JP3244318B2 - ヘリカルスキャンにおけるスキューアーティファクトの低減方法 - Google Patents
ヘリカルスキャンにおけるスキューアーティファクトの低減方法Info
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Description
ャンにおけるスキューアーティファクトの低減方法に関
する。
半周に亘って照射し、被検体を透過したX線を検出して
画像を再構成し、得た断層像を画像表示装置に表示して
診断する装置である。
肺癌の早期発見のために行われている。この肺癌の診断
のためには肺を短いピッチでスライスし、多くの断層像
の画像から判断する必要があり、時間的制約もあって、
1回の投影で多くの画像データが得られるヘリカルスキ
ャンによる撮像が行われる。
ーマルスキャンと比べて挙げられる大きな特徴は、スキ
ャン中にテーブル移動が行われることであり、従って、
複数のスライス面に対し、短時間でのデータ収集が可能
なことである。それにより呼吸動の影響を最少限に抑え
ることができ、集団検診時に特に必要な造影効果や検査
効率の向上が期待されている。
機構によるガントリの連続回転と、患者の体軸方向への
定常若しくは可変速度での移動即ちテーブル移動とを同
期させることにより実現される。従って、データ採取中
にテーブルを移動させないノーマルスキャンと比較する
と、ヘリカルスキャンではデータ採取中にテーブルが移
動してスライス位置からずれるために、得られたイメー
ジにヘリカルスキャン特有のスキューアーティファクト
が発生する。
ためには、ある方向からの撮影データ収集をテーブル位
置の異なる2点で行い、これら2つのデータを用いてイ
メージングしようとするスライス位置におけるデータを
前記2データによって補正して求めることが良いという
ことが判明した。
管と検出器とを2回転即ち720°に亘って回転させ
て、その回転角度がそれぞれ360°異なる点における
データにより補正データを求めていた。
タにより補正するので、軸方向の分解能が悪く、且つ、
小さな部分の検出も困難な場合がある。上記の欠点を除
き、スキューアーティファクトを低減させるために種々
のヘリカル用特種画像再構成アルゴリズムが検討されて
いる。1つの方法として、1回転(360°)のデータ
について、その対向ビューデータを用いて補正を行うア
ルゴリズムがある。
にあるX線管から照射されるX線による或る検出器のチ
ャンネルの採取するデータに対向する対向ビューデータ
を図5により説明する。図において、P(α1 ,θ1 )
はX1 の位置にあるX線管からのX線を検出器A1のチ
ャンネルD1 で検出するデータ、P(α2 ,θ2 )はデ
ータP(α1 ,θ1 )の対向ビューX2 D2 により検出
器B2のチャンネルD 2 で検出するデータである。ここ
で、X線管X1 ,検出器A1が対向位置にある場合、X
線管X2 ,検出器B2とする。被検体領域3の中心をO
とし、X1 OとX1 D1 のなす角度をα1 とする。又、
X線管の軌跡の円の中心線をSOとし、SOとX1 D1
とのなす角をθ1 とする。ここで中心線とは角度を0°
と定めた位置と円の中心Oとを結んだ線分である。
2 D2 のなす角をα2 、SOとX2D2 のなす角をθ2
とすれば、この対向ビューX1 D1 とX2 D2 との関係
は次式の通りである。
タを求める方法を説明する。図6はヘリカルスキャンに
おいて、1回転データによる補正データを求める方法の
説明図である。図において、4はヘリカルスキャンの軌
跡で、点P1 と点P2 とは対向チャネルの関係にあり、
2点で得られるデータはP(α1 ,θ1)及びP
(α2 ,θ2 )である。QはデータP(α1 ,θ1 )と
データP(α2,θ2 )とを用いて画像再構成しようと
するスライス位置で、点P1 から距離b、点P2 から距
離aの位置にある。Q点における補正データPQ(α,
θ)を求めるための補正係数をω(α1 ,θ1 ),ω
(α2 ,θ2 )とすれば ω(α1 ,θ1 )=a/(a+b)=1−ω(α2 ,θ2 ) …(3) ω(α2 ,θ2 )=b/(a+b)=1−ω(α1 ,θ1 ) …(4) (3)式,(4)式からQ点における補間データPQ
(α,θ)は次式で求められる。
ることにより、スキューアーティファクトを低減させる
ことができる。但し、この方法では360°回転による
データ採取ではあるが、180°分の補正データしか得
られないため、データ処理の過程で高周波域強調のフィ
ルタを使用するとノイズが強調されるという問題はあ
る。
タを求める方法と同等の他の方法を次に説明する。これ
は補正データPQ′(α1 ,θ1 )とPQ′(α2 ,θ
2 )とを予め加算することなく別々に求め、画像再構成
時に加算して完全な補正データを求めるものである。
1 )とPQ′(α2 ,θ2 )とを用いて、従来のフルリ
コンによってイメージの再構成を行う。(6)式で求め
られる補正データは逆投影法による画像再構成時点で加
算されることにより、完全な補正データとして用いられ
ることになる。
を用いた補正データを求めることにより、スキューアー
ティファクトを低減させることができる。
−1/4オフセット法というデータ収集の方法が採用さ
れるようになっている。このデータの収集方法は、例え
ば、第3世代と称せられるローテート/ローテート方式
のX線CTでは、被検体を中間に置いて互いに対向する
X線源と多チャネルの検出器を被検体の周りで回転させ
て他方向のデータを収集する場合、X線源から回転の中
心を通って多チャネル検出器の中央チャネルに照射され
るX線が、チャネル間隔即ちサンプル間隔の1/4だけ
ずれた点に入射するように検出器を位置決めしてデータ
を収集する方法を用いている。この方法が1/4−1/
4オフセット方式である。
向するX線照射点において、一方向からのX線照射によ
って得られるものと対向位置からのX線照射によって得
られるものとの間には検出器のチャネル間隔、即ちサン
プル間隔の1/2だけのずれがあるので、そのような関
係にあるデータを組み合わせると、検出器のチャネル間
隔即ちサンプル間隔が1/2に細かくなったのと等価な
データに基づいて画像再構成することになり、空間分解
能が高くアーティファクトの少ない画像を得ることがで
きる。
オフセット法によるデータには、正確な対向ビューがな
いので、スキューアーティファクト低減のために(5)
式,(6)式のアルゴリズムをそのまま使用してスライ
ス位置のずれを補正した補正データを求めて画像再構成
しようとしてもアーティファクトの低減ができなかっ
た。
で、その目的は、1/4−1/4オフセット法を採用す
るX線CTにおいて、対向ビユーデータを用いて補正デ
ータを得ることができ、スキューアーティファクトを低
減することのできるヘリカルスキャンにおけるスキュー
アーティファクトの低減方法を実現することにある。
1の発明は、1/4−1/4オフセット方式を採用する
X線CTによって行うヘリカルスキャンにおけるスキュ
ーアーティファクトの低減方法であって、最初の半回転
によって得られる第1のヘリカルスキャンデータのほぼ
対向位置にあるオフセットされた第2のヘリカルスキャ
ンデータから隣接データ間の平均操作により補間して前
記第1のヘリカルスキャンデータの正確な対向データで
ある第2の補間データを演算して求める段階と、スライ
ス位置に対する前記第1のヘリカルスキャンデータ段階
と前記第2の補間データとの距離の比に対応する補正係
数をそれぞれ前記各データに乗じて加算し、第1の補正
データを求める段階と、から成り、得られた第1の補正
データを用いてハーフリコンアルゴリズムによりヘリカ
ルイメージを再構成することを特徴とするものである。
方式を採用するX線CTによって行うヘリカルスキャン
におけるスキューアーティファクトの低減方法であっ
て、最初の半回転によって得られる第1のヘリカルスキ
ャンデータにスライス位置への距離に対応する第1の補
正係数を乗じて第2の補正データを演算して求める段階
と、前記第1のヘリカルスキャンデータのほぼ対向位置
にあるオフセットされた第2のヘリカルスキャンデータ
に乗ずる前記第1の補正係数に対応する第2の補正係数
から隣接係数間で平均操作して補間された第3の補正係
数を演算して求める段階と、前記第2のヘリカルスキャ
ンデータに前記第3の補正係数を乗じて、オフセットさ
れた位置における第3の補正データを演算して求める段
階と、から成り、前記第2の補正データと前記第3の補
正データとからフルリコンアルゴリズムによりヘリカル
イメージを再構成することを特徴とするものである。
方式を採用するX線CTによって行うヘリカルスキャン
におけるスキューアーティファクトの低減方法であっ
て、最初の半回転によって得られる第1のヘリカルスキ
ャンデータのほぼ対向位置にあるオフセットされた第2
のヘリカルスキャンデータから隣接データ間の平均操作
により補間して、正確な対向位置にある第2の補間デー
タを演算して求める段階と、スライス位置に対する前記
第1のヘリカルスキャンデータと前記第2の補間データ
との距離の比に対応する補正係数をそれぞれ前記各デー
タに乗じて加算し、第1の補正データを演算して求める
段階と、前記第1の補正データから隣接データ間の平均
操作により補間して前記第1の補正データに対しオフセ
ット位置にある第4の補正データを演算して求める段階
と、から成り、前記第1の補正データと前記第4の補正
データとからフルリコンアルゴリズムによりヘリカルイ
メージを再構成することを特徴とするものである。
方式を採用するX線CTによって行うヘリカルスキャン
におけるスキューアーティファクトの低減方法であっ
て、最初の半回転によって得られる第1のヘリカルスキ
ャンデータから隣接データ間の平均操作によって第1の
補間データを演算して求める段階と、後半の半回転によ
って得られる第2のヘリカルスキャンデータから隣接デ
ータ間の平均操作によって第2の補間データを演算して
求める段階と、スライス位置に対する前記第1のヘリカ
ルスキャンデータと前記第2の補間データとの距離の比
に対応する補正係数をそれぞれ前記各データに乗じて加
算し、第1の補正データを演算して求める段階と、前記
第2のヘリカルスキャンデータと前記第1の補間データ
との距離の比に対応する補正係数をそれぞれ前記各デー
タに乗じて加算し、前記第1の補正データに対しオフセ
ット位置にある第5の補正データを演算して求める段階
と、から成り、前記第1の補正データと前記第5の補正
データとからフルリコンアルゴリズムによりヘリカルイ
メージを再構成することを特徴とするものである。
オフセットされた対向ビューデータを隣接データ間で平
均操作により補間して前記データの正確な対向ビューデ
ータとして、スライス位置に対応する補正係数をそれぞ
れに乗じて、補正データを得る。
対し、補正係数間で平均操作により補間して、最初の半
回転によるデータに対しオフセット位置にあるデータと
して求め、スライス位置への距離に対応する補正係数を
乗じて補正データを得る。
成されてスライス位置におけるイメージとされる。
を詳細に説明する。次に、実施例において用いる用語の
定義及び前提条件を説明する。検出器のチャネルの数を
800個とし、被検体周りの1周のビュー数を1000
ビューとする。X線管の位置が0°〜180°において
X線を検出する検出器のチャネル番号をIとし、180
°〜360°における検出器のチャネル番号をIIとす
る。又、X線管の位置が0°〜180°におけるビュー
番号をJとしてJ=1〜500,180°〜360°に
おけるビュー番号をJJとしてJJ=501〜1000
とする。
係数ω(α,θ),ヘリカルスキャンデータP(α,
θ)と補正データPQ(α,θ)を次のように置き換え
る。ビュー番号1〜500において ω(α1 ,θ1 )→ω(I,J) P(α1 ,θ1 )→P(I,J) PQ(α1 ,θ1 )→PQ(I,J) …(7) ビュー番号501〜1000において ω(α2 ,θ2 )→ω(II,JJ) P(α2 ,θ2 )→P(II,JJ) PQ(α2 ,θ2 )→PQ(II,JJ) …(8) 又、補正係数ωとヘリカルスキャンデータPに対し平均
操作による修正を加えた場合、次のように表示する。
て、オフセットされたデータを修正して正確な対向ビュ
ーのデータを求める方法を図7に示す。その修正は次の
ように行われる。
示し、破線の矢印は補間データ(隣接チャネル間で平均
操作を行ったデータ)を示している。11はビュー番号
が0〜500におけるヘリカルスキャンデータA,12
はビュー番号が501〜1000におけるヘリカルスキ
ャンデータBである。又、13はビュー番号が0〜50
0における補間データA、14はビュー番号が501〜
1000における補間データBである。
スキャンデータA11の平均操作によって得られる。 PP(I,J)=(P(I,J)+P(I−1,J))/2 …(10) 補間データB14は次式に従ってヘリカルスキャンデー
タB12の平均操作によって得られる。
びP(II,JJ)とPP(I,J)の間に対向ビュー
の関係が成り立つ。ここで、 JJ=J+500,II=800−I+1,又、I=8
00−II+1 上記のように、1/4−1/4オフセット方式のX線C
Tにおいては、オフセットされた対向ビューのデータを
補間して対向ビューデータを求めた上で、補正データを
求めることができる。
施例の説明を行う。図1は本発明のヘリカルスキャンに
おけるスキューアーティファクト低減方法の実施例1の
説明図である。図において、図7と同一の部分には同一
の符合を付してある。図中、15は本実施例によって得
られたビュー番号1〜500における補正データAであ
る。
おいて得られたヘリカルスキャンデータB12から(1
1)式によって補間データB14のPP(II,JJ)
を求め、これをヘリカルスキャンデータA11のP
(I,J)の対向ビューデータとして、次に示す(1
2)式のアルゴリズムによって補正データA15のPQ
(I,J)を求めるものである。
ットされたデータを隣接データ間で平均操作を行うこと
により、1〜500ビューにおけるデータの対向ビュー
データにすることにより、スキューアーティファクトの
低減を計ることができる。
J)は1〜500ビューにおけるハーフスキャンデータ
であって、画像構成においては、ハーフスキャンデータ
を用いたイメージの再構成を行うものであるため、高周
波域強調のフィルタをリコン時に使用することはできな
い(ここで使用できないというのは使用すると悪影響が
あることを意味する)。
ャンにおけるスキューアーティファクトの低減方法の実
施例2の説明図である。図において、図1と同等の部分
には同一の符号を付してある。図中、16はヘリカルス
キャンデータA11のP(I,J)から求めたPQ′
(I,J)である補正データB、17はヘリカルスキャ
ンデータB12のP(II,JJ)から求めたPQ′
(II,JJ)である補正データCである。
正データC17のPQ′(II,JJ)とは次式により
求められる。 PQ′(I,J)=ω(I,j)×P(I,J) …(13) PQ′(II,JJ)=ωω(II,JJ)×P(II,JJ)…(14) ここで、ωω(II,JJ)は隣接補正係数の平均操作
により求めた補正係数で、次式で表わされる。
に加算されて完全な補正データが得られる。
用いて対向データと等価なデータを作ることにより、フ
ルリコンアルゴリズムによってヘリカルイメージの再構
成を行うものである。このように補正データC17を対
向ビューデータとすることによりスキューアーティファ
クトを低減させることができる。
カルスキャンデータの平均操作によるものではなく、補
正係数を平均操作して得た補正係数を用いて求めるもの
であるため、空間周波数が上がらず、高周波域強調のフ
ィルタを使用することはできない。実施例1に比べてヘ
リカルスキャンデータについて平均操作を行っていない
ので、空間分解能は良くなるが、ランダムノイズの標準
偏差は大きくなる。
明図である。図において、図1と同等の部分には同一の
符号を付してある。図中、18は隣接する補正データA
15間の平均操作により補間して得たPPQ(II,J
J)で表される補正データDである。ここで、PPQは
Q点における補正データPQを平均操作による補間の結
果得た補正データを意味する。
と同様に、(12)式により求められる。重複をいとわ
ず次に補正データを求める式を示す。 PQ(I,J)=ω(I,J)×P(I,J) +(1−ω(I,J))×PP(II,JJ)…(12) PPQ(II,JJ)=(PQ(I,J)+PQ(I−1,J))/2 …(16) 得られたフルスキャンの補正データA15のPQ(I,
J)と、PPQ(II,JJ)とを用いて、フルリコン
アルゴリズムによってヘリカルイメージの再構成を行
う。本実施例の方法によれば、補正して得た対向ビュー
データを使用しているので、スキューアーティファクト
を低減させることができる。
施例2と比較して、ヘリカルスキャンデータP(II,
JJ)と、補正データPQ(I,J)の両方に対して補
間を行っているので、同一のリコン用のフィルタに対し
てイメージが滑らかになる。
ルタを使用して行う画像再構成が可能である。 (実施例4)図4は本発明の実施例4の説明図である。
図において、図1及び図7と同等の部分には同一の符号
を付してある。図中、19はヘリカルスキャンデータB
12と、ヘリカルスキャンデータA11の隣接データ間
の平均操作によって得た補間データA13とによって補
正された補正データEである。
式により求められる。 PQ(I,J)=ω(I,J)×P(I,J) +(1−ω(I,J))×PP(II,JJ)…(12) PQ(II,JJ)=(1−ω(II,JJ)×PP(I,J) +ω(II,JJ)×P(II,JJ) …(17) 得られたフルスキャンの補正データA15のPQ(I,
J)と、補正データE19のPQ(II,JJ)とを用
いて、フルリコンアルゴリズムによってヘリカルイメー
ジの再構成を行う。本実施例の方法によれば、1〜50
0ビューのヘリカルスキャンデータの平均操作によるデ
ータと501〜1000ビューのヘリカルスキャンデー
タ、及び501〜1000ビューのヘリカルスキャンデ
ータの平均操作によるデータと1〜500ビューのヘリ
カルスキャンデータとをそれぞれ対向ビューデータとし
て補正されたデータによりフルリコンアルゴリズムを用
いてヘリカルイメージの再構成を行っているので、スキ
ューアーティファクトを低減させることができる。
ので、同一のリコン用フィルタに対してイメージは滑ら
かになる。又、この方法では従来のすべてのリコン用の
フィルタをそのまま使用することができ、即ち高周波域
強調のフィルタを使用する画像再構成が可能である。
3,4によれば1/4−1/4オフセット方式において
も、対向ビューデータを用いてデータの補正を行うこと
ができるようになり、スキューアーティファクトの低減
したヘリカルスキャンを行うことができるようになっ
た。
れば、1/4−1/4オフセット法を採用するX線CT
において、オフセットされた対向ビューデータを隣接デ
ータ間で補間することにより対向データを作り、スライ
ス位置に対する距離に応じた按分比例により補正データ
を得て、ヘリカルスキャンにおいてスキューアーティフ
ァクトを低減させることができるようになった。
により補間された補正係数を得てオフセットされた対向
データを作って画像再構成することによりスキューアー
ティファクトを低減させることができるようになり、実
用上の効果は大きい。
関係を示す説明図である。
図である。
図である。
図である。
ューのデータとの関係を示す図である。
補正データを求める方法の説明図である。
データを求める方法の説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 1/4−1/4オフセット方式を採用す
るX線CTによって行うヘリカルスキャンにおけるスキ
ューアーティファクトの低減方法であって、 ほぼ半回転によって得られる第1のヘリカルスキャンデ
ータ(11)のほぼ対向位置にあるオフセットされた第
2のヘリカルスキャンデータ(12)から隣接データ間
の平均操作により補間して前記第1のヘリカルスキャン
データ(11)の正確な対向データである第2の補間デ
ータ(14)を演算して求める段階と、 スライス位置に対する前記第1のヘリカルスキャンデー
タ(11)と前記第2の補間データ(14)との距離の
比に対応する補正係数(ω(I,J),1−ω(I,
J))をそれぞれ前記各データに乗じて加算し、第1の
補正データ(15)を求める段階と、から成り、得られ
た第1の補正データ(15)を用いてイメージを再構成
することを特徴とするヘリカルスキャンにおけるアーテ
ィファクトの低減方法。 - 【請求項2】 1/4−1/4オフセット方式を採用す
るX線CTによって行うヘリカルスキャンにおけるスキ
ューアーティファクトの低減方法であって、 ほぼ半回転によって得られる第1のヘリカルスキャンデ
ータ(11)にスライス位置への距離に対応する第1の
補正係数(ω(I,J))を乗じて第2の補正データ
(16)を演算して求める段階と、 前記第1のヘリカルスキャンデータ(11)のほぼ対向
位置にあるオフセットされた第2のヘリカルスキャンデ
ータ(12)に乗ずる前記第1の補正係数(ω(I,
J))に対応する第2の補正係数(ω(II,JJ))
から隣接係数間で平均操作して補間された第3の補正係
数(ωω(II,JJ))を演算して求める段階と、 前記第2のヘリカルスキャンデータ(12)に前記第3
の補正係数(ωω(II,JJ))を乗じて、オフセッ
トされた位置における第3の補正データ(17)を演算
して求める段階と、から成り、前記第2の補正データ
(16)と前記第3の補正データ(17)とからイメー
ジを再構成することを特徴とするヘリカルスキャンにお
けるアーティファクトの低減方法。 - 【請求項3】 1/4−1/4オフセット方式を採用す
るX線CTによって行うヘリカルスキャンにおけるスキ
ューアーティファクトの低減方法であって、 ほぼ半回転によって得られる第1のヘリカルスキャンデ
ータ(11)のほぼ対向位置にあるオフセットされた第
2のヘリカルスキャンデータ(12)から隣接データ間
の平均操作により補間して、正確な対向位置にある第2
の補間データ(14)を演算して求める段階と、 スライス位置に対する前記第1のヘリカルスキャンデー
タ(11)と前記第2の補間データ(14)との距離の
比に対応する補正係数(ω(I,J),1−ω(I,
J))をそれぞれ前記各データに乗じて加算し、第1の
補正データ(15)を演算して求める段階と、 前記第1の補正データ(15)から隣接データ間の平均
操作により補間して前記第1の補正データ(15)に対
しオフセット位置にある第4の補正データ(18)を演
算して求める段階と、から成り、前記第1の補正データ
(15)と前記第4の補正データ(18)とからイメー
ジを再構成することを特徴とするヘリカルスキャンにお
けるアーティファクトの低減方法。 - 【請求項4】 1/4−1/4オフセット方式を採用す
るX線CTによって行うヘリカルスキャンにおけるスキ
ューアーティファクトの低減方法であって、 ほぼ半回転によって得られる第1のヘリカルスキャンデ
ータ(11)から隣接データ間の平均操作によって第1
の補間データ(13)を演算して求める段階と、 後半の半回転によって得られる第2のヘリカルスキャン
データ(12)から隣接データ間の平均操作によって第
2の補間データ(14)を演算して求める段階と、 スライス位置に対する前記第1のヘリカルスキャンデー
タ(11)と前記第2の補間データ(14)との距離の
比に対応する補正係数(ω(I,J),1−ω(I,
J))をそれぞれ前記各データに乗じて加算し、第1の
補正データ(15)を演算して求める段階と、 前記第2のヘリカルスキャンデータ(12)と前記第1
の補間データ(13)との距離の比に対応する補正係数
(ω(II,JJ),1−ω(II,JJ))をそれぞ
れ前記各データに乗じて加算し、前記第1の補正データ
(15)に対しオフセット位置にある第5の補正データ
(19)を演算して求める段階と、から成り、前記第1
の補正データ(15)と前記第5の補正データ(19)
とからイメージを再構成することを特徴とするヘリカル
スキャンにおけるアーティファクトの低減方法。
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CN100518645C (zh) * | 2003-09-29 | 2009-07-29 | Ge医疗系统环球技术有限公司 | 图像重构、投影数据评价方法及计算x线体层照相装置 |
CN100387195C (zh) * | 2003-11-07 | 2008-05-14 | Ge医疗系统环球技术有限公司 | 偏移量测量方法、身体活动检测方法及x射线ct装置 |
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- 1992-12-22 JP JP34205992A patent/JP3244318B2/ja not_active Expired - Fee Related
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