JP3866955B2

JP3866955B2 - X-ray CT system and control method thereof

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Publication number: JP3866955B2
Application number: JP2001315430A
Authority: JP
Inventors: 明彦西出; 哲也堀内
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003116841A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線照射によって被検体のＸ線断層像を再構成するＸ線ＣＴ（Computerized Tomography ）システムおよびその制御方法に関し、特に、Ｘ線発生源で生じた微小放電により正常に収集できなかった投影データの修復・復元技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＣＴシステムでは、一般に、Ｘ線発生源であるＸ線管からのＸ線を、所定の照射角度（例えば、６０度）にコリメートしたうえで被検体に照射し、その透過Ｘ線を、Ｘ線の照射角度に依存した長さにわたる複数（例えば、１０００個）の検出器チャネルを有するＸ線検出部で検出して得られる投影データの収集を、Ｘ線管とＸ線検出部を被検体の周囲を回転させながら複数（例えば、１０００）のビュー方向で行い（スキャン）、各ビューの投影データに基づいてＸ線断層像を再構成する。
【０００３】
ところで、Ｘ線管は、Ｘ線を発生させるために陰極と陽極との間に高電圧をかけることから、時に微小放電が発生することが知られている。微小放電が生じたときに照射されるＸ線量は、数ミリ秒オーダー、もしくは１ミリ秒オーダーで、急激に減少してしまうため、そのときのビューにおける投影データは使いものにならない。これをそのままにして画像再構成処理を行うと、再構成されたＸ線断層像にはシャワーアーティファクト等の特有のアーティファクトが発生してしまう。そのため、微小放電の影響を受けたビューの投影データは、他の投影データを用いて補間したほうがよりよい画像が得られる。
【０００４】
従来、微小放電により正常に収集できなかったビューの投影データの補間は、例えば以下のように行われていた。
【０００５】
図１４は、従来の投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【０００６】
まず、投影データの収集（スキャン）を行い（ステップＳ１）、受信した各ビューの投影データを対数変換する等の所定の前処理を施す（ステップＳ２）。次に、各ビューごとに、Ｘ線検出部中に設けられた所定のリファレンスチャネルｒｅｆ（一般に、較正のためのＸ線検出量の検出、Ｘ線ビーム位置の検出等に用いられる）における検出器チャネル出力（以下、「カウント値」という）を計測していき、第ｎビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）と、第ｎ−１ビュー（１つ手前のビュー）のリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）との比Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）を計算し、計算されたＤ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）が所定のしきい値Ｔ（例えば、０．９５）を下回れば、微小放電が発生したと判断して当該ビュー番号ｎを記憶する（ステップＳ３）。続いて、Ｘ線量補正、検出器チャネル間の感度補正等の所定の補正処理を行う（ステップＳ４）。
【０００７】
その後、微小放電が発生したと判断された第ｎビューにおける各検出器チャネルのカウント値を、元のカウント値の５０％の値と、第ｎ−１ビューにおける同一検出器チャネルのカウント値の２５％の値と、第ｎ＋１ビューにおける同一検出器チャネルのカウント値の２５％の値との加算値をもって線形補間する（ステップＳ５）。本明細書では、かかる各検出器チャネルのカウント値の補間を次式のように表す。なお、本明細書では特に明示しない限り、記号「＝」は右辺の値を左辺に代入することを意味するものとする。
【０００８】
ｆｏｒ（ｋ＝０，Ｑ−１）
Ｄ（ｎ，ｋ）＝０．２５Ｄ（ｎ−１、ｋ）＋０．５Ｄ（ｎ，ｋ）＋０．２５Ｄ（ｎ＋１，ｋ）
【０００９】
ただし、ｎはビュー番号、ｋはＸ線検出部の検出器チャネル番号、Ｄ（ｎ，ｋ）は第ｎビューのｋ番目の検出器チャネルにおけるカウント値を示しており、ｆｏｒ（ｋ＝０，Ｑ−１）とは、０からＱ−１（ＱはＸ線検出部が有する検出器チャネルの数）まで１刻みの各値をｋに代入して、各々の場合について後続の代入式を実行することを示す。
【００１０】
以上のようなカウント値の補間の後に、Ｘ線断層像を再構成し（ステップＳ６）、ＣＲＴ等のモニタ用画面に表示する（ステップＳ７）。
【００１１】
このように、従来の補間処理は、当該ビューを含め前後１ずつのビューの各カウント値を重み付け加算するものであった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、微小放電の継続時間長や放電量は一定であるとは限らず、特に近年のスキャンの高速化に伴い、微小放電の影響は１ビューにとどまらず複数のビューにわたることも多い。上記した従来の補間処理では、このような微小放電の継続時間長やスキャン速度といった微小放電の影響の変動要因に関わらず、当該ビューおよびその±１ビューの各カウント値を用いて画一的に補間するものであるため、その効果が不十分である場合が多いという問題があった。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、微小放電の継続時間長等の微小放電の影響の変動要因を考慮して、微小放電により正常に収集できなかったビューの投影データを好適に補間し、Ｘ線断層像に現れるアーティファクトを低減することが可能なＸ線ＣＴシステムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、例えば本発明のＸ線ＣＴシステムは、以下の構成を備える。すなわち、
Ｘ線管より発生するＸ線を被検体に向けて照射し、その透過Ｘ線を複数の検出器チャネルを有するＸ線検出部で検出して得られる投影データを、複数のビューから収集するスキャンを行い、各ビューの投影データに基づいて被検体のＸ線断層像を再構成するＸ線ＣＴシステムであって、
正常に投影データを収集することができなかったビューを特定する手段と、
該特定したビューに隣接する前後のビューの投影データを用いて、前記特定したビューの投影データを補間する手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本実施形態のＸ線ＣＴシステムのブロック構成図である。図示のように本システムは、被検体へのＸ線照射と被検体を透過したＸ線を検出するためのＸ線検出機構を一体的に取り付けるガントリ装置１００と、ガントリ装置１００に対して各種動作設定を行うとともに、ガントリ装置１００から出力されたデータに基づいてＸ線断層像を再構成し、表示する操作コンソール２００により構成されている。
【００１６】
ガントリ装置１００は、その全体の制御をつかさどるメインコントローラ１をはじめ、以下の構成を備える。
【００１７】
２は操作コンソール２００との通信を行うためのインタフェース、３はテーブル１２上に横たえた被検体を搬送（図面に垂直な方向で以下、Ｚ軸ともいう）するための空洞部を有するガントリであり、内部には、Ｘ線発生源であるＸ線管４（Ｘ線管コントローラ５により駆動制御される）、Ｘ線のスライス厚を決定するためのスリットを有するコリメータ６、コリメータ６のＸ線のスライス厚を決定するスリット幅の調整用モータであるモータ７ａが設けられている。このモータ７ａの駆動はコリメータコントローラ７により制御される。
【００１８】
また、ガントリ３には、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部８、及びＸ線検出部８より得られたデータを収集するデータ収集部９も備える。Ｘ線管４及びコリメータ６と、Ｘ線検出部８は互いに空洞部分を挟んで、すなわち、被検体を挟んで対向する位置に設けられ、その関係が維持された状態でガントリ３のまわりを回動するようになっている。この回動は、モータコントローラ１１からの駆動信号により駆動される回転モータ１０によって行われる。また、被検体を乗せるテーブル１２は、Ｚ軸方向への搬送がなされるが、その駆動はテーブルモータ１３によって行われる。
【００１９】
メインコントローラ１は、インタフェース２を介して受信した各種コマンドの解析を行い、それに基づいて上記のＸ線管コントローラ５、コリメータコントローラ７、モータコントローラ１１、テーブルモータコントローラ１４、そして、データ収集部９に対し、各種制御信号を出力することになる。また、データ収集部９で収集されたデータは、データ入力インタフェース６０を介して操作コンソール２００に送出される。
【００２０】
操作コンソール２００は、いわゆるワークステーションであり、図示の如く、装置全体の制御をつかさどるＣＰＵ５１、ブートプログラムやＢＩＯＳを記憶しているＲＯＭ５２、主記憶装置として機能するＲＡＭ５３をはじめ、以下の構成を備える。
【００２１】
ＨＤＤ５４は、ハードディスク装置であって、ここにＯＳ、ガントリ装置１００に各種指示を与えたり、ガントリ装置１００より受信した投影データに基づいてＸ線断層像を再構成するための制御プログラムが格納されている。また、ＶＲＡＭ５５は表示しようとするイメージデータを展開するメモリであり、ここにイメージデータ等を展開することでＣＲＴ５６に表示させることができる。５７及び５８は、各種設定を行うためのキーボード及びマウスである。また、５９はガントリ装置１００と通信を行うためのインタフェースである。
【００２２】
また、上記したＸ線検出部８は、図２に示すように、ファン角とよばれる、コリメータ６によって規定される所定のＸ線照射角（例えば、６０度）に依存した長さにわたる複数（例えば、１０００個）の検出器チャネルを有し、一列の検出器を形成している。かかる検出器をＺ軸方向に複数列配し、マトリクス状の検出器チャネル群を形成する、いわゆるマルチスライス型のＸ線検出部も知られているが、このようなタイプであってもよい。このＸ線検出部８において、端部の検出器チャネルｒｅｆは、常にＸ線ビームが被検体を透過することなく直接入射するリファレンスチャネルとして、Ｘ線量補正のためのＸ線量変動の監視を始め、後述する本発明に係る微小放電の発生判断等に使用される。なお、リファレンスチャネル以外の検出器チャネルは、リファレンスチャネルとの対比において、メイン検出器チャネルとよばれることもある。ここではＸ線検出部８の一端の検出器チャネルのみをリファレンスチャネルとしているが、メイン検出器チャネルの両端もしくは一端をＸ線量変動の監視用チャネルとして使用することもできる。
【００２３】
本実施形態におけるＸ線ＣＴシステムの構成は概ね上記の通りである。かかる構成のＸ線ＣＴシステムにおいて、投影データの収集は次のように行われる。まず、Ｚ軸方向の位置を固定して、Ｘ線管４からのＸ線ビームを被検体に照射し（Ｘ線の投影）、その透過Ｘ線をＸ線検出部８で検出する。そして、この透過Ｘ線の検出を、Ｘ線管４とＸ線検出部８を被検体の周囲を回転させながら（すなわち、投影角度を変化させながら）複数（例えば、１０００）のビュー方向で、３６０度分行う。検出された各透過Ｘ線は、データ収集部９でディジタル値に変換されて投影データとしてデータ入力インタフェース６０を介して操作コンソール２００に転送される。これを１つの単位として１スキャンとよぶ。そして、順次Ｚ軸方向にスキャン位置を所定量移動して、次のスキャンを行っていく。このようなスキャン方式はアキシャルスキャン方式とよばれるが、投影角度の変化に同期してスキャン位置を移動させながら（Ｘ線管４とＸ線検出部８とが被検体の周囲をらせん状に周回することになる）投影データを収集する、ヘリカルスキャン方式であってもよい。操作コンソール２００は、転送された投影データに基づいて、Ｘ線断層画像を再構成し、ＣＲＴ５６に表示出力する。
【００２４】
なお、収集された１スキャン分の投影データを模式的に表示すると、図４に示すようになる。同図において、横方向は、第０チャネルから第Ｑ−１チャネルまでのＱ個の検出器チャネルを示しており、各検出器チャネルはスキャンによって得られたカウント値を有する。縦方向は、０度から３６０度までに対応する第０ビューから第Ｎ−１ビューまでのＮ個のビューを示している。
【００２５】
本発明は、Ｘ線断層像の再構成に先立って、Ｘ線管４で発生した微小放電によって正常に投影データを収集することができなかったビューを特定し、当該ビューに好適な投影データの補間を行う。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。先述した従来の補間処理を示す図１４のフローチャートにおける処理ブロックと同一の処理ブロックには同一の参照符号を付してある。
【００２７】
まず、投影データの収集（スキャン）を行い（ステップＳ１）、収集された投影データは操作コンソール２００に転送される。操作コンソール２００では、受信した各ビューの投影データを対数変換する等の所定の前処理を施す（ステップＳ２）。次に、各ビューごとに、リファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値を計測していき、第ｎビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）と、第ｎ−１ビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）との比Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）を計算し、計算されたＤ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）が所定のしきい値Ｔ（例えば、０．９５）を下回れば、微小放電が発生したと判断して当該ビュー番号ｎを記憶する（ステップＳ３）。続いて、Ｘ線量補正、検出器チャネル間の感度補正等の所定の補正処理を行う（ステップＳ４）。
【００２８】
その後、微小放電が発生したと判断された第ｎビューの各検出器チャネルのカウント値を、次式に示すように、前後のビューの各検出器チャネルのカウント値の平均値をもって補間する（ステップＳ１１）。
【００２９】
ｆｏｒ（ｋ＝０，Ｑ−１）
Ｄ（ｎ，ｋ）＝（Ｄ（ｎ−１，ｋ）＋Ｄ（ｎ＋１，ｋ））／２
【００３０】
図５は、この実施形態による補間操作を示している。この補間操作は、第ｎビューの投影データを、第ｎビューの投影データにかかわらず前後のビューの投影データを用いて線形補間する操作であるといえる。
【００３１】
以上のようなカウント値の補間の後に、Ｘ線断層像を再構成し（ステップＳ６）、ＣＲＴ５６に表示する（ステップＳ７）。
【００３２】
このように、微小放電によって正常に投影データを収集することができなかったビューには、前後のビューの各検出器チャネルのカウント値の平均値を有するデータが補間されるので、良好に連続性を保つことができ、Ｘ線断層像に現れるシャワーアーティファクトを低減することができる。
【００３３】
（実施形態２）
先述したように、スキャンが高速化すると、微小放電の影響は１ビューにとどまらず複数のビューにわたることも多い。そこで、本実施形態では、微小放電の影響を受けたビューの連続数を考慮して投影データの補間を行う。
【００３４】
図６は、本実施形態に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、投影データの収集（スキャン）を行い（ステップＳ１）、収集された投影データは操作コンソール２００に転送される。操作コンソール２００では、受信した各ビューの投影データを対数変換する等の所定の前処理を施す（ステップＳ２）。次に、各ビューごとに、リファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値を計測していき、第ｎビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）と、第ｎ−１ビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）との比Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）を計算し、計算されたＤ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）が所定のしきい値Ｔ（例えば、０．９５）を下回れば、微小放電が発生したと判断して当該ビュー番号ｎを記憶する（ステップＳ３）。続いて、微小放電が発生したと判断されたビュー（以下、「微小放電発生ビュー」ともいう）ごとに、微小放電発生ビューが更に後続する場合のその後続数をカウントしてその数Ｍを記憶する（ステップＳ２１）。次に、Ｘ線量補正、検出器チャネル間の感度補正等の所定の補正処理を行う（ステップＳ４）。
【００３６】
その後、微小放電が発生したと判断された第ｎビューの各検出器チャネルのカウント値を、図７に示すように、第ｎビューの前後Ｍ（図７の例では、Ｍ＝２）ビューの同一検出器チャネルのカウント値を重み付け加算した値をもって補間する（ステップＳ２２）。この補間操作を式で表すと、次式のようになる。
【００３７】
【数１】

【００３８】
そして、ステップＳ２２の投影データの補間処理の後に、Ｘ線断層像を再構成し（ステップＳ６）、ＣＲＴ５６に表示する（ステップＳ７）。
【００３９】
なお、ステップＳ２１での微小放電発生ビューの後続数のカウントは、微小放電の継続時間を測定することと等価である。すなわち、後のステップＳ２２では、微小放電の継続時間長に応じた数の周辺のビューを用いて投影データの補間を行うことになる。この補間操作は、微小放電発生ビューの投影データを、後続する微小放電発生ビューの数に応じた数の周辺のビューの投影データを用いて線形補間する操作であるといえる。これによって、より効果的にＸ線断層像に現れるシャワーアーティファクトを低減することができる。
【００４０】
なお、上記のステップＳ２２では、第ｎビューの前後Ｍビューの同一検出器チャネルのカウント値を重み付け加算するようにしたが、次式に示すように、第ｎビューの前Ｍビューだけの同一検出器チャネルのカウント値を重み付け加算するようにしてもよい。ソフトウェア処理の観点、放電後の不安定さを取り除く観点からも本方法は有利である。
【００４１】
【数２】

【００４２】
また、上記の両式では、第ｎビューからのビューの距離ｍの逆比を重み付け係数として用いたが、各重み付け係数の総和で正規化されるかぎり、別の重み付け係数を用いてもかまわない。
【００４３】
（実施形態３）
上述した実施形態１および２では、投影データの補間に前後のビューを用いるようにしたが、本実施形態は、微小放電発生ビューの各カウント値を、各検出器チャネルごとの、その対向ビュー（投影角度が１８０度異なるビュー）の各カウント値で代替するものである。
【００４４】
図８は、本実施形態に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。この処理ステップは、実施形態１の処理を示す図３のフローチャートと概ね同じであるが、ステップＳ１１が、ステップＳ３１で置き換えられる。このステップＳ３１では、図９に示すように、微小放電が発生した第ｎビューに、例えば、１８０度分異なる第ｎ’ビューのデータを各々コピーすることによって補間する。この補間操作を式で表すと、次式のようになる。ただし、対応する検出器チャネルごとの対向ビューごとに行う。
【００４５】

【００４６】
対向ビューにおいては同じＸ線経路を通るＸ線を検出することになるので、ほぼ同等のカウント値が得られることを利用したものであり、これによって微小放電の影響を避けて、より好適なデータを補間することができる。なお、上記の如く１８０度対向ビューのデータだけを補間に用いるかわりに、１８０度対向ビュー付近のデータの平均値を補間に用いるようにしてもよい。
【００４７】
（実施形態４）
微小放電発生ビューの各検出器チャネルのカウント値を、前後のスキャン、すなわち前後のスライス位置、での同一ビューにおける同一検出器チャネルのカウント値の平均値で補間するようにしてもよい。
【００４８】
図１０は、本実施形態に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。この処理ステップは、実施形態１の処理を示す図３のフローチャートと概ね同じであるが、ステップＳ１１が、ステップＳ４１で置き換えられる。このステップＳ４１では、図１１に示すように、微小放電が発生した第ｒスキャンの第ｎビューの各検出器チャネルに、第ｒ−１スキャン第ｎビューと第ｒ＋１スキャン第ｎビューとにおける同一検出器チャネルのカウント値の平均値をコピーすることによって補間する。第ｒスキャン第ｎビュー第ｋチャネルのカウント値をＤ_r（ｎ，ｋ）として、この補間操作を式で表すと、次式のようになる。
【００４９】
ｆｏｒ（ｋ＝０，Ｑ−１）
Ｄ_r（ｎ，ｋ）＝（Ｄ_r-1（ｎ，ｋ）＋Ｄ_r+1（ｎ，ｋ））／２
【００５０】
隣接する両隣のスライス位置における同一ビュー（当該微小放電発生ビューの投影角度と同一の投影角度を有するビュー）の各カウント値の平均値で補間することになるので、良好に連続性が保たれ、微小放電の影響を回避して、好適なデータを補間することができる。なお、上記の如く隣接する前後それぞれのスライス位置における同一ビューのデータを補間に用いるかわりに、隣接する前後それぞれのスライス位置における同一ビュー付近のデータの平均値を補間に用いるようにしてもよい。
【００５１】
（実施形態５）
ここで、上述した各実施形態におけるデータ補間についてまとめると、次のようになる。
実施形態１：微小放電発生ビューをその前後のビューの投影データを用いて補間
実施形態２：微小放電発生ビューをその微小放電継続時間長に応じた数の周辺ビューの投影データを用いて補間
実施形態３：微小放電発生ビューを、各検出器チャネルごとに、その対向ビューの投影データを用いて補間
実施形態４：微小放電発生ビューをその前後のスキャンでの同一ビューの投影データを用いて補間
【００５２】
これらの各実施形態のデータ補間は、微小放電の継続時間長等によって効果が異なる。微小放電の継続時間長が比較的長く続き、微小放電の影響が複数ビューにわたった場合、実施形態２のデータ補間は微小放電の継続時間長を考慮しているので、実施形態１のデータ補間よりも良好な結果が期待できるであろう。実施形態３および実施形態４では、微小放電発生ビューから大きく離れたビューであって、かつ、当該微小放電発生ビューとの関連性が高いデータをもって補間するので、さらに良好な結果が期待できる。そこで、本実施形態では、上記の各実施形態における補間処理を組み合わせて、微小放電の継続時間長（すなわち、微小放電発生ビューの連続数）に応じて補間処理の種類を選択するようにする。
【００５３】
図１２は、本実施形態に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、投影データの収集（スキャン）を行い（ステップＳ１）、収集された投影データは操作コンソール２００に転送される。操作コンソール２００では、受信した各ビューの投影データを対数変換する等の所定の前処理を施す（ステップＳ２）。次に、各ビューごとに、リファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値を計測していき、第ｎビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）と、第ｎ−１ビューのリファレンスチャネルｒｅｆにおけるカウント値Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）との比Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）を計算し、計算されたＤ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）が所定のしきい値Ｔ（例えば、０．９５）を下回れば、微小放電が発生したと判断して当該ビュー番号ｎを記憶する（ステップＳ３）。続いて、微小放電発生ビューごとに、後続する微小放電発生ビューの数をカウントしてその数Ｍを記憶する（ステップＳ２１）。次に、Ｘ線量補正、検出器チャネル間の感度補正等の所定の補正処理を行う（ステップＳ４）。
【００５５】
その後、Ｍの値に応じて微小放電発生ビューの補間処理を選択する。すなわち、ステップＳ５１で、微小放電発生ビューは連続せずＭが１に満たないかどうかを判断し、ｙｅｓであればステップＳ１１（図３を参照）に進む。ステップＳ５１の判断がｎｏの場合はステップＳ５２に進み、Ｍが２未満かどうかを判断する。ｙｅｓのときはステップＳ２２（図６を参照）に進む。ステップＳ５２の判断がｎｏの場合はステップＳ５３に進み、Ｍが３未満かどうかを判断し、ｙｅｓのときはステップＳ３１（図８を参照）に進む。ステップＳ５３の判断がｎｏであればステップＳ４１（図１０）に進む。
【００５６】
（実施形態６）
ヘリカルスキャンの場合、らせん状に投影データが収集されていくことから、目的のスライス位置における投影データは１ビューしか収集されないため、画像再構成に先立って、所定のヘリカル重み付け関数による投影データのＺ軸方向への補間が行われることは公知である。
【００５７】
図１３（ａ）は、ヘリカルスキャンによって収集された投影データを示している。例えば、第Ｎ／２ビューにおけるヘリカル重み付け補間は、各ビューの同一検出器チャネルのカウント値を、図示のようなヘリカル重み付け関数（各重み付け係数は、各係数の総和で正規化されている）を用いて重み付け加算した値をもって行われる。
【００５８】
ここで、同図（ｂ）に示すように、第ｎビューで微小放電が発生したと仮定する。この場合、（ａ）の重み付けによれば、第ｎビューにおける重み付け係数は比較的大きな値であり、このまま重み付け加算に組み入れられるとヘリカル重み付け後のデータ精度に悪影響を及ぼしてしまう。そこで、微小放電が発生した場合には、この重み付け関数をα度（αはスキャンピッチに依存する値）ずらして、微小放電発生ビューには小さな重み付け係数が当てられるような重み付け関数を調整する。なお、微小放電発生ビューが第Ｎ／２ビュー以降の後半のビューに存在する場合は、同図（ｃ）に示すように、（ａ）の重み付け関数を−α度ずらして新たな重み付け関数を作成する。ただし、αは一定値（例えば９０度以下）、もしくは、スキャンピッチの大きさに反比例して小さくなる値である。
【００５９】
（その他の実施形態）
ヘリカルスキャンの場合についての一例を、上記の実施形態６で説明したが、このほか、微小放電発生ビューを除いた重み付け係数の総和で各重み付け係数を正規化した後、微小放電発生ビューの投影データを重み付け加算に組み入れないようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した各実施形態において、微小放電が発生したかどうかの判断は、ステップＳ１０３で、Ｄ（ｎ，ｒｅｆ）／Ｄ（ｎ−１，ｒｅｆ）の値のしきい値判定により行うようにしたが、リファレンスチャネルではなく所定位置のメイン検出器チャネルのカウント値が、所定のしきい値を下回っていたとき、当該ビューで微小放電が発生したと判断するようにしてもよい。あるいは、所定位置の複数のメイン検出器チャネルのうちいずれかの検出器チャネルのカウント値が所定のしきい値を下回っていたとき、当該ビューで微小放電が発生したと判断するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した各実施形態において用いた補間には線形補間を使用したが、３点を用いる２次補間、３点Hanning補間等の高次・多点の補間でも同様の効果を出すことができる。
【００６２】
また、上述した各実施形態において、ステップＳ３の微小放電が発生したかどうかの判断は、ステップＳ４のＸ線量の補正に先だって行うことが望ましいが、微小放電発生ビューの投影データの補間処理は、ステップＳ４のＸ線量補正後であって画像再構成処理の前であれば、どこで行ってもよい。
【００６３】
また、実施形態におけるＸ線ＣＴシステムの制御のほとんどは操作コンソール２００において行った。操作コンソール２００の構成自体は、汎用の情報処理装置（ワークステーションやパーソナルコンピュータ等）で実現できるものであるので、ソフトウェアを同装置にインストールし、それでもって実現することも可能である。
【００６４】
つまり、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても実現できるものである。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６５】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図３、図６、図８、図１０、図１２のいずれか１つ以上に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微小放電の継続時間長等の微小放電の影響の変動要因を考慮して、微小放電により正常に収集できなかったビューの投影データを好適に補間し、Ｘ線断層像に現れるアーティファクトを低減することが可能なＸ線ＣＴシステムおよびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のＸ線ＣＴシステムのブロック構成図である。
【図２】Ｘ線検出部８の構成を説明するための図である。
【図３】実施形態１に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【図４】収集された１スキャン分の投影データについて説明するための図である。
【図５】実施形態１における微小放電発生ビューの各検出器チャネルの補間操作を説明するための図である。
【図６】実施形態２に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【図７】実施形態２における、微小放電発生ビューの各検出器チャネルの補間操作を説明するための図である。
【図８】実施形態３に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【図９】実施形態３における、微小放電発生ビューの各検出器チャネルの補間操作を説明するための図である。
【図１０】実施形態４に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態４における、微小放電発生ビューの各検出器チャネルの補間操作を説明するための図である。
【図１２】実施形態５に係る投影データの補間処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態６における、微小放電発生ビューに伴って作成される重み付け関数を説明するための図である。
【図１４】従来の投影データの補間処理を示すフローチャートである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray CT (Computerized Tomography) system for reconstructing an X-ray tomographic image of a subject by X-ray irradiation, and a control method thereof. This invention relates to the restoration and restoration technology of the projection data.
[0002]
[Prior art]
In the X-ray CT system, generally, X-rays from an X-ray tube that is an X-ray generation source are collimated at a predetermined irradiation angle (for example, 60 degrees) and then irradiated on a subject, and the transmitted X-rays are Projection data obtained by detection with an X-ray detector having a plurality of (for example, 1000) detector channels over a length depending on the X-ray irradiation angle is collected in the X-ray tube and the X-ray detector. Performing (scanning) in a plurality of (for example, 1000) view directions while rotating around the specimen, an X-ray tomographic image is reconstructed based on the projection data of each view.
[0003]
By the way, since an X-ray tube applies a high voltage between a cathode and an anode in order to generate X-rays, it is known that a minute discharge sometimes occurs. Since the X-ray dose irradiated when a micro discharge is generated is on the order of several milliseconds or 1 millisecond, it rapidly decreases, so that the projection data in the view at that time is useless. If image reconstruction processing is performed with this as it is, specific artifacts such as shower artifacts are generated in the reconstructed X-ray tomogram. Therefore, a better image can be obtained when the projection data of the view affected by the minute discharge is interpolated using other projection data.
[0004]
Conventionally, interpolation of projection data of a view that could not be normally collected due to a minute discharge has been performed as follows, for example.
[0005]
FIG. 14 is a flowchart showing a conventional projection data interpolation process.
[0006]
First, projection data is collected (scanned) (step S1), and predetermined preprocessing such as logarithmic transformation of the received projection data of each view is performed (step S2). Next, a detector in a predetermined reference channel ref (generally used for detection of an X-ray detection amount for calibration, detection of an X-ray beam position, etc.) provided in the X-ray detection unit for each view The channel output (hereinafter referred to as “count value”) is measured, and the count value D (n, ref) in the reference channel ref of the nth view and the reference channel of the n−1th view (the previous view) The ratio D (n, ref) / D (n-1, ref) with the count value D (n-1, ref) at ref is calculated, and the calculated D (n, ref) / D (n-1, ref) If ref) falls below a predetermined threshold value T (for example, 0.95), it is determined that a minute discharge has occurred, and the view number n is stored (step S3). Subsequently, predetermined correction processing such as X-ray dose correction and sensitivity correction between detector channels is performed (step S4).
[0007]
Thereafter, the count value of each detector channel in the n-th view in which it is determined that a minute discharge has occurred is 50% of the original count value and 25 of the count value of the same detector channel in the n-1 view. The linear interpolation is performed with the addition value of the value of% and the value of 25% of the count value of the same detector channel in the (n + 1) th view (step S5). In this specification, the interpolation of the count value of each detector channel is expressed by the following equation. In the present specification, unless otherwise specified, the symbol “=” means that the value on the right side is assigned to the left side.
[0008]
for (k = 0, Q-1)
D (n, k) = 0.25D (n-1, k) + 0.5D (n, k) + 0.25D (n + 1, k)
[0009]
Here, n is a view number, k is a detector channel number of the X-ray detector, D (n, k) is a count value in the kth detector channel of the nth view, and for (k = 0, Q-1) substitutes each value in increments of 1 from 0 to Q-1 (Q is the number of detector channels of the X-ray detector), and executes subsequent substitution formulas in each case Indicates to do.
[0010]
After the count value interpolation as described above, an X-ray tomographic image is reconstructed (step S6) and displayed on a monitor screen such as a CRT (step S7).
[0011]
As described above, the conventional interpolation processing weights and adds the count values of one view before and after the view.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the duration of the minute discharge and the amount of discharge are not always constant, and in particular with the recent increase in scanning speed, the influence of the minute discharge is not limited to one view and often extends to a plurality of views. In the above-described conventional interpolation processing, regardless of the fluctuation factors of the influence of the minute discharge such as the duration of the minute discharge and the scanning speed, the view and the ± 1 view count values are uniformly used. Since the interpolation is performed, the effect is often insufficient.
[0013]
The present invention has been made in view of such a problem, and in consideration of the fluctuation factors of the influence of the microdischarge such as the duration of the microdischarge, the projection data of the view that could not be normally collected by the microdischarge is preferably used. It is an object of the present invention to provide an X-ray CT system and a control method thereof that can reduce the artifacts appearing in the X-ray tomographic image.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, for example, an X-ray CT system of the present invention comprises the following arrangement. That is,
A scan that collects projection data obtained by irradiating X-rays generated from an X-ray tube toward the subject and detecting the transmitted X-rays with an X-ray detector having a plurality of detector channels from a plurality of views. An X-ray CT system for reconstructing an X-ray tomographic image of a subject based on projection data of each view,
A means of identifying a view that could not successfully collect projection data;
Means for interpolating the projection data of the identified view using projection data of the preceding and following views adjacent to the identified view;
It is characterized by providing.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of the X-ray CT system of this embodiment. As shown in the figure, the present system includes a gantry apparatus 100 that integrally attaches an X-ray irradiation to a subject and an X-ray detection mechanism for detecting X-rays transmitted through the subject, and various operations on the gantry apparatus 100. The operation console 200 is configured to perform setting and reconstruct and display an X-ray tomogram based on data output from the gantry apparatus 100.
[0016]
The gantry apparatus 100 has the following configuration including the main controller 1 that controls the entire system.
[0017]
2 is an interface for communicating with the

operation console

200, and 3 is a gantry having a cavity for transporting a subject lying on the table 12 (hereinafter also referred to as the Z-axis in a direction perpendicular to the drawing). Inside, an X-ray tube 4 (driven and controlled by the X-ray tube controller 5) which is an X-ray generation source, a collimator 6 having a slit for determining the slice thickness of the X-ray, and the X-ray of the collimator 6 A motor 7a, which is a slit width adjusting motor that determines the slice thickness, is provided. The driving of the motor 7a is controlled by the collimator controller 7.
[0018]
The gantry 3 also includes an X-ray detection unit 8 that detects X-rays that have passed through the subject, and a data collection unit 9 that collects data obtained from the X-ray detection unit 8. The X-ray tube 4 and the collimator 6 and the X-ray detection unit 8 are provided at positions facing each other with the cavity portion sandwiched therebetween, that is, with the subject sandwiched therebetween, and rotate around the gantry 3 while maintaining the relationship therebetween. It comes to move. This rotation is performed by the rotary motor 10 driven by a drive signal from the motor controller 11. The table 12 on which the subject is placed is transported in the Z-axis direction, and is driven by the table motor 13.
[0019]
The main controller 1 analyzes various commands received via the interface 2, and based on the analysis, the X-ray tube controller 5, collimator controller 7, motor controller 11, table motor controller 14, and data collection unit 9 On the other hand, various control signals are output. The data collected by the data collection unit 9 is sent to the operation console 200 via the data input interface 60.
[0020]
The operation console 200 is a so-called workstation, and as shown in the figure, includes a CPU 51 that controls the entire apparatus, a ROM 52 that stores a boot program and a BIOS, and a RAM 53 that functions as a main storage device, and the following configuration.
[0021]
The HDD 54 is a hard disk device, which stores a control program for giving various instructions to the OS and the gantry apparatus 100 and for reconstructing an X-ray tomogram based on projection data received from the gantry apparatus 100. Yes. The VRAM 55 is a memory for developing image data to be displayed, and can be displayed on the CRT 56 by developing the image data or the like here.

Reference numerals

57 and 58 denote a keyboard and a mouse for performing various settings. Reference numeral 59 denotes an interface for communicating with the gantry apparatus 100.
[0022]
In addition, as shown in FIG. 2, the X-ray detection unit 8 described above has a plurality of lengths (referred to as fan angles) depending on a predetermined X-ray irradiation angle (for example, 60 degrees) defined by the collimator 6. For example, 1000 detector channels, forming a row of detectors. A so-called multi-slice type X-ray detection unit in which a plurality of such detectors are arranged in the Z-axis direction to form a matrix detector channel group is also known, but such a type may also be used. In the X-ray detector 8, the detector channel ref at the end starts monitoring X-ray dose fluctuations for X-ray dose correction as a reference channel where the X-ray beam always enters directly without passing through the subject. This is used to determine the occurrence of a minute discharge according to the present invention, which will be described later. Note that detector channels other than the reference channel are sometimes called main detector channels in comparison with the reference channel. Here, only the detector channel at one end of the X-ray detector 8 is used as a reference channel, but both ends or one end of the main detector channel can also be used as a channel for monitoring X-ray dose fluctuations.
[0023]
The configuration of the X-ray CT system in the present embodiment is generally as described above. In the X-ray CT system having such a configuration, the projection data is collected as follows. First, the position in the Z-axis direction is fixed, the subject is irradiated with the X-ray beam from the X-ray tube 4 (projection of X-rays), and the transmitted X-ray is detected by the X-ray detection unit 8. The transmission X-ray is detected in a plurality of (for example, 1000) view directions while rotating the X-ray tube 4 and the X-ray detection unit 8 around the subject (that is, changing the projection angle). Perform 360 degrees. Each detected transmission X-ray is converted into a digital value by the data acquisition unit 9 and transferred to the operation console 200 via the data input interface 60 as projection data. This is called one scan. Then, the scan position is sequentially moved by a predetermined amount in the Z-axis direction, and the next scan is performed. Such a scanning method is called an axial scanning method, and the X-ray tube 4 and the X-ray detection unit 8 spirally move around the subject while moving the scanning position in synchronization with the change in the projection angle. It may be a helical scan system that collects projection data. The operation console 200 reconstructs an X-ray tomographic image based on the transferred projection data, and displays it on the CRT 56.
[0024]
Note that, when the collected projection data for one scan is schematically displayed, it is as shown in FIG. In the figure, the horizontal direction indicates Q detector channels from the 0th channel to the Q-1th channel, and each detector channel has a count value obtained by scanning. The vertical direction indicates N views from the 0th view to the (N−1) th view corresponding to 0 to 360 degrees.
[0025]
In the present invention, prior to reconstruction of an X-ray tomographic image, a view in which projection data cannot be normally collected due to a micro discharge generated in the X-ray tube 4 is specified, and projection data suitable for the view is identified. Interpolate.
[0026]
FIG. 3 is a flowchart showing projection data interpolation processing according to this embodiment. The same reference numerals are assigned to the same processing blocks as those in the flowchart of FIG. 14 showing the conventional interpolation processing described above.
[0027]
First, projection data is collected (scanned) (step S1), and the collected projection data is transferred to the operation console 200. The operation console 200 performs predetermined preprocessing such as logarithmic conversion of the received projection data of each view (step S2). Next, for each view, the count value in the reference channel ref is measured, the count value D (n, ref) in the reference channel ref of the nth view, and the count value in the reference channel ref of the n−1th view. A ratio D (n, ref) / D (n-1, ref) with D (n-1, ref) is calculated, and the calculated D (n, ref) / D (n-1, ref) is predetermined. If the threshold value T is lower than 0.95 (for example, 0.95), it is determined that a minute discharge has occurred, and the view number n is stored (step S3). Subsequently, predetermined correction processing such as X-ray dose correction and sensitivity correction between detector channels is performed (step S4).
[0028]
Thereafter, the count value of each detector channel of the nth view in which it is determined that a micro discharge has occurred is interpolated with the average value of the count values of the detector channels of the preceding and following views as shown in the following equation (step). S11).
[0029]
for (k = 0, Q-1)
D (n, k) = (D (n-1, k) + D (n + 1, k)) / 2
[0030]
FIG. 5 shows an interpolation operation according to this embodiment. This interpolation operation can be said to be an operation of linearly interpolating the projection data of the nth view using the projection data of the previous and subsequent views regardless of the projection data of the nth view.
[0031]
After the count value interpolation as described above, an X-ray tomographic image is reconstructed (step S6) and displayed on the CRT 56 (step S7).
[0032]
In this way, data having the average value of the count values of each detector channel in the preceding and succeeding views is interpolated in the view in which the projection data could not be normally collected due to the minute discharge, so that the continuity is excellent. And shower artifacts appearing in the X-ray tomogram can be reduced.
[0033]
(Embodiment 2)
As described above, when the scanning speed is increased, the influence of the micro discharge is not limited to one view but often covers a plurality of views. Therefore, in the present embodiment, the projection data is interpolated in consideration of the number of consecutive views affected by the minute discharge.
[0034]
FIG. 6 is a flowchart showing the projection data interpolation processing according to this embodiment.
[0035]
First, projection data is collected (scanned) (step S1), and the collected projection data is transferred to the operation console 200. The operation console 200 performs predetermined preprocessing such as logarithmic conversion of the received projection data of each view (step S2). Next, for each view, the count value in the reference channel ref is measured, the count value D (n, ref) in the reference channel ref of the nth view, and the count value in the reference channel ref of the n−1th view. A ratio D (n, ref) / D (n-1, ref) with D (n-1, ref) is calculated, and the calculated D (n, ref) / D (n-1, ref) is predetermined. If the threshold value T is lower than 0.95 (for example, 0.95), it is determined that a minute discharge has occurred, and the view number n is stored (step S3). Subsequently, for each view in which it is determined that a micro discharge has occurred (hereinafter, also referred to as a “micro discharge occurrence view”), the subsequent number when the micro discharge occurrence view further follows is counted and the number M is stored. (Step S21). Next, predetermined correction processing such as X-ray dose correction and sensitivity correction between detector channels is performed (step S4).
[0036]
Thereafter, the count value of each detector channel in the nth view in which it is determined that a micro discharge has occurred is as shown in FIG. 7 before and after the nth view M (M = 2 in the example of FIG. 7). Interpolation is performed with a value obtained by weighting and adding the count values of the same detector channel (step S22). This interpolation operation is expressed by the following equation.
[0037]
[Expression 1]

[0038]
Then, after the interpolation processing of the projection data in step S22, an X-ray tomographic image is reconstructed (step S6) and displayed on the CRT 56 (step S7).
[0039]
Note that counting the number of subsequent microdischarge occurrence views in step S21 is equivalent to measuring the duration of the microdischarge. That is, in the subsequent step S22, the projection data is interpolated using the number of surrounding views corresponding to the duration of the minute discharge. This interpolation operation can be said to be an operation for linearly interpolating the projection data of the microdischarge occurrence view using the projection data of the peripheral views corresponding to the number of subsequent microdischarge occurrence views. Thereby, shower artifacts appearing in the X-ray tomogram can be reduced more effectively.
[0040]
In step S22, the count values of the same detector channels in the M views before and after the nth view are weighted and added. However, as shown in the following equation, the same detection in only the previous M view of the nth view is performed. It is also possible to perform weighted addition of the count values of the counter channels. This method is also advantageous from the viewpoint of software processing and from the viewpoint of removing instability after discharge.
[0041]
[Expression 2]

[0042]
In both of the above equations, the inverse ratio of the distance m of the view from the nth view is used as the weighting coefficient. However, other weighting coefficients may be used as long as they are normalized by the sum of the weighting coefficients. .
[0043]
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments described above, the front and back views are used for the interpolation of projection data. However, in this embodiment, each count value of the microdischarge occurrence view is set to the opposite view (for each detector channel). It replaces with each count value of a view (projection angle is 180 degrees different).
[0044]
FIG. 8 is a flowchart showing the projection data interpolation processing according to this embodiment. This processing step is substantially the same as the flowchart of FIG. 3 showing the processing of the first embodiment, but step S11 is replaced by step S31. In this step S31, as shown in FIG. 9, interpolation is performed by copying the data of the n ′ view different by 180 degrees, for example, to the nth view in which the minute discharge has occurred. This interpolation operation is expressed by the following equation. However, this is performed for each opposing view for each corresponding detector channel.
[0045]

[0046]
In the opposite view, since X-rays passing through the same X-ray path are detected, the fact that almost the same count value is obtained is utilized, thereby avoiding the influence of minute discharge and more suitable data. Can be interpolated. Note that instead of using only the 180-degree opposed view data for interpolation as described above, an average value of data near the 180-degree opposed view may be used for interpolation.
[0047]
(Embodiment 4)
The count value of each detector channel in the microdischarge generation view may be interpolated by the average value of the count values of the same detector channel in the same view in the preceding and following scans, that is, the preceding and following slice positions.
[0048]
FIG. 10 is a flowchart showing the projection data interpolation processing according to this embodiment. This processing step is substantially the same as the flowchart of FIG. 3 showing the processing of the first embodiment, but step S11 is replaced by step S41. In this step S41, as shown in FIG. 11, the same detection in the (n-1) th view in the (r-1) th scan and the nth view in the (r + 1) th scan is performed on each detector channel in the nth view of the rth scan in which the minute discharge has occurred. Interpolate by copying the average of the count values of the counter channels. The count value of the rth scan nth view kth channel is D _r When this interpolation operation is expressed by an equation as (n, k), the following equation is obtained.
[0049]
for (k = 0, Q-1)
D _r (N, k) = (D _r-1 (N, k) + D _{r + 1} (N, k)) / 2
[0050]
Interpolation is performed with the average value of each count value of the same view (view having the same projection angle as the projection angle of the microdischarge generation view) at the adjacent slice positions, so that continuity is maintained well. The influence of minute discharge can be avoided and suitable data can be interpolated. Instead of using the same view data at adjacent slice positions before and after the adjacent interpolation as described above, an average value of data near the same view at adjacent slice positions may be used for the interpolation.
[0051]
(Embodiment 5)
Here, it is as follows when the data interpolation in each embodiment mentioned above is put together.
Embodiment 1: Interpolation of micro discharge occurrence view using projection data of previous and subsequent views
Embodiment 2: Interpolating micro discharge occurrence views using projection data of a number of peripheral views corresponding to the micro discharge duration time length
Embodiment 3: A microdischarge generation view is interpolated using projection data of the opposite view for each detector channel.
Embodiment 4: Interpolation of micro discharge occurrence view using projection data of same view in previous and subsequent scans
[0052]
The data interpolation of each of these embodiments has different effects depending on the duration of the minute discharge. When the duration of the micro discharge lasts relatively long and the influence of the micro discharge has spread over a plurality of views, the data interpolation of the second embodiment considers the duration of the micro discharge, so the data interpolation of the first embodiment Better results would be expected. In the third and fourth embodiments, interpolation is performed with data that is a view far away from the microdischarge occurrence view and has high relevance to the microdischarge occurrence view, so that even better results can be expected. Therefore, in the present embodiment, the interpolation processing in each of the above embodiments is combined, and the type of interpolation processing is selected according to the duration of minute discharge (that is, the number of consecutive small discharge occurrence views).
[0053]
FIG. 12 is a flowchart showing the projection data interpolation processing according to this embodiment.
[0054]
First, projection data is collected (scanned) (step S1), and the collected projection data is transferred to the operation console 200. The operation console 200 performs predetermined preprocessing such as logarithmic conversion of the received projection data of each view (step S2). Next, for each view, the count value in the reference channel ref is measured, the count value D (n, ref) in the reference channel ref of the nth view, and the count value in the reference channel ref of the n−1th view. A ratio D (n, ref) / D (n-1, ref) with D (n-1, ref) is calculated, and the calculated D (n, ref) / D (n-1, ref) is predetermined. If the threshold value T is lower than 0.95 (for example, 0.95), it is determined that a minute discharge has occurred, and the view number n is stored (step S3). Subsequently, for each minute discharge occurrence view, the number of subsequent minute discharge occurrence views is counted and the number M is stored (step S21). Next, predetermined correction processing such as X-ray dose correction and sensitivity correction between detector channels is performed (step S4).
[0055]
Thereafter, the interpolation process of the micro discharge occurrence view is selected according to the value of M. That is, in step S51, it is determined whether the microdischarge occurrence view is not continuous and M is less than 1. If yes, the process proceeds to step S11 (see FIG. 3). If the determination in step S51 is no, the process proceeds to step S52 to determine whether M is less than 2. If yes, go to step S22 (see FIG. 6). If the determination in step S52 is no, the process proceeds to step S53, where it is determined whether M is less than 3. If yes, the process proceeds to step S31 (see FIG. 8). If the determination in step S53 is no, the process proceeds to step S41 (FIG. 10).
[0056]
(Embodiment 6)
In the case of the helical scan, since projection data is collected in a spiral shape, only one view of the projection data at the target slice position is collected. Therefore, prior to image reconstruction, Z of the projection data by a predetermined helical weighting function is collected. It is known that interpolation in the axial direction is performed.
[0057]
FIG. 13A shows projection data collected by a helical scan. For example, the helical weighting interpolation in the N / 2th view is performed by calculating the count value of the same detector channel of each view and the helical weighting function as shown in the figure (each weighting coefficient is normalized by the sum of the coefficients). It is performed with a value obtained by weighting and adding.
[0058]
Here, it is assumed that a minute discharge has occurred in the nth view as shown in FIG. In this case, according to the weighting of (a), the weighting coefficient in the nth view is a relatively large value, and if incorporated in the weighting addition as it is, the data accuracy after the helical weighting is adversely affected. Therefore, when a small discharge occurs, this weighting function is shifted by α degrees (α is a value depending on the scan pitch), and the weighting function is adjusted so that a small weighting coefficient is applied to the small discharge occurrence view. If the micro discharge occurrence view exists in the second half view after the N / 2 view, as shown in FIG. 5C, the weighting function of (a) is shifted by -α degrees, and a new weighting function is changed. create. However, α is a constant value (for example, 90 degrees or less) or a value that decreases in inverse proportion to the size of the scan pitch.
[0059]
(Other embodiments)
An example of the case of the helical scan has been described in the sixth embodiment. In addition, after normalizing each weighting coefficient with the sum of the weighting coefficients excluding the minute discharge occurrence view, the projection data of the minute discharge occurrence view is displayed. May not be incorporated into the weighted addition.
[0060]
Further, in each of the above-described embodiments, whether or not a minute discharge has occurred is determined by threshold determination of the value of D (n, ref) / D (n−1, ref) in step S103. However, when the count value of the main detector channel at a predetermined position instead of the reference channel is below a predetermined threshold value, it may be determined that a minute discharge has occurred in the view. Alternatively, when the count value of any one of the plurality of main detector channels at a predetermined position is below a predetermined threshold value, it may be determined that a minute discharge has occurred in the view. .
[0061]
In addition, linear interpolation is used for the interpolation used in each of the above-described embodiments, but the same effect can be obtained by high-order / multi-point interpolation such as quadratic interpolation using three points and three-point Hanning interpolation. .
[0062]
In each of the above-described embodiments, it is desirable to determine whether or not a micro discharge has occurred in step S3 prior to the correction of the X-ray dose in step S4. It may be performed anywhere after the X-ray dose correction in step S4 and before the image reconstruction process.
[0063]
Further, most of the control of the X-ray CT system in the embodiment is performed on the operation console 200. Since the configuration itself of the operation console 200 can be realized by a general-purpose information processing apparatus (workstation, personal computer, or the like), the software can be installed in the apparatus and can be realized.
[0064]
That is, an object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is recorded to a system or apparatus, and the computer (or CPU or CPU) of the system or apparatus. (MPU) can also be realized by reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system (OS) running on the computer based on the instruction of the program code. A case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
[0065]
When the present invention is applied to the above storage medium, the storage medium includes a program corresponding to the flowchart described above (shown in any one or more of FIGS. 3, 6, 8, 10, and 12). The code will be stored.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the projection data of the view that could not be normally collected due to the minute discharge is preferably interpolated in consideration of the fluctuation factors of the influence of the minute discharge such as the duration of the minute discharge. An X-ray CT system capable of reducing artifacts appearing in an X-ray tomogram and a control method thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray CT system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an X-ray detection unit 8;
FIG. 3 is a flowchart showing projection data interpolation processing according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram for explaining the collected projection data for one scan.
FIG. 5 is a diagram for explaining an interpolation operation for each detector channel of a micro discharge occurrence view in the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing projection data interpolation processing according to the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining an interpolation operation for each detector channel of a minute discharge occurrence view in the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing projection data interpolation processing according to the third embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining an interpolation operation for each detector channel in a microdischarge occurrence view in the third embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing projection data interpolation processing according to the fourth embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining an interpolation operation for each detector channel in a micro discharge occurrence view in the fourth embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing projection data interpolation processing according to the fifth embodiment.
FIG. 13 is a diagram for explaining a weighting function created with a microdischarge occurrence view in the sixth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing a conventional projection data interpolation process.

Claims

Projection data obtained by irradiating a subject with X-rays generated from an X-ray tube and detecting the transmitted X-rays with an X-ray detector having a plurality of detector channels is collected from a plurality of view directions. An X-ray CT system that scans and reconstructs an X-ray tomographic image of a subject based on projection data in each view direction,
A means of identifying a view that could not successfully collect projection data;
Means for determining a succession number when a view for which projection data could not be normally collected further continues for each identified view;
Means for interpolating projection data of the identified view using projection data of a number of surrounding views according to the subsequent number;
An X-ray CT system comprising:

Projection data obtained by irradiating a subject with X-rays generated from an X-ray tube and detecting the transmitted X-rays with an X-ray detector having a plurality of detector channels is collected from a plurality of view directions. An X-ray CT system that scans and reconstructs an X-ray tomographic image of a subject based on projection data in each view direction,
A means of identifying a view that could not successfully collect projection data;
Means for determining a succession number when a view for which projection data could not be normally collected further continues for each identified view;
First interpolation means for interpolating projection data of the identified view using projection data of the preceding and following views adjacent to the identified view;
Second interpolation means for interpolating the projection data of the identified view using projection data of the number of peripheral views corresponding to the subsequent number;
Third interpolation means for interpolating projection data of the identified view using projection data of the opposite view of each detector channel of the identified view;
Fourth interpolation means for interpolating the projection data of the identified view using projection data of the preceding and subsequent scan views having the same projection angle as the projection angle of the identified view;
With
An X-ray CT system further comprising switching means for switching to any one of the first to fourth interpolation means based on the subsequent number.

Helical scan that collects projection data while moving the subject in the direction of the body axis in synchronization with the change of the view when X-rays generated from the X-ray tube are irradiated toward the subject, and predetermined helical weighting An X-ray CT system for reconstructing an X-ray tomographic image of a subject based on projection data after interpolation by:
A means of identifying a view that could not successfully collect projection data;
Means for adjusting the predetermined helical weighting so that a weighting factor having a value smaller than a weighting factor assigned when the specified view does not exist is assigned to the specified view ;
An X-ray CT system comprising:

The means for identifying a view that has not been able to collect projection data normally,
When the output value of the detector channel at a predetermined position of the X-ray detector is less than a predetermined ratio with respect to the output value of the detector channel in the immediately preceding view, the projection data is normally collected for the view. The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the view is specified as a view that cannot be performed.

The means for identifying a view that has not been able to collect projection data normally,
When the output value of the detector channel at a predetermined position of the X-ray detection unit is less than a predetermined threshold, the view is specified as a view in which projection data cannot be collected normally. X-ray CT system according to any one of claims 1 to 3, characterized.

The means for identifying a view that has not been able to collect projection data normally,
When the output value of any one of a plurality of detector channels at a predetermined position of the X-ray detection unit is less than a predetermined threshold, the projection data is normally collected for the view. The X-ray CT system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the view is specified as a view that cannot be performed.

Projection data obtained by irradiating a subject with X-rays generated from an X-ray tube and detecting the transmitted X-rays with an X-ray detector having a plurality of detector channels is collected from a plurality of view directions. A control method for an X-ray CT system that scans and reconstructs an X-ray tomographic image of a subject based on projection data in each view direction,
Identify the views that could not successfully collect projection data,
For each identified view, the subsequent number of views for which projection data could not be collected normally is obtained, and projection data of the number of surrounding views corresponding to the subsequent number is used to determine the number of subsequent views. A method for controlling an X-ray CT system, comprising interpolating projection data.

Projection data obtained by irradiating a subject with X-rays generated from an X-ray tube and detecting the transmitted X-rays with an X-ray detector having a plurality of detector channels is collected from a plurality of view directions. A control method for an X-ray CT system that scans and reconstructs an X-ray tomographic image of a subject based on projection data in each view direction,
A first interpolation step of interpolating projection data of the specific view using projection data of previous and subsequent views adjacent to the specific view;
In a specific view, projection data of the specific view is interpolated by using projection data of the number of surrounding views according to the number of subsequent views when the subsequent view for which the projection data could not be normally collected follows. A second interpolation step;
A third interpolation step of interpolating the projection data of the specific view using the projection data of the opposite view of each detector channel of the specific view;
A fourth interpolation step of interpolating the projection data of the specific view using the projection data of the previous and subsequent scan views having the same projection angle as the projection angle of the specific view;
Have
Prior to reconstruction of the X-ray tomogram, a view that could not successfully collect projection data was identified,
For each identified view, find the number of successors when there are more subsequent views that could not successfully collect projection data,
Based on the subsequent number, select one of the first to fourth interpolation steps,
A control method for an X-ray CT system, wherein the projection data of the specified view is interpolated by the selected interpolation step.

Helical scan that collects projection data while moving the subject in the direction of the body axis in synchronization with the change of the view when X-rays generated from the X-ray tube are irradiated toward the subject, and predetermined helical weighting A method for controlling an X-ray CT system for reconstructing an X-ray tomographic image of a subject based on projection data after interpolation by:
Identifying a view that was not able to successfully collect projection data;
Adjusting the predetermined helical weighting so that a weighting factor having a value smaller than a weighting factor assigned when the specified view does not exist is assigned to the specified view ;
A control method for an X-ray CT system, comprising:

The step of identifying a view for which projection data could not be collected normally is:
When the output value of the detector channel at a predetermined position of the X-ray detector is less than a predetermined ratio with respect to the output value of the detector channel in the immediately preceding view, the projection data is normally collected for the view. The method for controlling the X-ray CT system according to claim 7, wherein the view is specified as a view that cannot be performed.

The step of identifying a view for which projection data could not be collected normally is:
When the output value of the detector channel at a predetermined position of the X-ray detection unit is less than a predetermined threshold, the view is specified as a view in which projection data could not be normally collected. The method for controlling an X-ray CT system according to claim 7, wherein the control method is an X-ray CT system.

The step of identifying a view for which projection data could not be collected normally is:
When the output value of any one of a plurality of detector channels at a predetermined position of the X-ray detection unit is less than a predetermined threshold, the projection data is normally collected for the view. The method for controlling the X-ray CT system according to claim 7, wherein the view is specified as a view that cannot be performed.

A storage medium storing a control program for realizing the X-ray CT system control method according to any one of claims 7 to 12 by a computer.