JP4316017B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像生成方法、画像表示方法およびX線CT(Computed Tomography)装置に関し、さらに詳しくは、周期運動する走査対象をヘリカルスキャン(helical scan)して収集したデータから周期運動の一つの位相における画像を生成する画像生成方法および周期運動する走査対象をヘリカルスキャンして収集したデータから周期運動の複数の位相における画像を生成し位相順にシネ(cine)表示する画像表示方法およびそれら方法を好適に実施しうるX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特公平2−6530号公報において、心臓の周期的運動の一つの位相区間におけるデータのみを収集しうるX線CT装置が提案されている。
図24に、上記X線CT装置により心臓の拡張期におけるデータのみを収集する動作のタイムチャートを示す。
(a)は心電波形を示しており、この心電波形のR波から心拍の周期hと位相を検出する。
(b)は測定を開始するタイミングを決める遅れ時間Tdとデータを測定する測定時間Teとを示しており、心電波形のR波からの遅れ時間Tdにより心臓の拡張期の最初にデータ測定を開始するようにし、測定時間Teにより心臓の拡張期のみでデータを測定するようにする。
(c)は測定角度θを示しており、画像の生成に必要な全ビューが0゜〜360゜とするとき、1測定目で270゜〜360゜のビューのデータを測定し、2測定目で180゜〜270゜のビューのデータを測定し、3測定目で90゜〜180゜のビューのデータを測定し、4測定目で0゜〜90゜のビューのデータを測定する。
【0003】
(d)はX線管および検出器を被検体の周りに回転させる回転走査開始タイミング時間τ1〜τ4と回転時間と停止時間とを示しており、1回転目の回転時間中の270゜〜360゜に相当する時間と1測定目の測定時間とが合致するように回転走査開始タイミング時間τ1を決定し、2回転目の回転時間中の180゜〜270゜に相当する時間と2測定目の測定時間とが合致するように回転走査開始タイミング時間τ2を決定し、3回転目の回転時間中の90゜〜180゜に相当する時間と3測定目の測定時間とが合致するように回転走査開始タイミング時間τ3を決定し、4回転目の回転時間中の0゜〜90゜に相当する時間と4測定目の測定時間とが合致するように回転走査開始タイミング時間τ4を決定している。
なお、1回転目の終了から2回転目の開始まではX線管および検出器の回転を停止し、2回転目の終了から3回転目の開始まではX線管および検出器の回転を停止し、3回転目の終了から4回転目の開始まではX線管および検出器の回転を停止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のX線CT装置では、走査対象(ここでは心臓)の一つの断面の画像を生成するために複数回転のスキャンを繰り返している。
しかし、これでは複数の断面の画像を生成するには効率が悪く、実用的でない問題点がある。
そこで、本発明の第1の目的は、走査対象の周期運動の一つの位相における複数の断面の画像を効率良く生成することが出来る画像生成方法を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、走査対象の周期運動の一つの位相における3D(Dimension)画像やIP(Intensity Projection)画像のような投影画像を効率良く生成することが出来る画像生成方法を提供することにある。
また、本発明の第3の目的は、走査対象の周期運動を動画的に表示することが出来る画像表示方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、走査対象における周期運動の周期および位相を検出する運動検出手段と、前記走査対象を一つの軸に沿って直線移動させると共に前記走査対象の周りに少なくともX線管を回転させてヘリカルスキャンを行いながらデータを収集するデータ収集手段と、前記軸上の位置とその位置でデータを収集した時点に対応する走査対象の周期運動の位相とを関連付けて取得する位置・位相対応付け手段と、前記データ収集手段がデータを収集する毎に、逐次前記軸上の位置での画像を生成するために必要な全ビューのデータを当該位置の近傍のデータから補間演算により算出するデータ算出手段と、前記全ビューデータから画像を生成する画像生成手段と、前記位置・位相対応付け手段、前記データ算出手段および前記画像生成手段により前記軸上の複数の位置での画像をそれぞれ生成した後、それら生成した画像と所定のプロファイル関数とを用いた時間軸強調演算により前記複数の位置での時間軸強調画像を生成する時間軸強調画像生成手段と、前記時間軸強調画像中から同じ位相に対応する複数の位置での画像をそれぞれ選択する同位相画像選択手段と、前記選択した時間軸強調画像を用いた補間演算により前記複数の位置間に位置する画像を生成する補間画像生成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【0006】
第2の観点では、本発明は、上記構成のX線CT装置において、生成した同じ位相に対応する複数の位置での画像からボリュームデータを構成し、そのボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る各投影線上に在る前記ボリュームデータの値から当該画素の投影値を求めることを投影面上の全画素について実行して投影画像を生成する投影画像生成手段を更に具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【0007】
第3の観点では、本発明は、上記構成のX線CT装置において、前記投影画像生成手段により走査対象の周期運動の異なる位相での投影画像をそれぞれ生成した後、それら投影画像を位相順にシネ表示する投影画像シネ表示手段を更に具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【0008】
第4の観点では、本発明は、上記構成のX線CT装置において、前記データ算出手段は複数の補間演算アルゴリズムを有しており、それら補間演算アルゴリズムの一つを選択するための補間演算アルゴリズム選択手段を更に具備したことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す本発明の実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0016】
−第1の実施形態−
図1は、この発明の第1の実施形態にかかるX線CT装置100の構成ブロック図である。
このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル8と、走査ガントリ9と、心電計16とを具備している。
前記操作コンソール1は、操作者の指示や情報などを受け付ける入力装置2と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置3と、制御信号などを前記撮影テーブル8や前記走査ガントリ9とやり取りすると共に前記心電計16からの心電波形を入力する制御インタフェース4と、走査ガントリ9で取得したデータを収集するデータ収集バッファ5と、前記データから生成した画像を表示するCRT6と、プログラムやデータを記憶する記憶装置7とを具備している。
前記撮影テーブル8は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。
前記走査ガントリ9は、X線コントローラ10と、X線管11と、コリメータ12と、検出器13と、データ収集部14と、被検体の体軸の回りにX線管11などを回転させる回転コントローラ15とを具備している。なお、スリップリングによりX線管11などを連続的に回転させることが出来る。
前記心電計16は、被検体の心電波形を出力する。
【0017】
図2は、上記X線CT装置100によるヘリカルスキャン及び画像生成処理のフロー図である。
ステップS1では、操作者は、スキャン・パラメータを入力する。スキャン・パラメータとしては、X線管電流やビーム幅などのスキャン条件やスキャン開始位置,スキャン終了位置,1回転当たりの移動距離,1回転時間などがある。ここでは、図3に示すように、スキャン開始位置Sp,スキャン終了位置Ep,1回転当たりの移動距離d,1回転時間τを入力したものとする。数値例を示すと、d=5mm,τ=1sである。
なお、図3で、V(P1)は膨張時の大動脈を表し、V(P6)は収縮時の大動脈を表している。P1,P6は、大動脈の周期運動の1周期hを位相P1〜P10に10等分したときの位相P1とP6とを表している。z軸は、被検体を直線移動させる軸(撮影テーブル8を移動させる軸)を表している。サイン曲線 sin(θ)は、z軸上の各位置におけるX線管11の垂直方向の高さを表している。θは、z軸上の各位置におけるX線管11の回転角度を表している。
【0018】
図2に戻り、ステップS2では、操作者は、2回転線形補間,1回転線形補間,1回転非線形補間,半回転補間などの中から一つの補間演算アルゴリズムを選択する。
2回転線形補間は、図4の(a)に示すように、φ=2πの位置での画像を生成するためのデータを補間演算により求めるに際して、φ=2πの位置からの距離に比例して小さくなり、φ=0,φ=4πで“0”になる重みを付ける補間演算アルゴリズムである。この2回転線形補間を用いると、アーチファクトを低減できる。
1回転線形補間は、図4の(b)に示すように、φ=πの位置での画像を生成するためのデータを補間演算により求めるに際して、φ=πの位置からの距離に比例して小さくなり、φ=0,φ=2πで“0”になる重みを付ける補間演算アルゴリズムである。
1回転非線形補間は、図4の(c)に示すように、φ=πの位置での画像を生成するためのデータを補間演算により求めるに際して、φ=πの近傍では緩やかに小さくなり,φ=π/2,φ=3π/2の付近では急激に小さくなり,その後は緩やかに変化してφ=0,φ=2πで“0”になる重みを付ける補間演算アルゴリズムである。
半回転補間は、図4の(d)に示すように、φ=π/2の位置での画像を生成するためのデータを補間演算により求めるに際して、φ=π/2の近傍では変化せず,φ=π/4〜0,φ=3π/4〜πの間では線形に小さくなり,φ=0,φ=πで“0”になる重みを付ける補間演算アルゴリズムである。この半回転補間を用いると、時間分解能を小さくできる。
【0019】
図2に戻り、ステップS3では、心電計16から心電波形を取得する。そして、心電波形のR波から心拍の周期と位相を検出する。
ステップS4では、画像を生成する位置の間隔(オーバラッピング・レート)eを心拍の周期hから算出する。例えば、1周期hを位相P1〜P10に10等分するなら、
e=(d/τ)・(h/10)
である。数値例を示すと、d=5mm,τ=1s,h=1sなら、e=0.5mmである。
【0020】
ステップS5では、ヘリカルスキャンを実行し、データを収集する。ヘリカルスキャンは心電波形と同期する必要はないが、ここでは、図5に示すように、心電波形ECGのR波と同期してヘリカルスキャンを行ったものとする。
【0021】
図2に戻り、ステップS6では、高速オーバーラッピング・リコン処理(図6)を実行して、z軸上の前記オーバラッピング・レートeごとの位置の画像をそれぞれ生成する。
図6は、高速オーバーラッピング・リコン処理を示すフロー図である。なお、このフロー図はPAD(Problem Analysis Diagram)で示す。
ステップR1では、必要なデータが収集される毎にステップR2を実行する。ここで、必要なデータとは、第1の画像(最初の画像)を画像再構成演算により生成するためのデータセットを補間演算により算出するのに必要なデータ(例えば第1の画像に対応するz軸上の位置の前後1回転分のデータや前後1/2回転分のデータや前後1/4回転分のデータ)または先に生成した画像に重み付け加減算して第2の画像以降を順に生成するのに必要なデータを意味する。
ステップR2では、生成する画像が第1の画像であるか否かを判定する。第1の画像なら、ステップR3,R4を実行する。第2の画像以降なら、ステップR5を実行する。
ステップR3では、第1の画像に対応するz軸上の位置の前後1回転分のデータ(2回転線形補間のとき)または前後1/2回転分のデータ(1回転線形補間または1回転非線形補間のとき)または前後1/4回転分のデータ(半回転補間のとき)を用いた補間演算により第1の画像に対応するz軸上の位置における全ビューのデータを算出する。
ステップR4では、前記全ビューのデータに対して画像再構成演算を行い、第1の画像を求める。
ステップR5では、次に説明する逐次生成演算を行い、第2の画像以降を生成する。
【0022】
ここで、逐次生成演算について説明する。
図7,図8は、画像の生成の説明図である。
各撮影位置iは“01”〜“12”で示されている。
各撮影位置i“01”〜“12”における被検体Hの断面構造は、マトリクスH(01)〜H(12)で示されている。
各マトリクスH(01)〜H(12)の周りの矢印は、ビュー方向(スキャン方向)を示している。
各撮影位置iにおけるデータは、対応するビュー方向の要素がプロジェクション値に対応し,それ以外の要素が“0”であるマトリクスC(01)〜C(12)で示されている。例えば、マトリクスC(01)に対応するビューは、左上から右下への方向であるから、プロジェクション値は2+4=6である。そこで、このプロジェクション値“6”がマトリクスC(01)の左上要素と右下要素になっている。また、左下要素と右上要素は“0”になっている。
【0023】
線形補間演算は、距離の逆比例を利用して、すなわち、画像の位置と撮影位置iの距離が大きいほど小さくなる補間重みWを撮影位置iのデータCに乗算して、画像の位置のビューデータAにすることと考えることが出来る。そこで、撮影位置i“06”を画像の位置とし,補間重みWを単位距離ごとに1/6とすると、画像の位置“06”おけるビューデータAは、マトリクスA01〜A11のようになる。例えば、マトリクスA01は、マトリクスC(01)に補間重み1/6を乗算したものである。
【0024】
ここで、図8に示すように、A01〜A11の11個のビューから対向ビューを用いて6個のビューA’01〜A’06を作成する。例えば、
A’01=A01+A07
=C(01)×(1/6)+C(07)×(5/6)
である。
【0025】
画像再構成演算は、各ビューデータのマトリクスA01〜A11の和あるいはA’01〜A’06の和と考えることが出来るから、画像の位置“06”における画像データのマトリクスD(06)は、
D(06)=A01+…+A11
=A’01+…+A’06
となる。
画像データのマトリクスD(06)に対して、
I(06)=D(06)/2−27
なる画像処理演算を施して表示画像I(06)を得ると、その表示画像I(06)の左上要素の値は“12”,左下要素の値は“15”,右上要素の値は“13”,右下要素の値は“14”となる。この表示画像I(06)と被検体Hの断面構造のマトリクスH(06)とを比較すれば、この表示画像I(06)が被検体Hの位置“06”における断面を示していることが判る。
【0026】
一般的には、画像再構成演算に要するビュー数n=2m−1(mは自然数)としたとき、画像の位置のビューのデータと画像の位置の前側の(m−1)ビュー分のデータと後側の(m−1)ビュー分のデータを用いればよい。
【0027】
図9,図10は、画像データの生成の別の説明図である。
これは、図7,図8での画像の位置=“06”を、画像の位置=“07”に変更したものである。
図7,図8と図9,図10とを比較すると、図7,図8では画像データD(06)を生成するためにデータC(01)〜C(11)を使用し、図9,図10では画像データD(07)を生成するためにデータC(02)〜C(12)を使用している。つまり、データC(02)〜C(11)を重複して使用している。このように、ヘリカルスキャンにより得たデータを重複使用して異なる画像データを生成することをオーバラップ・リコンという。
【0028】
図7〜図10では、画像の位置“06”“07”を挟む前後1/2回転分に相当するデータからの補間方法を説明したが、画像の位置を挟む前後1回転分に相当するデータのセットからの補間方法も同様である。
図11〜図14に、画像の位置“12”を挟む前後1回転分に相当するデータのセットからの補間方法を示す。
図11〜図14では、ビュー数n=23になる(なお、図7〜図10では、n=11)。また、単位距離だけ離れた位置間の補間重みの差Qは1/12となる(なお、図7〜図10では、Q=1/6)。
【0029】
さて、図7,図8を参照して説明したように、画像の位置“06”における画像データのマトリクスD(06)は、
D(06)=A01+…+A11
=A’01+…+A’06
である。また、A01〜A11は、C(01)〜C(11)に補間重みW=1/6,2/6,3/6,4/6,5/6,6/6,5/6,4/6,3/6,2/6,1/6を乗算したものである。そこで、次式のように書くことが出来る。
【0030】
【数1】
【0031】
また、図9,図10を参照して説明したように、画像の位置“07”における画像データのマトリクスD(07)は、
D(07)=A01+…+A11
である。また、A01〜A11は、C(02)〜C(12)に補間重みWを乗算したものである。そこで、次式のように書くことが出来る。
【0032】
【数2】
【0033】
(数1)式から(数2)式を減算すれば、次式のようになる。
【0034】
【数3】
【0035】
(数3)式を変形すれば、次式のようになる。
【0036】
【数4】
【0037】
(数4)式と同様に、次式が成立する。
【0038】
【数5】
【0039】
(数4)(数5)式から次の一般式を導くことが出来る。
【0040】
【数6】
【0041】
(数6)式は、画像再構成演算に要するビュー数n=2m−1(mは自然数)としたとき、画像の位置のビューのデータと画像の位置の前側の(m−1)ビュー分のデータと後側の(m−1)ビュー分のデータを用いて画像を生成する場合の一般式である。
図7,図8におけるマトリクスD(06)を第1の位置(X=1)での画像とし、図9,図10におけるマトリクスD(07)を第2の位置(X=2)での画像とするとき、図7〜図10は、(数6)式でn=11(m=6),K=6とした場合に相当する。
(数1)〜(数6)式は、図7〜図10のような画像の位置を挟む前後1/2回転分に相当するデータを使う場合を想定して導いたが、(数6)の一般式は、図11〜図14のような画像の位置を挟む前後1回転分に相当するデータを使う場合にも適用できる。すなわち、図11〜図14は、(数6)式でn=23(m=12),K=12とした場合に相当する。
【0042】
(数6)式での△Cxの操作が、計算速度に対して非常に重要である。
すなわち、△Cxの場合、C(X+K−2+m)とC(X+K−2)はそれぞれプラス逆投影およびマイナス逆投影の計算を行わないで、まず、データ(プロジェクション値)C(X+K−2+m)とC(X+K−2)の差をとり、得られた△Cxについて、逆投影の計算を行う。例えば、図7において、第3の位置(X=3)が“08”の場合、△C3-6 は、C(07)とC(01)の差=24を計算した後、逆投影の計算を行う。また、△C3 は、C(13)とC(07)の差を計算した後、逆投影の計算を行う。
【0043】
△Cxの第1項と第2項の位置の差はmになっている。従って、画像の位置を挟む前後1/2回転分に相当するデータを使う場合、第1項と第2項は対向ビューの関係にあるから、ΔCxは、対向ビューのデータ(プロジェクション値)の差をとる意味になる。他方、画像の位置を挟む前後1回転分に相当するデータのセットを使う場合、第1項と第2項は同相ビューの関係にあるから、ΔCxは、360゜離れたデータ(プロジェクション値)の差をとる意味になる。
【0044】
以上より、第1の位置での画像は、(数1)式に相当する補間演算および画像再構成演算により生成する必要があるが、第X(≧2)の位置の画像は、(数6)式により生成できることが判る。つまり、第X(≧2)の位置の画像は、全てのビューに対して改めて補間演算および画像再構成演算を行なう必要がなく、第(X−1)の画像を用いて、(数6)式のように簡単な加減算と、Ex-m,Exに対してそれぞれ1ビュー(ΔCx)のみの画像再構成演算で生成することが出来る(但し、Ex-m が既に計算してあれば、改めて計算する必要はない)。
【0045】
図15は、上記高速オーバーラッピング・リコン処理によって生成されたz軸上の前記オーバラッピング・レートe毎の位置の画像I(m)を表している。
【0046】
図2に戻り、ステップS7では、上記画像I(m)に対応する位相の幅よりも狭い幅の位相に対応する画像x(m)を生成する時間軸強調処理を行う。すなわち、上記画像I(m)は、その位置の前後の位置で収集したデータを用いて生成されたため、図16の(a)に示すように、スライス幅が比較的厚い。このスライス幅は、位相の幅に相当し、2回転線形補間>1回転線形補間>1回転非線形補間>半回転補間となる。これを、図16の(b)に示すように、スライス幅が比較的薄い画像つまり位相の幅が比較的狭い画像x(m)に変換するのが、時間軸強調処理である。
【0047】
図17は、時間軸強調処理の原理を示している。
図17の(a)は、画像I(m)を表している。
【0048】
図17の(b)は、画像I(m)とその位置の前後の位置の画像I(m+j)を表している。
図17の(c)は、画像x(m)とその位置の前後の位置の画像x(m+j)を表している。
図17の(a)と図17の(c)とを比較すれば、画像x(m)とその位置の前後の位置の画像x(m+j)を適当な重みを付けて合成すると、画像I(m)を生成できることが判る。そこで、この重みの関数をプロファイル関数f(j)とし、前後の位置の画像の枚数を2・Mとすれば、次式が成立する。
【0049】
【数7】
【0050】
図17の(d)に、プロファイル関数f(j)を概念的に示す。上記(数7)式をガウス・ザイデル(Gauss-Seidel)法やヤコビ(Jacobi)法などの数値解析法を用いて解けば、図17の(e)に示すように画像x(m)を生成できる。なお、プロファイル関数f(j)は、ファントム(Phantom)を用いた実測の結果を(数7)式に当て嵌めて予め求めておく。
【0051】
図2に戻り、ステップS8では、画像x(m)を位相ごとに選択する。すなわち、図18に示すように、位相P1,…,P10にそれぞれ対応する画像x(m)を分ける。
【0052】
図2に戻り、ステップS9では、同位相の各画像x(m)の位置間に位置する画像を補間生成する。すなわち、図19に示すように、位相P1に対応する各画像(実線)の間の画像(2点鎖線)を線形補間演算により生成する。そして、処理を終了する。
以上により、走査対象の周期運動の位相P1,…,P10における複数の断面の画像を効率良く生成することが出来た。
【0053】
図20は、3D画像表示処理のフロー図である。
ステップD1では、操作者は、3D・パラメータを入力する。3D・パラメータとしては、投影方向やデータ範囲などがある。
ステップD2では、操作者は、表示モードを選択する。表示モードとしては、位相指定モードとシネモードがある。位相指定モードが選択されたならステップD3へ進み、シネモードが選択されたならステップD6へ進む。
ステップD3では、操作者は、一つの位相を指定する。
ステップD4では、指定された位相での3D画像を生成する。すなわち、図19の各位相の画像x(m)のうちの指定された位相の画像x(m)からボリュームデータを構成し、そのボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る前記投影方向の各投影線上に在る前記ボリュームデータの値を調べ、前記データ範囲に含まれ且つ最も投影面の近く(または遠く)にあるデータを当該画素の投影値とすることを投影面上の全画素について実行して3D画像を生成する。
ステップD5では、3D画像を表示する。これにより、周期運動の一つの位相における走査対象を全体的に見渡すことが出来る。この後、処理を終了する。
【0054】
ステップD6では、1周期を分割した各位相ごとの3D画像を生成する(各位相ごとに上記ステップD3と同じ処理を行う)。
ステップD7では、各位相ごとの3D画像を位相順にシネ表示する。これにより、走査対象が周期運動している全体的な様子を動画的に見ることが出来る。この後、処理を終了する。
【0055】
−第2の実施形態−
図2のステップS8において画像x(m)を位相ごとに選択する際、図21に示すように選択対象の位相の前後の画像もセットにして選択し、図2のステップS9において同位相の画像x(m)の位置間の位置の画像を補間生成する際、図22に示すように距離をZ1,Z2とするとき、
X1={x(a)+2・x(b)+3・x(c)}/6
X2={3・x(d)+2・x(e)+x(f)}/6
x(g)=(Z2・X1+Z1・X2)/(Z1+Z2)
としてもよい。
これにより、補間の精度を向上できる。
【0056】
−第3の実施形態−
図2のステップS6とステップS7の順序を入れ替えて、時間軸強調処理をデータのレベルで行ってから画像を生成してもよい。時間軸強調処理をデータのレベルで行う原理は、例えば特公平4−30300号公報に開示されている。
すなわち、図2のステップS5のヘリカルスキャンで収集したデータからz軸上の前記オーバラッピング・レートeごとの位置の画像をそれぞれ生成するための全ビューのデータp(v,c)を算出する。ここで、vはビュー番号を表し、cは検出器のチャネル番号を表わす。次に、核関数をh(m)とするとき、ある位置における等価ビューデータq(v,c)を(数8)式から算出する。なお、核関数h(m)は、先述のプロファイル関数f(j)からh(m)=F’{1/F[f(j)]}により予め求めておく(Fはフーリエ変換,F’はフーリエ逆変換を表わす)。図23に核関数h(m)の一例を示す。
【0057】
【数8】
【0058】
次に、等価ビューデータq(v,c)から画像x(m)を生成し、図2のステップ8以下を実行すればよい。
【0059】
−第4の実施形態−
図2のステップS7の時間軸強調処理を省略してもよい。特に、補間演算アルゴリズムとして半回転補間を選択したときは、もともと時間分解能が高いので、時間軸強調処理を省略してもよい。
【0060】
−第5の実施形態−
以上では、図22に示すように複数の位相P1,…,P10の画像を実質的に同時に求めたが、一つの位相の画像のみを求めてもよい。この場合は、図2のステップS6の代りに、一つの位相に対応する位置の画像をそれぞれ再構成演算により求めることになる。また、図2のステップS7,S8は省略する。
【0061】
【発明の効果】
本発明の画像生成方法およびX線CT装置によれば、1回のヘリカルスキャンで走査対象の周期運動の一つの位相における複数の断面の画像を効率良く生成することが出来る。また、走査対象の周期運動の一つの位相における3D画像やIP画像のような投影画像を効率良く生成することが出来る。
また、本発明の画像表示方法およびX線CT装置によれば、走査対象の周期運動を動画的に表示することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のX線CT装置の構成ブロック図である。
【図2】ヘリカルスキャン及び画像生成処理のフロー図である。
【図3】スキャン・パラメータの説明図である。
【図4】補間演算アルゴリズムごとの重み付け方法の説明図である。
【図5】データ収集位置と心拍の位相の説明図である。
【図6】高速オーバーラッピング・リコン処理のフロー図である。
【図7】前後180゜分のデータによる画像の生成の説明図である。
【図8】前後180゜分のデータによる画像の生成の別の説明図である。
【図9】前後180゜分のデータによる画像の生成のまた別の説明図である。
【図10】前後180゜分のデータによる画像の生成の更に別の説明図である。
【図11】前後360゜分のデータによる画像の生成の説明図である。
【図12】前後360゜分のデータによる画像の生成の別の説明図である。
【図13】前後360゜分のデータによる画像の生成のまた別の説明図である。
【図14】前後360゜分のデータによる画像の生成の更に別の説明図である。
【図15】生成した画像群の説明図である。
【図16】時間強調処理の説明図である。
【図17】時間強調処理の原理の説明図である。
【図18】位相ごとに選択した画像の説明図である。
【図19】補間演算により生成した画像群の説明図である。
【図20】3D画像表示処理のフロー図である。
【図21】位相ごとに選択した画像の別の説明図である。
【図22】図21の画像を用いた補間方法の説明図である。
【図23】核関数の説明図である。
【図24】従来のX線CT装置の動作のタイムチャートである。
【符号の説明】
100 X線CT装置
1 操作コンソール
2 入力装置
3 中央処理装置
8 撮影テーブル
9 走査ガントリ
11 X線管
12 コリメータ
13 検出器
14 データ収集部
Claims (4)
- 走査対象における周期運動の周期および位相を検出する運動検出手段と、
前記走査対象を一つの軸に沿って直線移動させると共に前記走査対象の周りに少なくともX線管を回転させてヘリカルスキャンを行いながらデータを収集するデータ収集手段と、
前記軸上の位置とその位置でデータを収集した時点に対応する走査対象の周期運動の位相とを関連付けて取得する位置・位相対応付け手段と、
前記データ収集手段がデータを収集する毎に、逐次前記軸上の位置での画像を生成するために必要な全ビューのデータを当該位置の近傍のデータから補間演算により算出するデータ算出手段と、
前記全ビューデータから画像を生成する画像生成手段と、
前記位置・位相対応付け手段、前記データ算出手段および前記画像生成手段により前記軸上の複数の位置での画像をそれぞれ生成した後、それら生成した画像と所定のプロファイル関数とを用いた時間軸強調演算により前記複数の位置での時間軸強調画像を生成する時間軸強調画像生成手段と、
前記時間軸強調画像中から同じ位相に対応する複数の位置での画像をそれぞれ選択する同位相画像選択手段と、
前記選択した時間軸強調画像を用いた補間演算により前記複数の位置間に位置する画像を生成する補間画像生成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
生成した同じ位相に対応する複数の位置での画像からボリュームデータを構成し、そのボリュームデータを貫き且つ投影面上の各画素に至る各投影線上に在る前記ボリュームデータの値から当該画素の投影値を求めることを投影面上の全画素について実行して投影画像を生成する投影画像生成手段を更に具備したことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項2に記載のX線CT装置において、
前記投影画像生成手段により走査対象の周期運動の異なる位相での投影画像をそれぞれ生成した後、それら投影画像を位相順にシネ表示する投影画像シネ表示手段を更に具備したことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のX線CT装置において、
前記データ算出手段は複数の補間アルゴリズムを有しており、それら補間演算アルゴリズムの一つを選択するための補間演算アルゴリズム選択手段を更に具備したことを特徴とするX線CT装置。
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