JP3678375B2 - 放射線断層撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線断層撮影装置に係り、特に線源にコーンビームを用いた場合の再構成手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
短時間に被検体内部の３次元情報を画像化する技術としてコーンビームＣＴがある。コーンビームＣＴは、図７に示すように面検出器１５と錐状Ｘ線（コーンビーム）を照射する線源４を組み合わせ、これらを一体的に被検体Ｐのまわりに回転させて投影データを収集する。このようにして収集された投影データをFeldkampらの提案した再構成アルゴリズムを用いて画像化することが広く行われている。その再構成演算は、フィルタ処理した投影データを３次元ボクセルに対してバックプロジェクションすることによって画像化する。
【０００３】
また、大きな面検出器の性能やコストは、現在実用レベルに達していない場合も多く、その場合は使用目的により複数列の検出器列を有する図８に示すようなマルチスライスＣＴシステムを用いる。
一般に、前記再構成演算の中で用いられる３次元ボクセルのサイズは、図９に示すように検出器１素子のサイズに依存して決められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
医用放射線断層撮影装置（以下、ＣＴ装置と呼ぶ）などでは、診断目的によって再構成する画像のスライス厚が異なる。例えば、肝臓等の臓器の診断の場合にはスライス厚を厚くし、頭部血管の診断の場合にはスライス厚を薄くする。Feldkampらの再構成アルゴリズムでは、３次元ボクセル上に画像データが生成されるが、そのボクセルのサイズは検出器素子のサイズなどによって決められている。このため、厚いスライス厚の画像を作成するためには、ボクセル間での束ね合わせ処理が必要となる。また、小さいボクセル上でまず画像データを生成するために、より多い演算を行わなければならない。
【０００５】
本発明の目的は、診断目的によって異なる再構成画像のスライス厚に応じた最適な再構成手法を選択することができる放射線断層撮影装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、被検体に対して放射線を曝射するための線源と、この線源から曝射される放射線を検出するために２次元に配置された検出器とを備える放射線断層撮影装置において、前記線源および検出器を被検体の周囲を回転させて得た投影データを束ね合わせた後、フィルタ処理を行い、２次元ピクセル上にバックプロジェクションして画像を再構成する手段と、前記線源および検出器を被検体の周囲を回転させて得た投影データをフィルタ処理した後、３次元ボクセル上にバックプロジェクションして画像を再構成する手段と、再構成する画像のスライス厚と、所定のしきい値を比較することにより前記再構成する手段を選択する手段とを備えることを特徴とする。
又、請求項２記載の本発明は、被検体に対して錐状X線を曝射するための線源と、この線源から曝射される放射線を検出するために２次元に配置された検出器とを備え、前記線源および検出器を被検体の周囲を回転させて得た投影データに基づいて被検体内部の画像を再構成する放射線断層撮影装置において、前記投影データに基づいて、錐状X線のコーン角度の影響を無視したファンビーム再構成を行う第１の再構成手段と、前記投影データに基づいて、錐状X線のコーン角度の影響を考慮したＦｅｌｄｋａｍｐ再構成を行う第２の再構成手段と、再構成する画像のスライス厚と、所定のしきい値を比較することにより前記第１の再構成と前記第２の再構成手段を選択する手段を選択する手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放射線断層撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施例のシステムのブロック図である。スキャンに関する指示情報を入力する操作卓１と、線源４と検出器５から成るスキャナ３と、操作卓１により入力された指示情報に基づいてスキャナ３を制御する制御部２と、検出器５より出力される信号を収集して数値データに変換するデータ収集部６と、このデータ収集部６より出力される数値データから画像を再構成する画像再構成部７と、この画像再構成部７で再構成した画像を表示する画像表示部８とから構成される。さらに、画像再構成部７について、そのブロック図を示す図２を参照しながら説明する。システム操作卓１からの指示情報を受け、その指示情報に基づいて後述する各ユニットの制御を行うユニット制御部９と、データ収集部６から出力される数値データを保存するメモリＡ１０と、この数値データをFeldkamp再構成手法により画像再構成をするFeldkamp再構成部１１と、ファンビーム再構成手法により画像再構成をするファンビーム再構成部１２と、これら再構成部にて再構成された画像を保存するメモリＢ１３とから構成される。
【０００８】
このシステムの動作を図３を参照しながら説明する。まず、システムの操作卓１よりスキャンに関する指示情報を入力し、スキャナ３の制御部２に出力する（ＳＴＥＰ１）。この指示情報の中には、Feldkamp再構成あるいはファンビーム再構成のいずれの再構成手法を行うか、再構成を行う位置あるいは範囲、画像のスライス厚等がある。Feldkamp再構成あるいはファンビーム再構成のいずれの再構成手法を行うかという選択は、例えば薄いスライス厚の画像の場合にFeldkamp再構成、厚いスライス厚の画像の場合にファンビーム再構成と指定する。このいずれの再構成手法を用いるかという選択は、直接オペレータが入力してもよいが、あらかじめ所定のスライス厚のしきい値などを定めておき、このしきい値と再構成する画像のスライス厚との比較を行い、その結果を画像再構成部７に転送することにより自動的に行ってもよい。制御装置２は操作卓１で指定した情報に基づいてスキャナ３の制御を行う（ＳＴＥＰ２）。スキャナ３により被検体Ｐに対して線源４と検出器５をスキャンさせ、この検出器５から出力される信号をデータ収集部６によって収集し（ＳＴＥＰ３）、数値データに変換された後（ＳＴＥＰ４）、画像再構成部７に転送される。画像再構成部７に転送された数値データは、メモリＡ１０に一旦保存され、操作卓１よりユニット制御部９に転送された指示情報に基づき、Feldkamp再構成部１１、ファンビーム再構成部１２のいずれかを選択して画像再構成を行う（ＳＴＥＰ５）。再構成された画像は、メモリＢに一旦保存されるとともに、画像表示部８に転送され、順次表示される（ＳＴＥＰ６）。
【０００９】
上述の本実施例では、Feldkamp再構成部とファンビーム再構成部を別のユニットとしているが、これに限定されない。例えば、汎用演算装置等を用いて両方の再構成演算が可能なユニットを構成してもよい。
【００１０】
次に、上記２種類の再構成手法について、コーンビームを曝射する線源４と検出器５との関係を示す図４、３次元ボクセルへの投影イメージを示す図５、投影データの束ね合わせ処理のイメージを示す図６を参照しながら説明する。
【００１１】
マルチスライスＣＴなどにおいて、Feldkampらの再構成アルゴリズムを用いるのは、図４に示すコーン角度の影響を考慮して画像化を行うためである。Feldkampらの再構成アルゴリズムでは、投影データはまず各検出器列ごとにフィルタ処理を施され、図５に示すように、線源４と検出器５の各素子を結ぶ線分にかかる３次元ボクセルに対してバックプロジェクション処理される。これにより被検体内の３次元情報が画像化される。このため、Feldkampらの再構成アルゴリズムでは、ボクセルのサイズが小さく、そのため、その数が多いほどバックプロジェクション演算の演算量が増大する。
【００１２】
一方、厚いスライス厚の画像を生成するには検出器列、投影デ−タ間のデータ束ね合わせを行い、所望のスライス厚の画像を得る。ボクセルのサイズに比べて厚いスライス厚の画像を再構成する場合、図６に示すように、斜線部の複数の投影データを束ね合わせて１本の投影データとし、コーン角度の影響を無視してファンビームにおけるフィルタ補正バックプロジェクション再構成処理を行う。このとき再構成画像に及ぼすコーン角度の影響は、薄いスライス厚の画像における影響よりも小さい。この場合、投影データ間においてデータの束ね合わせ処理がなされているので、バックプロジェクション処理における演算量は、３次元ボクセルに対してバックプロジェクションし、その後データの束ね合わせを行う場合に比べ格段に演算量が減る。投影データの束ね合わせ処理を行った後に画像再構成を行う場合、その画像のスライス厚は、その複数の投影データが走査する被検体内の範囲（厚み）になる。
【００１３】
以上のような本発明の放射線断層撮影装置により、必要とする画像のスライス厚によって再構成処理のプロセスを切り換えれば、厚いスライス厚の画像の再構成時間を大幅に短縮することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明により、診断目的によって異なる再構成画像のスライス厚に応じた最適な再構成手法を選択することができる放射線断層撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のシステムのブロック図
【図２】本実施例のシステムの画像再構成部のブロック図
【図３】本実施例のシステムの処理の流れ
【図４】コーンビームを曝射する線源と検出器との関係を示す図
【図５】３次元ボクセルへの投影イメージ
【図６】投影データの束ね合わせ処理のイメージ
【図７】コーンビームＣＴのイメージ
【図８】コーンビームを曝射する線源と検出器との関係を示す図
【図９】３次元ボクセルへの投影イメージ
【符号の説明】
１ 操作卓
２ 制御部
３ スキャナ
４ 線源
５ 検出器
６ データ収集部
７ 画像再構成部
８ 画像表示部
９ ユニット制御部
１０ メモリＡ
１１ Feldkamp再構成部
１２ ファンビーム再構成部
１３ メモリＢ
１４ ３次元ボクセル
１５ 面検出器
Claims (2)
- 被検体に対して放射線を曝射するための線源と、この線源から曝射される放射線を検出するために２次元に配置された検出器とを備える放射線断層撮影装置において、
前記線源および検出器を被検体の周囲を回転させて得た投影データを束ね合わせた後、フィルタ処理を行い、２次元ピクセル上にバックプロジェクションして画像を再構成する手段と、
前記線源および検出器を被検体の周囲を回転させて得た投影データをフィルタ処理した後、３次元ボクセル上にバックプロジェクションして画像を再構成する手段と、
再構成する画像のスライス厚と、所定のしきい値を比較することにより前記再構成する手段を選択する手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。 - 被検体に対して錐状X線を曝射するための線源と、この線源から曝射される放射線を検出するために２次元に配置された検出器とを備え、前記線源および検出器を被検体の周囲を回転させて得た投影データに基づいて被検体内部の画像を再構成する放射線断層撮影装置において、
前記投影データに基づいて、錐状X線のコーン角度の影響を無視したファンビーム再構成を行う第１の再構成手段と、
前記投影データに基づいて、錐状X線のコーン角度の影響を考慮したＦｅｌｄｋａｍｐ再構成を行う第２の再構成手段と、
再構成する画像のスライス厚と、所定のしきい値を比較することにより前記第１の再構成と前記第２の再構成手段を選択する手段を選択する手段とを備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
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