再構成は数学的には非常に難しい問題に
なる。そのため、何等かの近似を行って再構成するが、
中心から離れたスライスでは精度が悪くなる。
Therefore, X-ray C using a cone beam
Reconstruction in a T device is a mathematically very difficult problem. Therefore, some approximation is performed and reconstruction is performed.
Off-center slices are less accurate.

【0010】コーンビームを用いたX線CT装置の再構
成の最も簡単な方法は、X線管が非常に離れた位置にあ
ると見なして、コーンビームの全ての投影データがZ軸
に垂直であると近似することである。これにより、通常
のスキャンと同じく、コンボリューション・バックプロ
ジェクション方式により画像を再構成することができ
る。しかしながら、この近似では中心から離れたスライ
スにおける精度が十分でない。
[0010] The simplest method of reconstructing an X-ray CT apparatus using a cone beam is to assume that the X-ray tube is at a very remote position, and that all projection data of the cone beam is perpendicular to the Z axis. It is to approximate that there is. As a result, the image can be reconstructed by the convolution / back-projection method as in the case of the normal scan. However, this approximation does not provide sufficient accuracy in off-center slices.

【0011】別の近似再構成法としては文献1(L. A.
Feldkamp, et. al: Practical conebeam algorithm, J.
Opr. Soc. Am. A, 6, pp. 612-619, 1980 )に記載さ
れた方法がよく知られている。この方法は前述の方法に
比較すれば、精度がよいが、再構成が複雑であること、
精度がスライスにより異なること、これでも精度が十分
でないこと等の問題がある。
As another approximate reconstruction method, reference 1 (LA
Feldkamp, et.al: Practical conebeam algorithm, J.
Opr. Soc. Am. A, 6, pp. 612-619, 1980) is well known. This method is more accurate than the above method, but the reconstruction is complicated,
There are problems that the accuracy differs depending on the slice and that the accuracy is still insufficient.

【0012】このように、撮影時間を短くするために、
従来提案されている2種類の方式はいずれも一長一短が
あり、簡単な構成でしかも精度良く、短時間に多数枚の
スライスをスキャンすることができるものは実現されて
いない。なお、これらの2方式を組み合わせたシステム
は、研究はされているが、実用化はされていない。例え
ば、文献2(工藤博幸、斎藤恒雄「ヘリカルスキャンに
よる円錐ビーム投影からの3次元CT画像再構成」、M
BE88−63,9−16)に記載されている再構成方
式は、被検体が小さいものを仮定しているとともに、再
構成も複雑で実用的でない。
Thus, in order to shorten the photographing time,
Each of the two types of conventionally proposed methods has advantages and disadvantages, and a method capable of scanning a large number of slices in a short time with a simple configuration and high accuracy has not been realized. A system combining these two methods has been studied, but has not been put to practical use. For example, Reference 2 (Hiroyuki Kudo, Tsuneo Saito, "Reconstruction of 3D CT Image from Conical Beam Projection by Helical Scan", M.
The reconstruction method described in BE88-63, 9-16) assumes that the object is small, and the reconstruction is also complicated and impractical.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は多数枚のスラ
イスを短時間に撮影することができる簡単な構成のX線
CT装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above-mentioned circumstances, and has as its object to provide an X-ray CT apparatus having a simple structure capable of imaging a large number of slices in a short time. It is to be.

【0014】また、本発明の他の目的は精度がよく、し
かも、その精度がスライス位置に依存しないコーンビー
ムを用いたヘリカルスキャン方式のX線CT装置を提供
することである。
Another object of the present invention is to provide a helical scan type X-ray CT apparatus using a cone beam which has high accuracy and whose accuracy does not depend on the slice position.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によるX線CT装
置は、被検体の体軸方向にも所定の広がり幅を有するフ
ァンビームX線を被検体に対して放射するX線源と、検
出素子が2次元的に配列されてなり、被検体を透過した
多方向からのX線を検出するX線検出手段と、広がり幅
をX線検出手段の体軸方向の長さ以下の任意の長さに設
定可能なビーム幅設定手段と、X線源が被検体の周囲を
螺旋状の軌跡を描くようX線源もしくは被検体を駆動さ
せる駆動手段と、この駆動手段によるX線源もしくは被
検体の駆動量とビーム幅設定手段にて設定された広がり
幅とを関連づけて制御する駆動量制御手段と、この駆動
量制御手段による制御の基で収集されたデータにより画
像再構成処理を行い断層像を得る処理手段と、を具備
し、ビーム幅設定手段は、スキャン時間重視および画質
重視のいずれかのモードの選択に応じてX線の広がり幅
が設定されるものであることを特徴とするものである。
ここで、ビーム幅設定手段は、スキャン時間重視モード
が選択された際はビーム幅を広く設定し、画質重視モー
ドが選択された際はビーム幅を狭く設定してもよい。ま
た、駆動量制御手段は、ビーム幅設定手段にて設定され
た広がり幅の大小に比例して駆動量が変化するよう制御
してもよい。さらに、所定の広がり幅を有するファンビ
ームX線における、体軸方向の位置に応じて異なるビー
ム経路長を補正する補正手段をさらに具備してもよい。
An X-ray CT apparatus according to the present invention comprises: an X-ray source for emitting a fan beam X-ray having a predetermined spread width also in the body axis direction of a subject; X-ray detecting means for detecting X-rays from multiple directions, which are arranged in a two-dimensional manner and which have passed through the subject, and an arbitrary width equal to or smaller than the length of the X-ray detecting means in the body axis direction. Beam width setting means which can be set to the above, driving means for driving the X-ray source or the subject so that the X-ray source draws a spiral trajectory around the subject, and X-ray source or the subject by the driving means Drive amount control means for controlling the drive amount of the laser beam and the spread width set by the beam width setting means in association with each other, and image reconstruction processing is performed by data collected under the control of the drive amount control means to perform a tomographic image. Processing means for obtaining
Beam width setting means focuses on scan time and image quality
Spread width of X-ray according to selection of one of the emphasis modes
Is set .
Here, the beam width setting means is in the scan time emphasis mode.
When is selected, set the beam width wide and
When the mode is selected, the beam width may be set narrow. Ma
The drive amount control means is set by the beam width setting means.
Control so that the drive amount changes in proportion to the size of the spread width
May be. In addition, fanby with a predetermined spread width
Beam depending on the position in the body axis direction
A correction means for correcting the system path length may be further provided.

【0016】[0016]

【作用】本発明のX線CT装置によれば、錐状のX線を
用いてヘリカルスキャンを行ない、コーンビ−ムをスラ
イス厚方向に垂直なビ−ムと見なして通常の再構成を行
なうことにより、簡単な構成で多スライスのスキャンを
短時間に行なうことができ、投影デ−タの補間が不要で
ありながら、スライスの位置により誤差が異なることが
なく、スライス厚方向のボケが少ない画像が得られる。
According to the X-ray CT apparatus of the present invention, a helical scan is performed using conical X-rays, and normal reconstruction is performed by regarding the cone beam as a beam perpendicular to the slice thickness direction. Thus, scanning of multiple slices can be performed in a short time with a simple configuration, and there is no need to interpolate projection data, but there is no difference in error depending on the slice position, and there is little blur in the slice thickness direction. Is obtained.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明によるX線CT
装置の実施例を説明する。先ず、図1を参照して、本発
明によるコーンビームを用いたヘリカルスキャン方式を
説明する。X線管10より被検体18に角錐状のX線
(コーンビーム)を照射し、被検体18を透過したX線
に基づく投影データをイメージ・インテンシファイア等
の2次元X線検出器14で収集する。X線管10と2次
元検出器14は被検体18の体軸に沿ったZ軸を中心に
被検体18の回りを回転し、0度〜360度の間の所定
角度毎の各投影角度で投影データを収集する。その際
に、X線管10と2次元検出器14の回転に同期して、
被検体18を乗せた寝台16をZ軸方向に移動させる。
このスキャンにおいて、被検体18が固定していると考
えると、X線管10は図2に示すようにヘリカル(螺
旋)状の軌跡を移動する。したがって、投影データもヘ
リカル状に収集される。このヘリカルスキャン方式の場
合、360度分の投影角度に対する寝台の送り量を、Z
軸方向のビームの広がり幅(ここでは、2次元検出器の
Z軸方向の長さ)に合わせている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the apparatus will be described. First, a helical scan method using a cone beam according to the present invention will be described with reference to FIG. An X-ray tube 10 irradiates a subject 18 with pyramid-shaped X-rays (cone beam) and projects projection data based on the X-rays transmitted through the subject 18 by a two-dimensional X-ray detector 14 such as an image intensifier. collect. The X-ray tube 10 and the two-dimensional detector 14 rotate around the subject 18 about the Z-axis along the body axis of the subject 18, and at each projection angle at a predetermined angle between 0 degrees and 360 degrees. Collect projection data. At that time, in synchronization with the rotation of the X-ray tube 10 and the two-dimensional detector 14,
The couch 16 on which the subject 18 is placed is moved in the Z-axis direction.
In this scan, assuming that the subject 18 is fixed, the X-ray tube 10 moves along a helical (spiral) trajectory as shown in FIG. Therefore, projection data is also collected in a helical shape. In the case of this helical scan method, the feed amount of the bed for a projection angle of 360 degrees is Z
The width of the beam is adjusted in the axial direction (here, the length of the two-dimensional detector in the Z-axis direction).

【0018】図3は2次元検出器14を真上から見た図
である。2次元検出器14としてイメージ・インテンシ
ファイアを使用した場合は、図3に示した格子で囲まれ
た矩形領域毎にデータをサンプリングし収集する。図3
において縦方向は図15に示すファンビームの拡がり方
向であり、これは一般にチャンネル方向と呼ばれる。横
方向は一般にスライス方向と呼ばれる。したがって、図
3における縦方向のデータの集まりが1投影データを構
成する。チャンネル方向のサンプリングピッチは等角度
であり、ここでは1投影データが512チャンネル有す
る。中心付近の投影データはX線がほぼ真上から照射さ
れるので、通常のスキャン方式の投影データとほぼ同じ
になる。Z軸方向、すなわちスライス方向は等間隔にサ
ンプリングされるように、各矩形のZ方向の長さdは等
しく設定されている。
FIG. 3 is a diagram of the two-dimensional detector 14 as viewed from directly above. When an image intensifier is used as the two-dimensional detector 14, data is sampled and collected for each rectangular area surrounded by the grid shown in FIG. FIG.
In FIG. 15, the vertical direction is the spreading direction of the fan beam shown in FIG. 15, and is generally called the channel direction. The horizontal direction is generally called a slice direction. Therefore, a group of data in the vertical direction in FIG. 3 constitutes one projection data. The sampling pitch in the channel direction is equiangular, and here, one projection data has 512 channels. The projection data near the center is irradiated with X-rays from almost right above, so that the projection data is almost the same as the projection data of the ordinary scan method. The length d in the Z direction of each rectangle is set equal so that sampling is performed at equal intervals in the Z axis direction, that is, in the slice direction.

【0019】本発明のスキャンにより収集された投影デ
ータについて説明する。通常のコーンビームを用いる場
合と同様に、この場合も投影データは図17に示すよう
にZ軸方向に広がりを持つ。そのため、投影データのス
キャン位置zはX,Y方向の位置により異なる。そこ
で、ここでは投影データのスキャン位置をZ軸上(x=
y=0)の位置で定義し、これをPCH(z,θ)とす
る。1つのPCH(z,θ)を図18の場合と同様に1
個の丸で示すと、投影データPCH(z,θ)は図4に
示す順番で収集される。
The projection data collected by the scan according to the present invention will be described. As in the case of using a normal cone beam, the projection data also has a spread in the Z-axis direction as shown in FIG. 17 in this case. Therefore, the scan position z of the projection data differs depending on the position in the X and Y directions. Therefore, here, the scan position of the projection data is set on the Z axis (x =
y = 0), and this is defined as PCH (z, θ). One PCH (z, θ) is set to 1 as in the case of FIG.
As shown by the circles, the projection data PCH (z, θ) is collected in the order shown in FIG.

【0020】あるスライス、例えば図4におけるzt に
おけるスライスを再構成する場合を考える。このスライ
スを再構成するためには、この位置における360度
(あるいは、ハーフスキャンの場合は180度+ファン
角度)の投影データが必要であるから、全投影データの
中からzt の位置の投影データ、すなわち図4の縦一列
の投影データを集める。しかし、実際は縦一列の360
度の投影データは存在しないので、zt に隣接する位置
の投影データを集める。これらの投影データを図中黒丸
で示す。
Consider the case of reconstructing a slice, for example, a slice at zt in FIG. In order to reconstruct this slice, projection data at 360 ° (or 180 ° + fan angle in the case of half scan) at this position is necessary. That is, the projection data of one column in FIG. 4 is collected. However, in fact, 360 rows of vertical columns
Since there is no projection data of the degree, projection data at a position adjacent to zt is collected. These projection data are indicated by black circles in the figure.

【0021】このように集められた投影データも、Z軸
方向の投影角度は同じではないので、180度離れた投
影角度の投影データは図5に示すようになる。従って、
この投影データにおける再構成も数学的には非常に難し
い問題になるが、図5を従来のコーンビームを用いた方
式の場合の図20(b)と比較すると、以下のような特
徴がある。 1)図5に示す本発明の場合は図20(b)に示した従
来例と比較して交差する角度が小さい。 2)図20(b)の交差角度はスライス位置により異な
るが、図5の場合は交差角度の分布がスライス位置に依
存しない。
Since the projection data collected in this way has the same projection angle in the Z-axis direction, the projection data at a projection angle 180 degrees apart is as shown in FIG. Therefore,
The reconstruction of the projection data is also a very difficult problem mathematically. However, comparing FIG. 5 with FIG. 20B in the case of the conventional method using a cone beam, the following features are obtained. 1) In the case of the present invention shown in FIG. 5, the intersection angle is smaller than that of the conventional example shown in FIG. 2) The intersection angle in FIG. 20B differs depending on the slice position, but in the case of FIG. 5, the distribution of the intersection angle does not depend on the slice position.

【0022】したがって、X線管10がZ軸からかなり
離れていることを考慮すれば、全ての投影デ−タがZ軸
に垂直である、すなわちコーンビ−ムをスライス厚方向
垂直なビ−ムと仮定しても誤差は少ない。こうすれば
通常のスキャンと同じく、コンボリューション・バック
プロジェクション方式により画像を再構成することがで
きる。
Therefore, considering that the X-ray tube 10 is far away from the Z-axis, all projection data is perpendicular to the Z-axis, that is, the cone beam is projected to a beam perpendicular to the slice thickness direction. Error is small even if it is assumed that In this way, an image can be reconstructed by the convolution / back-projection method as in the case of a normal scan.

【0023】そのため、以下のようにすれば、コーンビ
ームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよ
く、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、
再構成を行なうことができる。すなわち、 1)コーンビームを用いてヘリカルスキャンを行い、投
影データを収集する。
For this reason, in the following manner, in the helical scan system using a cone beam, the accuracy is high, and the accuracy does not depend on the slice position.
Reconfiguration can be performed. That is, 1) Helical scan is performed using a cone beam to collect projection data.

【0024】2)投影データのZ方向の位置を、投影デ
ータがZ軸を横切る位置と定義し、全投影データの中か
らスライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影
データを、投影角度0〜360度について集める。 3)投影データがZ軸に垂直であると仮定して、集めた
各投影データをコンボリューション・バックプロジェク
ションする。
2) The position of the projection data in the Z direction is defined as the position where the projection data crosses the Z axis, and the projection data at the same position as the slice position and the adjacent position among all the projection data is defined as the projection angle 0. Gather about 360 degrees. 3) Convolution backprojection of each collected projection data, assuming that the projection data is perpendicular to the Z axis.

【0025】このような原理に基づいた本発明の第1実
施例を説明する。図6は本発明の実施例におけるシステ
ム・ブロック図である。ここでは、いわゆる第3世代の
X線CT装置に適用した場合であり、360度の投影デ
ータを使用して画像を再構成する場合の実施例について
説明する。2次元検出器14の出力が記憶装置20に供
給される。記憶装置20は、生データ記憶部20a、編
集後の生データ記憶部20b、再構成画像記憶部20c
を有する。記憶装置20のデータがバスライン22を介
して再構成装置24に供給される。再構成装置24の出
力は再構成画像記憶部20cに記憶され、画像表示装置
26で表示される。バスライン22には全体の制御を行
なう中央処理ユニット(CPU)28が接続される。C
PU28には、操作者により適宜スキャン条件を設定す
るための操作卓30が接続される。ここでは、操作卓3
0は、コーンビーム・ヘリカルスキャンを指令するため
に、スキャン条件としては通常のX線CT装置で設定す
るものに加えて、Z軸方向のビーム幅、およびスキャン
の総回数も指定する。ただし、通常のヘリカルスキャン
とは異なり、寝台の送り速度はZ軸方向のビーム幅に連
動するので指定する必要はない。
A first embodiment of the present invention based on such a principle will be described. FIG. 6 is a system block diagram according to the embodiment of the present invention. Here, a case where the present invention is applied to a so-called third-generation X-ray CT apparatus, and an embodiment in which an image is reconstructed using 360-degree projection data will be described. The output of the two-dimensional detector 14 is supplied to the storage device 20. The storage device 20 includes a raw data storage unit 20a, an edited raw data storage unit 20b, and a reconstructed image storage unit 20c.
Having. Data in the storage device 20 is supplied to the reconfiguration device 24 via the bus line 22. The output of the reconstructing device 24 is stored in the reconstructed image storage unit 20c and displayed on the image display device 26. A central processing unit (CPU) 28 for performing overall control is connected to the bus line 22. C
An operation console 30 for setting scanning conditions as appropriate by the operator is connected to the PU 28. Here, console 3
0 designates a beam width in the Z-axis direction and the total number of scans in addition to the scan conditions set by a normal X-ray CT apparatus in order to instruct a cone beam helical scan. However, unlike a normal helical scan, it is not necessary to specify the feed speed of the bed because it is linked to the beam width in the Z-axis direction.

【0026】CPU28はX線管10を含むX線発生部
32と、寝台16と、2次元X線検出器14を制御して
コーンビーム・ヘリカルスキャンを行う。X線発生部3
2は被検体にコーンビームX線を照射しながら、2次元
X線検出器14と対になって被検体の体軸方向(Z軸)
を回転中心として回転する。2次元X線検出器14は被
検体を透過したX線の投影データをディジタル値に変換
して記憶装置20の第1の生データ記憶部20aに記憶
する。投影データは、図3で前述したようにサンプリン
グされる。
The CPU 28 controls the X-ray generator 32 including the X-ray tube 10, the bed 16 and the two-dimensional X-ray detector 14 to perform a cone beam helical scan. X-ray generator 3
Reference numeral 2 denotes a body axis direction (Z axis) of the subject in combination with the two-dimensional X-ray detector 14 while irradiating the subject with a cone beam X-ray.
Rotate about the center of rotation. The two-dimensional X-ray detector 14 converts the X-ray projection data transmitted through the subject into digital values and stores the digital values in the first raw data storage unit 20a of the storage device 20. The projection data is sampled as described above with reference to FIG.

【0027】寝台16はX線発生部32と2次元X線検
出器14の回転に同期して、Z軸方向に移動する。移動
速度はX線発生部32と2次元X線検出器14の1回転
に対して、寝台16がZ軸方向のビーム幅分だけ移動さ
れるように設定される。
The couch 16 moves in the Z-axis direction in synchronization with the rotation of the X-ray generator 32 and the two-dimensional X-ray detector 14. The moving speed is set so that the bed 16 is moved by the beam width in the Z-axis direction for one rotation of the X-ray generator 32 and the two-dimensional X-ray detector 14.

【0028】生データ記憶部20aに360度以上の投
影データが収集されたら、次のような手順で、生データ
の編集(あるスライスの再構成に使う投影データの選
択)、および画像再構成を行う。
When the projection data of 360 degrees or more is collected in the raw data storage unit 20a, editing of the raw data (selection of projection data used for reconstructing a certain slice) and image reconstruction are performed in the following procedure. Do.

【0029】図3に示すように、Z軸上における投影ビ
ームのZ方向の幅(実施例では2次元検出器のZ方向の
長さ)をL、投影データのZ方向のサンプリング間隔を
d、N=L/dとする。また、図4に示すように、投影
データの投影角度の間隔をh、1回転の投影回数をMと
すると、M=360/hである。スキャンの総回数をS
N(これは操作者が指定する)、投影の総回数をMMと
すると、MM=M×SNである。
As shown in FIG. 3, the width of the projection beam on the Z axis in the Z direction (the length of the two-dimensional detector in the Z direction in the embodiment) is L, the sampling interval of the projection data in the Z direction is d, Let N = L / d. Further, as shown in FIG. 4, when the interval between the projection angles of the projection data is h, and the number of projections per rotation is M, M = 360 / h. S is the total number of scans
If N (this is specified by the operator) and the total number of projections is MM, then MM = M × SN.

【0030】M/NをパラメータRMNとする。RMN
は一般的にかなり大きな数であるので、ここでは3≦R
MNとする。また、ここでは、RMNは整数とする。し
かし、RMNが整数でない場合も、実施例とほぼ同様に
実施することができる。
Let M / N be a parameter RMN. RMN
Is generally a very large number, so here 3 ≦ R
MN. Here, RMN is an integer. However, even when the RMN is not an integer, it can be implemented in substantially the same manner as the embodiment.

【0031】図4において、縦1列がスライス位置であ
るので、縦一列の投影データが必要であるが、存在しな
い場合もあるので、黒丸で示すように隣接する位置の投
影データも選択する。
In FIG. 4, since one vertical column is a slice position, one vertical column of projection data is necessary. However, there is a case where there is no projection data, so that projection data of an adjacent position is selected as shown by a black circle.

【0032】ここで、再構成できる画像(スライス数)
をGNとすると、図4から分かるように、GN=N×
(SN−1)である。また、最初のスライスの位置をZ
=0とする。
Here, an image that can be reconstructed (the number of slices)
Is GN, as can be seen from FIG. 4, GN = N ×
(SN-1). Also, the position of the first slice is Z
= 0.

【0033】現在までに投影(かつ収集)された投影回
数をパラメータMCとする。MCは2次元X線検出器1
4が1投影のN個の投影データを記憶部1に記憶するご
とに更新される。この更新は下記のフロチャートとは別
の部分で独立に行われる。
The number of projections (and collected) up to the present is set as a parameter MC. MC is a two-dimensional X-ray detector 1
4 is updated each time the storage unit 1 stores N pieces of projection data of one projection. This update is performed separately and separately from the flowchart below.

【0034】図4において、1投影で収集されるN個の
投影データの番号を、左から1,2,…Nとする。投影
番号をm、投影データ番号をnとすると、図4の各投影
データはPCH(m,n)と表すことができる。
In FIG. 4, the numbers of N pieces of projection data collected in one projection are 1, 2,... N from the left. Assuming that the projection number is m and the projection data number is n, each projection data in FIG. 4 can be represented as PCH (m, n).

【0035】画像再構成用に編集された生データは記憶
装置20の編集データ記憶部22bに記憶される。この
編集された生データをGCH(Gi,Gm)で表す。こ
こでGiはスライス(画像)番号であり、Gi=1〜G
Nである。また、Gmは投影データ番号であり、Gm=
1〜Mである。
The raw data edited for image reconstruction is stored in the edited data storage section 22b of the storage device 20. This edited raw data is represented by GCH (Gi, Gm). Here, Gi is a slice (image) number, and Gi = 1 to G
N. Gm is a projection data number, and Gm =
1 to M.

【0036】図7はこの実施例の主な動作の手順を示す
フローチャートである。先ず、ステップ#1000で、
必要なデータの初期化を行う。初期化するデータは後述
する。ステップ#2000で、生データ記憶部20a内
の生データPCH(m,n)から第Gi番目のスライス
を再構成するのに必要なM個の投影データを選択的に読
出し、これらを編集後の生データGCH(Gi,Gm)
として編集データ記憶部22bに書き込む。この詳細に
ついては、後述する。
FIG. 7 is a flowchart showing the main operation procedure of this embodiment. First, in step # 1000,
Initialize necessary data. The data to be initialized will be described later. At step # 2000, M pieces of projection data necessary for reconstructing the Gi-th slice are selectively read from the raw data PCH (m, n) in the raw data storage unit 20a, and these are read after editing. Raw data GCH (Gi, Gm)
Is written in the edit data storage unit 22b. The details will be described later.

【0037】ステップ#3000で、再構成装置24に
より、第Gi番目のスライスを再構成する。再構成はコ
ンボリューション・バックプロジェクション方式により
行う。再構成に使用する投影データはGCH(Gi,G
m)(ここで、Gm=1〜M)のM個である。
In step # 3000, the reconstruction unit 24 reconstructs the Gi-th slice. Reconstruction is performed by a convolution back-projection method. The projection data used for reconstruction is GCH (Gi, G
m) (here, Gm = 1 to M).

【0038】ステップ#4000で、第Gi番目のスラ
イスを記憶装置20の再構成画像記憶部20cに記憶す
る。この際、スライス位置zも記憶する。ステップ#5
000で、第Gi番目のスライスを画像表示装置26で
表示する。ステップ#6000で、スライス位置を更新
するために、z←z+dとする。ステップ#7000
で、スライス番号を更新するために、Gi←Gi+1と
する。
In step # 4000, the Gi-th slice is stored in the reconstructed image storage unit 20c of the storage device 20. At this time, the slice position z is also stored. Step # 5
000, the Gi-th slice is displayed on the image display device 26. In step # 6000, z ← z + d is set in order to update the slice position. Step # 7000
Therefore, Gi ← Gi + 1 is set in order to update the slice number.

【0039】ステップ#8000で、全スライスの処理
を修了したか否かを判定するために、Gi≦GNか否か
を判定する。イエスの場合は、ステップ#2000に戻
り、次のスライスの処理を行なう。ノーの場合、すなわ
ちGi>GNならば、全スライスの処理を終了したの
で、動作修了する。
At step # 8000, it is determined whether or not Gi ≦ GN to determine whether or not processing of all slices has been completed. If yes, the process returns to step # 2000 to perform the processing for the next slice. If no, that is, if Gi> GN, the processing for all slices has been completed, and the operation ends.

【0040】図8は図7のステップ#1000における
初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ#
1100で、スライスの位置を初期化するために、z=
0とする。ステップ#1200で、スライス番号を初期
化するために、Gi=1とする。ステップ#1300
で、生データPCH(M+1,1)を編集データGCH
(1,1)として設定するために、mz=M+1とす
る。ステップ#1400で、nz=1とし、初期化が終
了する。
FIG. 8 is a flowchart showing details of the initialization in step # 1000 of FIG. Step #
At 1100, to initialize the position of the slice, z =
Set to 0. In step # 1200, Gi = 1 is set to initialize the slice number. Step # 1300
To convert the raw data PCH (M + 1, 1) to the edited data GCH
Mz = M + 1 to set as (1,1). In step # 1400, nz = 1 is set, and the initialization ends.

【0041】図9は図7のステップ#2000における
生データの編集の詳細を示すフローチャートである。ス
テップ#2100で、このスライスの編集に必要な初期
化を行う。初期化するデータは後述する。ステップ#2
200で、必要な投影データの収集が終わっているか否
かを判定するために、m≦MCか否かを判定する。イエ
スの場合は、すぐに次のステップ#2400を実行す
る。ノーの場合、すなわちm>MCならば、ステップ#
2300で一定時間待ってから次のステップ#2400
を実行する。これは、本実施例は画像を早く見ることが
できるようにスキャンと平行して投影データの編集、画
像再構成を行う方式を採用しているので、編集、画像再
構成がスキャン速度よりも早い場合は、投影データの収
集が間に合わない場合があるので、ここで投影データの
収集を待つためである。なお、本実施例はスキャン終了
後に投影データの編集、画像再構成を行うように変更し
てもよいが、その場合は、これらのステップ#220
0,#2300は不要である。
FIG. 9 is a flowchart showing details of editing of raw data in step # 2000 of FIG. In step # 2100, initialization necessary for editing this slice is performed. The data to be initialized will be described later. Step # 2
At 200, a determination is made as to whether m ≦ MC to determine whether the acquisition of the required projection data has been completed. If yes, the next step # 2400 is immediately executed. If no, that is, if m> MC, step #
After waiting for a predetermined time in 2300, the next step # 2400
Execute This is because the present embodiment employs a method of editing the projection data and reconstructing the image in parallel with the scanning so that the image can be viewed quickly, so that the editing and the image reconstruction are faster than the scanning speed. In this case, the collection of the projection data may not be in time. In this embodiment, the projection data may be edited and the image may be reconstructed after the scan is completed. In this case, however, these steps # 220
0 and # 2300 are unnecessary.

【0042】ステップ#2400で、生データ記憶部2
0aの投影データPCH(m,n)を再構成用に編集し
た投影データGCH(Gi,Gm)として編集データ記
憶部20bに書き込む。これにより、図4に示す黒丸の
投影データが選択される。ステップ#2500で、m,
nを更新する。この詳細については後述する。ステップ
#2600で、Gm←Gm+1とする。ステップ#27
00で、編集を続ける必要があるか否かを判定するため
に、Gm≦Mか否かを判定する。イエスの場合は、ステ
ップ#2200に戻る。ノーの場合は、ステップ#28
00で、mz,nzを更新し、生データの編集を修了す
る。この詳細についても後述する。
In step # 2400, the raw data storage unit 2
The projection data PCH (m, n) of 0a is written into the edited data storage unit 20b as the projection data GCH (Gi, Gm) edited for reconstruction. Thereby, the projection data of the black circle shown in FIG. 4 is selected. In step # 2500, m,
Update n. The details will be described later. In step # 2600, Gm ← Gm + 1 is set. Step # 27
At 00, it is determined whether or not Gm ≦ M to determine whether it is necessary to continue editing. If yes, return to step # 2200. If no, step # 28
At 00, mz and nz are updated, and editing of the raw data is completed. This will be described later in detail.

【0043】図10は図9のステップ#2100におけ
る初期化の詳細を示すフローチャートである。ステップ
#2110で、GCH(Gi,Gm)の投影データ番号
Gmを初期化するために、Gm=1とする。ステップ#
2120で、m←mzとする。ステップ#2130で、
n←nzとする。ステップ#2140で、{(RMN+
1)/2}の整数部をrとし、初期化を終了する。
FIG. 10 is a flowchart showing details of the initialization in step # 2100 of FIG. In step # 2110, Gm = 1 is set to initialize the projection data number Gm of GCH (Gi, Gm). Step #
At 2120, m ← mz is set. In step # 2130,
Let n ← nz. In step # 2140, {(RMN +
1) The integer part of / 2} is set to r, and the initialization ends.

【0044】図11は図9のステップ#2500におけ
るm,nの更新の詳細を示すフローチャートである。ス
テップ#2510で、m←m+1とし、ステップ#25
20で、r←r+1とする。ステップ#2530で、r
≦RMNか否かを判定する。イエスの場合は、更新を修
了する。ノーの場合は、ステップ#2540で、r=1
とし、ステップ#2550で、n←n−1とし、ステッ
プ#2560で、n>0か否かを判定する。イエスの場
合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ#25
70で、n=Nとし、ステップ#2580で、m←m−
Mとし、更新を終了する。これにより、図4に示す黒丸
の投影データが選択される。
FIG. 11 is a flowchart showing the details of updating m and n in step # 2500 of FIG. In step # 2510, m ← m + 1 is set, and in step # 25
At 20, it is assumed that r ← r + 1. In step # 2530, r
It is determined whether or not ≦ RMN. If yes, complete the renewal. If no, in step # 2540, r = 1
In step # 2550, n ← n−1 is set, and in step # 2560, it is determined whether n> 0. If yes, complete the renewal. If no, step # 25
70, n = N, and in step # 2580, m ← m−
M, and the update ends. Thereby, the projection data of the black circle shown in FIG. 4 is selected.

【0045】図12は図9のステップ#2800におけ
るmz,nzの更新の詳細を示すフローチャートであ
る。ステップ#2810で、nz←nz+1とし、ステ
ップ#2820で、nz≦Nか否かを判定する。イエス
の場合は、更新を修了する。ノーの場合は、ステップ#
2830で、nz=1とし、ステップ#2840で、m
z←mz+Mとし、更新を終了する。
FIG. 12 is a flowchart showing the details of updating mz and nz in step # 2800 of FIG. In step # 2810, nz ← nz + 1 is set, and in step # 2820, it is determined whether nz ≦ N. If yes, complete the renewal. If no, step #
At 2830, nz = 1 is set, and at step # 2840, m
Set z ← mz + M, and end the update.

【0046】以上説明したように、本実施例によれば、
コーンビームを用いてヘリカルスキャンを行い、投影デ
ータを収集し、投影データのZ方向の位置を、投影デー
タがZ軸を横切る位置と定義し、全投影データの中から
スライス位置と同一位置、および隣接する位置の投影デ
ータを、投影角度0〜360度について集め、投影デー
タがZ軸に垂直であると仮定して、集めた各投影データ
をコンボリューション・バックプロジェクションするこ
とにより、スライスを再構成する。このため、コーンビ
ームを用いたヘリカルスキャン方式において、精度がよ
く、しかも、その精度がスライス位置に依存しないで、
再構成を行なうことができる。従って、多数枚のスライ
スを短時間に撮影することができる簡単な構成のX線C
T装置が提供される。なお、本発明は上述した実施例に
限定されず、種々変形して実施可能である。以下に、変
形例を説明する。上述の実施例はコンボリューションを
実空間で行なうことを想定したが、コンボルーションは
周波数空間で行ってもよい。
As described above, according to this embodiment,
Perform helical scan using a cone beam, collect projection data, define the position of the projection data in the Z direction as the position where the projection data crosses the Z axis, and from the entire projection data, the same position as the slice position, and Slices are reconstructed by collecting projection data at adjacent positions for projection angles 0 to 360 degrees, assuming that the projection data is perpendicular to the Z axis, and performing convolution / backprojection on each of the collected projection data. I do. For this reason, in the helical scan method using a cone beam, the accuracy is high, and the accuracy does not depend on the slice position.
Reconfiguration can be performed. Therefore, an X-ray C having a simple configuration capable of imaging a large number of slices in a short time.
A T device is provided. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications. Hereinafter, modified examples will be described. Although the above-described embodiment assumes that the convolution is performed in the real space, the convolution may be performed in the frequency space.

【0047】Z軸に垂直でない投影データに関しては、
コンボリューションの前に、投影データのZ軸に対する
角度に応じてあらかじめ補正を行ってもよい。補正はど
のような方法でもよいが、文献1に示された方法を採用
してもよい。
For projection data that is not perpendicular to the Z axis,
Before the convolution, the correction may be performed in advance according to the angle of the projection data with respect to the Z axis. The correction may be performed by any method, but the method described in Document 1 may be employed.

【0048】X線を検出する2次元検出器はイメージ・
インテンシファイアでも良いし、多チャンネルのキセノ
ン検出器を複数並べたものでも良いし、固体検出器、半
導体検出器などを2次元に配置したものでもよい。
The two-dimensional detector for detecting X-rays
An intensifier may be used, a multi-channel xenon detector may be arranged in plurals, or a solid-state detector, a semiconductor detector and the like may be two-dimensionally arranged.

【0049】投影データのチャンネル及びスライス方向
の間隔は、本実施例のようにチャンネル方向が等角度、
スライス方向が等間隔であってもよいし、両方とも等角
度、あるいは両方とも等間隔であってもよい。
The channels in the projection data and the intervals in the slice direction are set such that the channel directions are equiangular as in this embodiment.
The slice directions may be at equal intervals, both may be at equal angles, or both may be at equal intervals.

【0050】実施例でのZ軸方向のビームの広がり幅よ
りも、その広がり幅を狭くすれば、より精度の良い画像
を得ることができる。その場合には、360度の投影角
度に対する寝台の送り量を、Z軸方向のビ−ムの広がり
幅に合わせて少なくする必要がある。また、Z軸方向の
ビ−ムの幅を段階的に設定できるようにし、スキャン時
間と画質の要求に合わせて選択できるようにしてもよ
い。すなわち、スキャン時間の短さを重視する場合には
ビ−ムの幅を広く、画質を重視する場合にはビ−ムの幅
を狭く設定する。このように狭く設定すれば、中心から
最も遠いスライス位置でもX線ビームのコーン角の影響
が小さくなり、その結果高画質の画像を得ることができ
る。実施例はいわゆる第3世代CTについて説明した
が、いわゆる第4世代CTにおいても、同様に実施でき
る。実施例では、1画像を再構成するための投影デ−タ
は360度であったが、180度+ファン角度の投影デ
−タを使用して、1画像を再構成してもよい。実施例で
は、全画像を再構成したが、任意の所望する画像だけを
再構成するようにしてもよい。
According to the beam spreading width in the Z-axis direction in the embodiment ,
Furthermore, if the spread width is reduced, a more accurate image can be obtained. In that case, it is necessary to reduce the feed amount of the bed for the projection angle of 360 degrees according to the spread width of the beam in the Z-axis direction. Alternatively, the width of the beam in the Z-axis direction may be set in a stepwise manner so that the beam width can be selected in accordance with the scanning time and image quality requirements. That is, the width of the beam is set wide when importance is placed on the short scanning time, and the width of the beam is set narrow when importance is placed on the image quality. If you set it so narrow, from the center
Influence of cone angle of X-ray beam even at the farthest slice position
Which results in higher quality images.
You. Although the embodiment has been described with respect to a so-called third-generation CT, the present invention can be similarly implemented with a so-called fourth-generation CT. In the embodiment, the projection data for reconstructing one image is 360 degrees, but one image may be reconstructed using projection data of 180 degrees + fan angle. In the embodiment, all the images are reconstructed, but only an arbitrary desired image may be reconstructed.

【0051】実施例では、編集、再構成をスキャンと平
行して行っているが、スキャン終了後に編集、再構成を
行うようにしても良いし、編集だけをスキャンと平行し
て行い再構成はスキャン終了後に行うようにしても良
い。
In the embodiment, the editing and the reconstruction are performed in parallel with the scanning. However, the editing and the reconstruction may be performed after the scanning is completed, or the editing and the reconstruction may be performed in parallel with the scanning. It may be performed after scanning is completed.

【0052】実施例では、収集投影データを1度記憶
し、それを編集するようにしているが、収集投影データ
を最初から編集して、再構成投影データとして直接記憶
するようにしてもよい。
In the embodiment, the collected projection data is stored once and edited. However, the collected projection data may be edited from the beginning and stored directly as reconstructed projection data.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、錐
状のX線を用いてヘリカルスキャンを行ない、コーンビ
−ムをスライス厚方向に垂直なビ−ムと見なして通常の
再構成を行なうことにより、簡単な構成で多数枚のスラ
イスを短時間に撮影することができ、投影デ−タの補間
が不要でありながら、スライスの位置により誤差が異な
ることがなく、スライス厚方向のボケが少ない画像が得
られる簡単な構成のX線CT装置が提供される。
As described above, according to the present invention, a helical scan is performed using cone-shaped X-rays, and a cone beam is regarded as a beam perpendicular to the slice thickness direction, and ordinary reconstruction is performed. By doing so, a large number of slices can be photographed in a short time with a simple configuration, and there is no need to interpolate projection data. An X-ray CT apparatus having a simple configuration capable of obtaining an image with few images is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるX線CT装置の一実施例における
コーンビームを用いたヘリカルスキャンの概要を示すブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a helical scan using a cone beam in one embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention.

【図2】ヘリカルスキャンを説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a helical scan.

【図3】一実施例に用いられる2次元X線検出器を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a two-dimensional X-ray detector used in one embodiment.

【図4】一実施例における投影データの収集順番を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a collection order of projection data in one embodiment.

【図5】一実施例における180度離れた投影角度の投
影データの交差角度を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an intersection angle of projection data at a projection angle of 180 degrees apart in one embodiment.

【図6】一実施例の構成を示すシステム・ブロック図。FIG. 6 is a system block diagram showing the configuration of one embodiment.

【図7】一実施例の主な動作手順を示すフローチャー
ト。
FIG. 7 is a flowchart showing a main operation procedure of the embodiment.

【図8】図7中の初期化処理の詳細を示すフローチャー
ト。
FIG. 8 is a flowchart showing details of an initialization process in FIG. 7;

【図9】図7中の生データ編集処理の詳細を示すフロー
チャート。
FIG. 9 is a flowchart showing details of raw data editing processing in FIG. 7;

【図10】図9中の初期化処理の詳細を示すフローチャ
ート。
FIG. 10 is a flowchart showing details of an initialization process in FIG. 9;

【図11】図9中のm,nの更新処理の詳細を示すフロ
ーチャート。
FIG. 11 is a flowchart showing details of a process of updating m and n in FIG. 9;

【図12】図9中のmz,nzの更新処理の詳細を示す
フローチャート。
FIG. 12 is a flowchart showing details of an update process of mz and nz in FIG. 9;

【図13】コーンビームを説明するため図。FIG. 13 is a view for explaining a cone beam.

【図14】X線CT装置における座標系を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a coordinate system in the X-ray CT apparatus.

【図15】投影角度を説明するための図。FIG. 15 is a diagram illustrating a projection angle.

【図16】通常スキャン方式の従来のX線CT装置にお
ける投影データの収集順番を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing an acquisition order of projection data in a conventional X-ray CT apparatus of a normal scan system.

【図17】ヘリカルスキャン方式の従来のX線CT装置
における投影データの収集順番を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing an acquisition order of projection data in a conventional helical scan type X-ray CT apparatus.

【図18】コーンビームを用いた従来のX線CT装置に
おける投影角度と投影位置の関係を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a relationship between a projection angle and a projection position in a conventional X-ray CT apparatus using a cone beam.

【図19】コーンビームを用いた従来のX線CT装置に
おける投影データの収集順番を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a collection order of projection data in a conventional X-ray CT apparatus using a cone beam.

【図20】従来例における180度離れた投影角度の投
影データの交差角度を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing an intersection angle of projection data at projection angles separated by 180 degrees in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…X線管、14…2次元X線検出器、16…寝台、
18…被検体、20…記憶装置、24…再構成装置、2
6…表示装置、28…CPU、32…X線発生部。
10 X-ray tube, 14 two-dimensional X-ray detector, 16 bed
18 subject, 20 storage device, 24 reconstruction device, 2
6. Display device, 28 CPU, 32 X-ray generator.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体の体軸方向にも所定の広がり幅を
有するファンビームX線を被検体に対して放射するX線
源と、 検出素子が2次元的に配列されてなり、前記被検体を透
過した多方向からのX線を検出するX線検出手段と、 前記広がり幅を前記X線検出手段の体軸方向の長さ以下
の任意の長さに設定可能なビーム幅設定手段と、 前記X線源が被検体の周囲を螺旋状の軌跡を描くよう前
記X線源もしくは被検体を駆動させる駆動手段と、 この駆動手段によるX線源もしくは被検体の駆動量と前
記ビーム幅設定手段にて設定された広がり幅とを関連づ
けて制御する駆動量制御手段と、 この駆動量制御手段による制御の基で収集されたデータ
により画像再構成処理を行い断層像を得る処理手段と、 を具備し、 前記ビーム幅設定手段は、スキャン時間重視および画質
重視のいずれかのモードの選択に応じてX線の広がり幅
が設定されるものである ことを特徴とするX線コンピュ
ータ断層撮影装置。
An X-ray source for radiating a fan beam X-ray having a predetermined spread width also in the body axis direction of the subject to the subject, and a detection element are two-dimensionally arranged. X-ray detection means for detecting X-rays from multiple directions transmitted through the sample; beam width setting means capable of setting the spread width to any length equal to or less than the length of the X-ray detection means in the body axis direction; Driving means for driving the X-ray source or the subject so that the X-ray source draws a spiral trajectory around the subject; driving amount of the X-ray source or the subject by the driving means and setting of the beam width Driving amount control means for controlling the spread width set by the means in association with the processing means, and processing means for obtaining a tomographic image by performing image reconstruction processing based on data collected under the control of the driving amount control means. comprising, the beam width setting means, scan Time and image quality
Spread width of X-ray according to selection of one of the emphasis modes
X-ray computed tomography apparatus which is characterized in that those but is set.
【請求項2】 前記ビーム幅設定手段は、スキャン時間
重視モードが選択された際はビーム幅を広く設定し、画
質重視モードが選択された際はビーム幅を狭く設定する
ものである請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装
置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said beam width setting means includes a scan time.
When the priority mode is selected, set the beam width wide and
Set narrow beam width when quality mode is selected
2. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein
Place.
【請求項3】 前記駆動量制御手段は、前記ビーム幅設
定手段にて設定された広がり幅の大小に比例して前記駆
動量が変化するよう制御するものである請求項1、また
は請求項2記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the driving amount control means includes a beam width setting unit.
Drive in proportion to the size of the spread width set by the
Claim 1 wherein the momentum is controlled to change.
An X-ray computed tomography apparatus according to claim 2.
【請求項4】 前記所定の広がり幅を有するファンビー
ムX線における、前記体軸方向の位置に応じて異なるビ
ーム経路長を補正する補正手段をさらに具備する請求項
1乃至請求項3のいずれか一項記載のX線コンピュータ
断層撮影装置。
4. A fanby having said predetermined spread width.
Different X-rays depending on the position in the body axis direction
Further comprising a correcting means for correcting the path length of the camera.
An X-ray computer according to any one of claims 1 to 3.
Tomography equipment.
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画像工学コンファレンス論文集、21(1990)「円錐ビーム投影を用いた3次元ヘリカルスキャンCT」P.165−168

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