JP3284109B2 - X-ray computed tomography apparatus - Google Patents

X-ray computed tomography apparatus

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JP3284109B2
JP3284109B2 JP11817899A JP11817899A JP3284109B2 JP 3284109 B2 JP3284109 B2 JP 3284109B2 JP 11817899 A JP11817899 A JP 11817899A JP 11817899 A JP11817899 A JP 11817899A JP 3284109 B2 JP3284109 B2 JP 3284109B2
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ray
projection
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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 an 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速く、
全体の撮影時間も短くなっているが、さらに速く撮影を
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−ンビ−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 shooting time has been shortened, there is a demand for faster shooting. 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 system, and the other is a system 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−ンビ−ム(実際
は円錐でなく角錐であるが、一般的にコ−ンビ−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 a cone beam) is supplied from one X-ray tube 10. Projection 12 is projected onto a subject (not shown), and projection data obtained by the projection is used as 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−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−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−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−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 scanning method is a method of collecting 360-degree projection data while fixing the scanning position, sequentially moving the scanning 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 line 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−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−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−タは存在しな
い。したがって、縦1列の投影デ−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−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 drawback that blur in the slice thickness direction is large and resolution in the slice direction is poor.

【0007】次に、コ−ンビ−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−タはZ軸に
垂直であるが、コ−ンビ−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−ンビ−ムを用いると多数の投影デ−
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−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, a normal scanning method using a cone beam will be described. In the ordinary scanning method and the helical scanning method, all projection data are perpendicular to the Z axis, but in the case of a comb beam, they are spread 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 the figure, when using the cone beam, a large number of projection data can be obtained.
Data can be collected at the same time. Further, as in the case of the normal scanning method, the scanning position is fixed while the 360-degree projection data is collected. 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−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−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−タは図20(a)に示すように、お
互いに対向する投影デ−タになる。一方、コ−ンビ−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−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 FIGS. 16 and 17, since all the projection data are perpendicular to the Z axis, the projection data at the projection angles 180 degrees apart face each other as shown in FIG. It becomes projection data. On the other hand, in the case of the cone beam, the center of the slice position is the same as that in FIG. 20A, but as the distance from the center increases, the projection data intersects as shown in FIG. 20B. become. This angle increases in proportion to the deviation from the center.

【0009】したがって、コ−ンビ−ムを用いた通常の
スキャン方式のX線CT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, a conventional method using a cone beam is used.
Reconstruction in a scanning X-ray CT apparatus is a very difficult problem mathematically. For this reason, reconstruction is performed by performing some kind of approximation, but accuracy is deteriorated in a slice far from the center.

【0010】コ−ンビ−ムを用いた通常のスキャン方式
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−ンビ−ムの全
ての投影デ−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、コーンビームではなくファンビームを
用いたスキャンと同じく、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。この再構成の前提はX線管が非常に離れた位置に
あることであるが、X線管が離れた位置にないこともあ
り、この場合は中心から離れたスライスにおける精度が
十分でない。
Normal scanning method using a cone beam
The simplest method of reconstructing the X-ray CT apparatus is to assume that the X-ray tube is at a very remote position and that all projection data of the comb beam is perpendicular to the Z axis. Is to approximate. This allows fan beams instead of cone beams
As with the scan used, the image can be reconstructed by a convolution back-projection method. The premise of this reconstruction is that the X-ray tube is located very far away
Sometimes, the X-ray tube is not far away
In this case, accuracy in a slice away from the center is not sufficient.

【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 has higher accuracy than the above method, but has problems such as complicated reconstruction, different accuracy depending on slices, and insufficient accuracy.

【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−ム投影からの3次元CT画像再構成」、
MBE88−63,9−16)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",
The reconstruction method described in MBE88-63, 9-16) assumes that the subject is small,
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、多数枚のスライスを短時
間に撮影すること及び画像再構成を簡単にすることを目
的とする。
[0008] The present invention has been made to address the above-mentioned circumstances, Mijikatoki multiple slices
Aiming to capture images in between and simplify image reconstruction.
Target.

【0014】[0014]

【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、ヘリカルスキャンを行うX線コンピュー
タ断層撮影装置において、チャンネル方向及び被検体の
体軸方向に広がり幅を有するX線ビームを照射するX線
源と、前記X線を検出する検出素子が前記チャンネル方
向及び前記体軸方向に複数配置されたX線検出手段とを
用いて前記ヘリカルスキャンを行うヘリカルスキャン手
段と、このヘリカルスキャン手段により収集された投影
データに基づいて、当該投影データが前記体軸方向に垂
直方向のX線ビームで得られたと仮定した画像再構成を
行う再構成手段と、を具備したことを特徴とするもので
ある。ここで、再構成手段は、前記ヘリカルスキャンに
より収集された投影データの中から、所望スライス位置
の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の投影
データを用いて、前記所望スライス位置の画像再構成を
行っても良い。また再構成手段は、前記ヘリカルスキャ
ンにより収集された投影データの中から、所望のスライ
ス面に近傍の前記体軸方向に設けられた複数の検出素子
の投影データを用いて、前記所望スライス位置の画像再
構成を行っても良い。更に、X線源は、前記ヘリカルス
キャンにより収集されるデータが前記体軸方向に垂直方
向のX線ビームで得られたとみなして誤差が少なくなる
ような距離に前記被検体の体軸から離れて設けられても
良い。
Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Therefore, the present invention relates to an X-ray computer for performing a helical scan.
In the tomography system, the channel direction and the
X-rays that irradiate an X-ray beam having a spread width in the body axis direction
A source and a detecting element for detecting the X-rays,
And a plurality of X-ray detecting means arranged in the body axis direction.
Helical scan hand that performs the helical scan using
Steps and projections collected by this helical scanning means
Based on the data, the projection data falls in the body axis direction.
Image reconstruction assumed to have been obtained with a normal X-ray beam
Reconstructing means for performing
is there. Here, the reconstructing means performs the helical scan.
From the collected projection data, the desired slice position
Projection data and the projection closest to the desired slice position
Using the data, the image reconstruction at the desired slice position is performed.
You may go. Further, the reconstructing means includes the helical scan.
Out of the projection data collected by the
Detecting elements provided in the body axis direction near the surface
The image at the desired slice position is reproduced using the projection data of
Configuration may be performed. Further, the X-ray source is the helical
The data collected by the can is perpendicular to the body axis direction
Error is reduced by assuming that the beam is obtained with
Even if provided at such a distance from the body axis of the subject
good.

【0015】本発明によれば、チャンネル方向及び被検
体の体軸方向に広がり幅を有するX線ビームを照射する
X線源と、X線を検出する検出素子がチャンネル方向及
び体軸方向に複数配置されたX線検出手段とを用いてヘ
リカルスキャンを行い、ヘリカルスキャンにより収集さ
れた投影データを用いて、当該投影データが体軸方向に
垂直方向のX線ビームで得られたと仮定した画像再構成
を行うので、多数枚のスライスを短時間に撮影すること
ができると共に、画像再構成を簡単にすることができ
る。また再構成手段において、ヘリカルスキャンにより
収集された投影データの中から所望スライス位置の投影
データ及び所望スライス位置に最近傍の投影データを用
いて所望スライス位置の画像再構成を行ったり、或い
は、X線源を、ヘリカルスキャンにより収集されたデー
タが体軸方向に垂直方向のX線ビームで得られたとみな
して誤差が少なくなるような距離に被検体の体軸から離
して設ければ、精度良く画像再構成することができ、高
画質の画像を得ることができる。
According to the present invention, the channel direction and the test
Irradiates an X-ray beam that has a spread width in the body axis direction of the body
The X-ray source and the detector that detects X-rays
And X-ray detecting means arranged in the body axis direction.
Perform a helical scan and collect by helical scan.
Using the projection data obtained, the projection data is
Image reconstruction assumed to have been obtained with a vertical X-ray beam
So you can shoot many slices in a short time
And can simplify image reconstruction.
You. In the reconstruction means, helical scan
Projection of desired slice position from collected projection data
Data and the nearest projection data to the desired slice position
To perform image reconstruction at the desired slice position
Scans the X-ray source with data collected by helical scan.
Data was obtained with an X-ray beam perpendicular to the body axis direction.
Away from the body axis of the subject so that the error is reduced.
If it is provided, the image can be reconstructed with high accuracy,
An image of high quality can be obtained.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
るX線CT装置の実施形態を説明する。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−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−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
−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−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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 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 pyramidal X-rays (cone beam), and projects projection data based on the X-rays transmitted through the subject 18 into a two-dimensional X-ray detector such as an image intensifier. Collect at 14. The X-ray tube 10 and the two-dimensional detector 14 are arranged along the Z axis of the subject 18.
The projection data is rotated about the subject 18 around the axis, and the projection data is collected at each projection angle at a predetermined angle between 0 ° and 360 °. At that time, the bed 16 on which the subject 18 is placed is moved in the Z-axis direction in synchronization with the rotation of the X-ray tube 10 and the two-dimensional detector 14. 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 manner. In the case of this helical scan system, the amount of feed of the bed for a projection angle of 360 degrees is adjusted to the spread width of the beam in the Z-axis direction (here, the length of the two-dimensional detector in the Z-axis direction). .

【0020】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−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 view 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.

【0021】本発明のスキャンにより収集された投影デ
−タについて説明する。通常のコ−ンビ−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 in this case also has a spread 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, 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.

【0022】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−タが必要であるから、全投影デ−タの
中からztの位置の投影デ−タ、すなわち図4の縦一列
の投影デ−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, it is necessary to project 360 ° (or 180 ° + fan angle in the case of half scan) projection data at this position. The projection data of the position, 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 degree, projection data at a position adjacent to zt is collected. These projection data are indicated by black circles in the figure.

【0023】このように集められた投影デ−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−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。
Since the projection data collected in this manner 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,
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. is there.

【0024】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。
1) In the case of the present invention shown in FIG. 5, FIG.
The intersection angle is smaller than in the conventional example shown in FIG.

【0025】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。
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.

【0026】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
に垂直なビ−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 the projection data is perpendicular to the Z-axis, ie, the cone beam is 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.

【0027】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。
For this reason, in the following manner, in the helical scan system using the cone beam, the accuracy is high, and the accuracy does not depend on the slice position.
Reconfiguration can be performed.

【0028】すなわち、 1)コ−ンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行い、投
影デ−タを収集する。
That is, 1) Helical scan is performed by using a cone beam to collect projection data.

【0029】2)投影デ−タのZ方向の位置を、投影デ
−タがZ軸を横切る位置と定義し、全投影デ−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−タを、投影角度0〜360度について集める。
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 at the same position as the slice position and the adjacent position among all the projection data Data is collected for projection angles 0-360 degrees.

【0030】3)投影デ−タがZ軸に垂直であると仮定
して、集めた各投影デ−タをコンボリューション・バッ
クプロジェクションする。
3) Assuming that the projection data is perpendicular to the Z axis, convolution backprojection is performed on each of the collected projection data.

【0031】このような原理に基づいた本発明の第1実
施形態を説明する。図6は本発明の実施形態におけるシ
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−タを使用して画像を再構成する場合の実施形態に
ついて説明する。2次元検出器14の出力が記憶装置2
0に供給される。記憶装置20は、生データ記憶部20
a、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2
2を介して再構成装置24に供給される。再構成装置2
4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。CPU28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30は、コ−ンビ−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−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−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 stored in the storage device 2
0 is supplied. The storage device 20 includes a raw data storage unit 20
a, an edited raw data storage unit 20b and a reconstructed image storage unit 20c. The data of the storage device 20 is the bus line 2
2 to the reconstruction device 24. Reconstruction device 2
The output of No. 4 is stored in the reconstructed image storage unit 20 c 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. The console 28 is connected to the CPU 28 for the operator to set the scanning conditions as appropriate. Here, in order to instruct a comb beam / helical scan, the console 30 sets the beam width in the Z-axis direction and the scan conditions in addition to those set by a normal X-ray CT apparatus. Also specify the total number of scans. 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.

【0032】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−ンビ−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−タをディジタル値に変換
して記憶装置20の第1の生デ−タ記憶部20aに記憶
する。投影デ−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 comb 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 projection data of the X-ray transmitted through the subject into digital values and stores the digital values in the first raw data storage section 20a of the storage device 20. The projection data is sampled as described above in FIG.

【0033】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−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.

【0034】生デ−タ記憶部20aに360度以上の投
影デ−タが収集されたら、次のような手順で、生デ−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, the raw data is edited (selection of projection data used for reconstructing a certain slice) in the following procedure. , And image reconstruction.

【0035】図3に示すように、Z軸上における投影ビ
−ムのZ方向の幅(実施形態では2次元検出器のZ方向
の長さ)をL、投影デ−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−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
SN(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, and the projection data is sampled in the Z direction. The interval is d, and N = L / d. As shown in FIG. 4, the interval between the projection angles of the projection data is h, and the number of projections per rotation is M
Then, M = 360 / h. The total number of scans is SN (this is specified by the operator), and the total number of projections is MM
Then, MM = M × SN.

【0036】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、実施形態とほぼ同様
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 in the embodiment.

【0037】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 required. However, there is a case where there is no projection data. Therefore, as shown by a black circle, projection data of an adjacent position is also selected.

【0038】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.

【0039】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−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−トとは別
の部分で独立に行われる。
The number of times of projection (and collection) performed so far is set as a parameter MC. MC is a two-dimensional X-ray detector 1
4 is updated each time N pieces of projection data of one projection are stored in the storage unit 1. This updating is performed independently in a part different from the following flowchart.

【0040】図4において、1投影で収集されるN個の
投影デ−タの番号を、左から1,2,…Nとする。投影
番号をm、投影デ−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).

【0041】画像再構成用に編集された生デ−タは記憶
装置20の編集デ−タ記憶部22bに記憶される。この
編集された生デ−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−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.

【0042】図7はこの実施形態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−タ記憶部20
a内の生デ−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−タを選択的
に読出し、これらを編集後の生データGCH(Gi,G
m)として編集デ−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, Step # 1000
Then, necessary data is initialized. The data to be initialized will be described later. In step # 2000, the raw data storage unit 20
The M projection data necessary for reconstructing the Gi-th slice are selectively read out from the raw data PCH (m, n) in a, and these are read as edited raw data GCH (Gi , G
m) is written in the edited data storage unit 22b. The details will be described later.

【0043】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−タはGCH(Gi,G
m)(ここで、Gm=1〜M)のM個である。
In step # 3000, the reconstructing device 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).

【0044】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.

【0045】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。
In 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.

【0046】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.

【0047】図9は図7のステップ#2000における
生デ−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−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、本実施形態は画像を速く見ること
ができるようにスキャンと平行して投影デ−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−タの
収集が間に合わない場合があるので、ここで投影デ−タ
の収集を待つためである。なお、本実施形態はスキャン
終了後に投影デ−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#22
00,#2300は不要である。
FIG. 9 is a flowchart showing details of editing 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, it is determined whether or not m ≦ MC in order to determine whether or not acquisition of necessary 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 edits projection data in parallel with scanning so that the image can be viewed quickly.
Since the method of image reconstruction is adopted, if the editing and image reconstruction are faster than the scan speed, the collection of projection data may not be in time. To wait. In this embodiment, the projection data may be edited and the image may be reconstructed after the scan is completed.
00 and # 2300 are unnecessary.

【0048】ステップ#2400で、生デ−タ記憶部2
0aの投影デ−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−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 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.

【0049】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−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。
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.

【0050】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。
In step # 2130, n ← nz is set.
In step # 2140, the integer part of {(RMN + 1) / 2} is set to r, and the initialization ends.

【0051】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.

【0052】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.

【0053】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、コ−ンビ−ムを用いてヘリカルスキャンを行い投影
デ−タを収集し、投影デ−タのZ方向の位置を、投影デ
−タがZ軸を横切る位置と定義し、全投影デ−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−タを、投影角度0〜360度について集め、投影デ
−タがZ軸に垂直であると仮定して、集めた各投影デ−
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CT装置が提供される。
As described above, according to the present embodiment, helical scanning is performed using a cone beam to collect projection data, and the position of the projection data in the Z direction is determined by the projection data. Is defined as the position where the data crosses the Z-axis, and the projection data at the same position as the slice position and the adjacent position is collected from all the projection data at the projection angle of 0 to 360 degrees. Each projection data collected is assumed to be perpendicular to the Z axis.
The slice is reconstructed by convolution and back projection of the data. For this reason, in the helical scan method using a cone beam, reconstruction can be performed with high accuracy and without the accuracy depending on the slice position. Therefore, a simple configuration of X can capture a large number of slices in a short time.
A line CT apparatus is provided.

【0054】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications. Hereinafter, modified examples will be described.

【0055】上述の実施形態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。
In the above embodiment, the convolution is performed in the real space, but the convolution may be performed in the frequency space.

【0056】Z軸に垂直でない投影デ−タに関しては、
コンボリューションの前に、投影デ−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.

【0057】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 is
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.

【0058】投影デ−タのチャンネル及びスライス方向
の間隔は、本実施形態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。
As for the interval of the projection data in the channel and the slice direction, the channel direction may be at the same angle and the slice direction may be at the same interval as in this embodiment, both may be at the same angle, or both may be at the same interval. It may be.

【0059】実施形態では、Z軸方向のビ−ムの広がり
幅は2次元検出器のZ軸方向の長さに合わせているが、
こ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。
In the embodiment, the beam spread width in the Z-axis direction is set to match the length of the two-dimensional detector in the Z-axis direction.
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. With such a narrow setting, the influence of the cone angle of the X-ray beam is reduced even at the slice position farthest from the center, and as a result, a high-quality image can be obtained.

【0060】実施形態はいわゆる第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。
Although the embodiment has been described with respect to a so-called third generation CT, the same can be applied to a so-called fourth generation CT.

【0061】実施形態では、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。
In the embodiment, the projection data for reconstructing one image is 360 degrees. However, even if one image is reconstructed using projection data of 180 degrees + fan angle. Good.

【0062】実施形態では、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。
In the embodiment, all the images are reconstructed. However, only an arbitrary desired image may be reconstructed.

【0063】実施形態では、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. Alternatively, only the editing is performed in parallel with the scanning and the reconstruction is performed. It may be performed after scanning is completed.

【0064】実施形態では、収集投影デ−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−タ
を最初から編集して、再構成投影デ−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, but the collected projection data is edited from the beginning and directly stored as the reconstructed projection data. You may do so.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
数枚のスライスを短時間に撮影することができると共
に、画像再構成を簡単にすることができる。
According to the present invention, as described above,
The ability to shoot several slices in a short time
Furthermore, image reconstruction can be simplified.

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

【図1】本発明によるX線CT装置の一実施形態におけ
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 an 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】一実施形態に用いられる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】一実施形態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】一実施形態における対向する投影データの傾き
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing inclinations of opposed projection data according to the embodiment;

【図6】一実施形態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】一実施形態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 according to 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】従来例における対向する投影データの傾きを
示す図。
FIG. 20 is a diagram showing the inclination of opposed projection data 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.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 6/00 - 6/14 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 6/00-6/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ヘリカルスキャンを行なうX線コンピュ
ータ断層撮影装置において、 チャンネル方向及び被検体の体軸方向に広がり幅を有す
るX線ビームを照射するX線源と、前記X線を検出する
検出素子が前記チャンネル方向及び前記体軸方向に複数
配置されたX線検出手段とを用いて前記ヘリカルスキャ
ンを行うヘリカルスキャン手段と、 このヘリカルスキャン手段により収集された投影データ
に基づいて、当該投影データが前記体軸方向に垂直方向
のX線ビームで得られたと仮定した画像再構成を行う再
構成手段と、 を具備したことを特徴とするX線コンピュータ断層撮影
装置。
An X-ray computer for performing a helical scan
In a data tomography apparatus, there is a spread width in the channel direction and the body axis direction of the subject.
X-ray source for irradiating an X-ray beam, and detecting the X-ray
A plurality of detection elements are provided in the channel direction and the body axis direction.
The helical scan using the X-ray detecting means
Helical scanning means for performing scanning, and projection data collected by the helical scanning means.
Based on the projection data in a direction perpendicular to the body axis direction.
To perform image reconstruction assumed to have been obtained with the X-ray beam of
X-ray computed tomography, characterized by comprising a constituting unit, a
apparatus.
【請求項2】 前記再構成手段は、前記ヘリカルスキャ
ンにより収集された投影データの中から、所望スライス
位置の投影データ及び当該所望スライス位置に最近傍の
投影データを用いて、前記所望スライス位置の画像再構
成を行うことを特徴とする請求項1記載のX線コンピュ
ータ断層撮影装置。
2. The helical scanner according to claim 1 , wherein
Out of the projection data collected by the
Position projection data and the nearest
The image reconstruction at the desired slice position is performed using the projection data.
2. The X-ray computer according to claim 1, wherein
Data tomography equipment.
【請求項3】 前記再構成手段は、前記ヘリカルスキャ
ンにより収集された投影データの中から、所望のスライ
ス面に近傍の前記体軸方向に設けられた複数の検出素子
の投影データを用いて、前記所望スライス位置の画像再
構成を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2記載
のX線コンピュータ断層撮影装置。
3. The helical scanner according to claim 2 , wherein
Out of the projection data collected by the
Detecting elements provided in the body axis direction near the surface
The image at the desired slice position is reproduced using the projection data of
3. The configuration according to claim 1, wherein the configuration is performed.
X-ray computed tomography apparatus.
【請求項4】 前記X線源は、前記ヘリカルスキャンに
より収集されるデータが前記体軸方向に垂直方向のX線
ビームで得られたとみなして誤差が少なくなるような距
離に前記被検体の体軸から離れて設けられることを特徴
とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のX線
コンピュータ断層撮影装置。
4. The method according to claim 1, wherein the X-ray source is used for the helical scan.
X-rays that are collected in the direction perpendicular to the body axis direction
Distance that minimizes errors assuming that the beam was obtained
Characterized in that it is provided separately from the body axis of the subject.
The X-ray according to any one of claims 1 to 3,
Computer tomography equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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画像工学コンファレンス論文集、21(1990)「円錐ビームを用いた3次元ヘリカルスキャンCT」p.1

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