JP4584550B2 - X-ray measuring device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線計測技術に係り、特に、CT装置およびコーンビームCT装置を含むX線計測技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
1次元X線検出器を用い、X線源と1次元X線検出器を被写体の周りに1回転させながら回転撮影を行うCT(Computed Tomography)装置がある。また、2次元X線検出器を用い、X線源と2次元X線検出器を被写体の周りに1回転させながら回転撮影を行うコーンビームCT装置がある。また、X線源とX線検出器を固定し被写体を1回転させながら回転撮影を行うCT装置およびコーンビームCT装置がある。これらのCT装置およびコーンビームCT装置は周知である。
【0003】
コーンビームCTに用いられる2次元X線検出器としては、I.I.(Image Intensifier:イメージインテンシファイア)とビデオカメラとを光学系を介して組み合わせたI.I.−カメラ型X線検出器や、平面型X線検出器、等がある。平面型X線検出器としては、アモルファスシリコンフォトダイオードとTFTを一対としてこれを正方マトリックス上に配置し、これと蛍光板を直接組み合わせたもの、等がある。これらのセンサは周知である。
【0004】
CT装置およびコーンビームCT装置では、回転撮影により得られた複数のデータにそれぞれ補正処理を施して、3次元再構成のための1組の投影データを得る。得られた1組の投影データに対して、3次元再構成アルゴリズムを用いて3次元再構成を行い、3次元像を得る。コーンビームCT再構成アルゴリズムとしてはFeldkamp法、等がある。これらの再構成アルゴリズムは周知である。なお、投影データから再構成データを作成する再構成処理の際には逆投影演算が用いられ、再構成データから投影データを作成する再投影処理の際には正投影演算が用いられる。これらの演算は周知である。
【0005】
被写体に金属などの高いX線吸収をもたらす物体が含まれている場合、3次元像にアーチファクトが生じる。これは、高吸収体を通過するX線ビームによって得られるデータが他のビームによって得られるデータに比べて極端に小さくなるため、投影データ上に急峻なエッジができ、このエッジによって3次元再構成像上で吸収体の接線方向にアーチファクトを発生するものである。例えば、金属と金属とを結ぶ領域に帯状のアーチファクトが発生する。また、金属のエッジ同士を結ぶ接線上にアーチファクトが発生する。
【0006】
医療現場において、金属などの高吸収体は手術の際に頻繁に用いられている。
例としては、人工関節、金属歯、関節において手術後に固定用に挿入されるピン、胸部において手術後に開胸部を塞ぐために用いられるピン、血管拡張用に血管に挿入されるステント、などがある。また、血管の識別を容易にするために、血管に注入する造影剤も高吸収体の一例である。高吸収体を含む被写体に対してX線CT計測を行う際、高吸収体から発生するアーチファクトによって画像が激しく劣化し、診断に重大な支障が生じることが問題となっている。また、産業用CTにおいても同様に、自動車部品や半導体部品などの被写体の計測を行う際、高吸収体から発生するアーチファクトによって画像が激しく劣化し、検査に支障が生じることが問題となっている。
【0007】
このアーチファクトを軽減する従来技術として、再構成像上で高吸収体を含む関心領域を指定し、関心領域に対応する領域を投影像に設定し、設定された領域を平滑化処理した後に再構成処理を行う手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、再構成像上で高吸収体を含む関心領域を指定し、関心領域に対応する領域を投影像に設定し、設定された領域内の投影データを近傍の投影データから補間処理したデータに置き換えた後に再構成処理を行う手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、投影データ上で高吸収体を識別し、高吸収体領域の投影データを平滑化処理した後に再構成処理を行う手法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。さらにまた、X線検出チャンネルがチャンネル方向とセグメント方向に2次元的に配列されているマルチスライス形X線検出器において、被写体内の高吸収体に起因して信号強度が極端に低下した投影データをセグメント方向の位置が異なる高吸収体の影響を受けていない検出チャンネルの投影データに置き換えた後に再構成処理を行う手法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
【0008】
高吸収体により生じるアーチファクトの主な原因として、ビームハードニング効果がある。ビームハードニング効果とは、単色でないX線を用いるCT計測において、再構成において必要な直線上のX線吸収係数の線積分が、吸収体がない場合に計測されたX線強度と、吸収体がある場合に計測されたX線強度の比の対数(以下、吸収項)では正確に表現されないことにより発生するアーチファクトである。
【0009】
この点については、線積分が吸収項の多項式で表されることが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。かかる従来例には、被写体が単一の成分で構成されている場合に上記多項式の補正が完全に行われたとしても、被写体に第2成分として吸収係数の大きな成分が加わった場合には計測される線積分は誤差を持ち、この誤差がビームハードニングアーチファクトの原因となること、また、再構成像をしきい値処理した後に再投影演算することにより高吸収体の線積分を求め、誤差が高吸収体の線積分の2乗項に比例するとみなして再投影データを補正した後に再構成処理を行う手法が提案されている。
【0010】
【特許文献1】
特開平6−98886号公報
【特許文献2】
特開平8−19533号公報
【特許文献3】
特開2002−153454号公報
【特許文献4】
特開平10−337287号公報
【非特許文献1】
Hsieh他:”An iterative approach to beam hardening correction in cone beam CT.”, Medical Physics, 27(1), pp.23-29, 2000
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、投影データ上で高吸収体と判定された領域に対してデータ変換処理を行う。その際、変換領域と非変換領域の境界に不連続を生じさせないために、上述した従来例(特許文献1)では、変換領域内のデータは周辺データを用いた平滑化処理データに変換される。また、従来例(特許文献2)では、変換領域内のデータは周辺データからの補間データに変換される。また、従来例(特許文献3)では、変換領域内のデータを任意の値に変換した後に、境界線近傍のデータを平滑化処理している。また、従来例(特許文献4)では、変換領域内のデータは最近傍のデータに変換される。これらの手法は、近傍データを用いる置換処理や補間処理や平滑化処理であり、補正効果に限界がある。即ち、高吸収体が非常に強いX線吸収を持つ場合や、高吸収体が広い領域を持つ場合には、アーチファクト低減が十分に行われないという課題を有する。
【0012】
一般に、CT装置およびコーンビームCT装置ではデータ量が膨大になるため、再構成データは保存するが投影データは保存しない。そのため、処理に投影データを必要とする上述の従来技術では、計測時にしか補正処理を行うことができないという課題を有する。
【0013】
一般に、再構成視野は、回転撮影中の全ての角度において検出器が含むことができる領域となる。コーンビームCT装置で用いられる2次元検出器は、回転撮影中に一部の角度において、被写体を視野内に納めることができない場合が多い。
その場合、上述の従来例(非特許文献5)では、再構成像からの再投影において再構成視野の外に存在する高吸収体から発生するアーチファクトを補正できないため、正確な補正を行うことができないという課題を有する。
【0014】
また、金属を埋め込んだ人体では3成分以上の多成分から構成される。その場合、従来例(非特許文献5)では、再投影データ上におけるしきい値手段において高吸収体を完全に分離することはできず、正確な補正を行うことができないという課題を有する。さらに、従来例(非特許文献5)では、高精度に再投影演算を行おうとすると、演算量が膨大になるという課題を有する。
【0015】
そこで、本発明の目的は、高X線吸収体を有する被写体に対して、良好な計測を実現するX線計測技術を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるX線計測装置は、投影データを用いて第1の再構成処理を行う手段と、再構成データにおいてしきい値より大きな値を抽出処理する手段と、抽出した再構成データから再投影データを再投影処理する手段と、再投影データを2次変換処理する手段と、2次変換再投影データに重み係数を乗算する手段と、投影データから重み付き再投影データを差分処理する手段と、差分再投影データを用いて第2の再構成処理を行う手段とを有することを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、第1の再構成データにおいてしきい値より大きな値を抽出処理する手段と、抽出した再構成データから再投影データを再投影処理する手段と、再投影データを2次変換処理する手段と、変換した再投影データを用いて第2の再構成処理を行う手段と、第2の再構成データに対して重み係数を乗算処理する手段と、第1の再構成データから重み付き再構成データを差分処理する手段とを有することを特徴とする。
【0018】
また、本発明は、第1の再構成処理において、再構成データを取得する領域として、投影が全ての角度で計測されていない領域を含む領域を設定する手段を有する。
【0019】
また、本発明は、投影データおよび再投影データに対して、データの端において微分係数を算出処理する手段と、データの端において微分係数を保存すると共に端から離れた位置でゼロ値になる関数を算出処理する手段と、データの端から外側のデータを関数によって求めた値に変換処理する手段とを有する。
【0020】
また、本発明は、しきい値より大きな値を抽出処理する際に、抽出されたデータと抽出されなかったデータの境界を平滑化処理する手段を有する。
【0021】
また、本発明は、再構成データから再投影データを求める再投影処理において、再投影データの投影数を投影データの投影数の2倍に設定する手段を有する。
【0022】
また、本発明は、再投影処理において再投影データを平滑化する手段を有する。
【0023】
また、本発明は、第1の再構成データにおいて領域を設定する手段と、第1の再構成処理以降の処理を領域内のデータ対してのみに対して行う制限手段を有する。
【0024】
以下に、本発明による効果について列挙する。
【0025】
第1に、非常に強いX線吸収を持つ高吸収体や、広い領域を持つ高吸収体から発生するアーチファクトを低減することを可能にする。第2に、投影データが保存されていない場合に、高吸収体から発生するアーチファクトの低減を可能にする。第3に、再構成視野の外側に存在する高吸収体から発生するアーチファクトを低減することができる。第4に、再構成視野の外側に存在する高吸収体から発生するアーチファクトを高精度に低減することができる。第5に、3成分以上の多成分から構成される被写体において、高吸収体から発生するアーチファクトの低減を可能にする。第6に、高吸収体から発生するアーチファクトを高精度に低減することができる。第7に、高吸収体から発生するアーチファクトを高精度かつ高速に低減するができる。第8に、高吸収体から発生するアーチファクトを高速に低減することができる。
【0026】
本発明の代表的な構成例について、以下に述べる。
【0027】
(1)検査対象(被写体)に照射するX線を発生するX線管と、前記検査対象の計測像に関する計測データを検出するX線検出器と、前記検査対象に対する、前記X線管および前記X線検出器の相対位置を変化させる回転装置と、前記計測データの演算処理を行なう処理装置とを有し、かつ、計測データに対数変換処理を施し、投影データを得る処理と、前記投影データを用いて第1の再構成処理を行い、再構成データを得る処理と、前記再構成データにしきい値処理を施し、しきい値より大きな値を抽出する処理と、抽出した前記再構成データに再投影処理を行い、再投影データを得る処理と、前記再投影データに2次変換処理を施し、2次変換再投影データを得る処理と、前記2次変換再投影データに重み係数を乗算し、前記投影データから差分処理を行い、差分データを得る処理と、前記差分データを用いて第2の再構成処理を行い、補正再構成データを得る処理とを行い、3次元再構成像を得るように構成したことを特徴とするX線計測装置。
【0028】
(2)検査対象に照射するX線を発生するX線管と、前記検査対象の計測像に関する計測データを検出するX線検出器と、前記検査対象に対する、前記X線管および前記X線検出器の相対位置を変化させる回転装置と、前記計測データの演算処理を行なう処理装置とを有し、かつ、前記処理装置は、前記計測データに対数変換処理を施し、投影データを得る処理と、前記投影データを用いて第1の再構成処理を行い、第1の再構成データを得る処理と、前記第1の再構成データにしきい値処理を施し、しきい値より大きな値を抽出する処理と、抽出した再構成データに再投影処理を行って、再投影データを得る処理と、前記再投影データに2次変換処理を施し、2次変換再投影データを得る処理と、前記2次変換再投影データを用いて第2の再構成処理を行い、第2の再構成データを得る処理と、前記第2の再構成データに重み係数を乗算し、前記第1の再構成データから差分処理を行い、補正再構成データを得る処理とを行い、3次元再構成像を得るように構成したことを特徴とするX線計測装置。
【0029】
(3)前記事項(1)又は(2)に記載のX線計測装置において、前記処理装置は、前記再投影データを得る処理の後に、前記再投影データに平滑化処理を施す処理を含むことを特徴とするX線計測装置。
【0030】
(4)前記事項(1)又は(2)に記載のX線計測装置において、前記X線検出器は、1次元もしくは2次元検出器であることを特徴とするX線計測装置。
【0031】
(5)前記事項(1)又は(2)に記載のX線計測装置において、前記処理装置は、前記第1の再構成処理において、再構成データを取得する領域として、投影が全ての角度で計測されていない領域を含む領域を設定するよう構成されていることを特徴とするX線計測装置。
【0032】
(6)前記事項(5)に記載のX線計測装置において、前記処理装置は、前記投影データおよび前記再投影データに対して、前記データの端において微分係数を算出する処理と、前記データの端において微分係数を保存すると共に前記データの端から離れた位置でゼロ値になる関数を算出する処理と、前記データの端から外側のデータを関数によって求めた値に変換する処理とを含むことを特徴とする請求項5に記載のX線計測装置。
【0033】
(7)前記事項(1)又は(2)に記載のX線計測装置において、前記処理装置は、前記しきい値より大きな値を抽出処理する際に、抽出されたデータと抽出されなかったデータの境界を平滑化する処理を含むことを特徴とするX線計測装置。
【0034】
(8)前記事項(1)又は(2)に記載のX線計測装置において、前記処理装置は、前記再構成データから再投影データを求める再投影処理において、前記再投影データの投影数を前記投影データの投影数の2倍に設定するよう構成されていることを特徴とするX線計測装置。
【0035】
(9)前記事項(1)又は(2)記載のX線計測装置において、前記処理装置は、再投影処理において、再投影データを平滑化する処理を含むことを特徴とするX線計測装置。
【0036】
(10)前記事項(1)又は(2)記載のX線計測装置において、前記処理装置は、前記第1の再構成データにおいて領域を設定する処理と、前記第1の再構成処理以降の処理を領域内のデータ対してのみに対して行う制限処理とを含むことを特徴とするX線計測装置。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【0038】
図2に、本発明による3次元X線計測装置の一例として、コーンビームCT装置の概要を示す。装置は、X線を発生するX線管201、被写体(検査対象)203を透過したX線を検出するX線検出器202、被写体203を保持する保持器204、被写体203とX線管201とX線検出器202の相対位置を変化させる回転装置205、X線検出器202で検出されたデータを処理する処理装置206、等から成る。図2では、X線検出器202は検出素子が2次元に配列した2次元X線検出器である。保持器204は床面に対して水平であり、回転装置205によりX線管201とX線検出器202が被写体203の周囲を回転する。検出器202は回転しながら様々な方向から被写体203のデータを計測し、処理装置206にデータを送り出す。
【0039】
処理装置206は、データに対して高吸収体アーチファクト補正処理および再構成処理を行い、3次元像を作成する。処理装置206は、高吸収体アーチファクト補正処理に必要なパラメータを入力することが可能な入力装置と、パラメータを保持することが可能な記憶装置を有する。パラメータは、しきい値処理におけるしきい値、第1の再構成処理における再構成データの画素数、再投影処理における再投影データの投影数、2次変換処理における関数、差分処理における重み係数である。また、処理装置206は、高吸収体アーチファクト補正処理の実行時に、各処理の進行状況を表示することが可能な表示装置を有する。
【0040】
図2では、X線管とX線検出器の回転面を床面に垂直に設定したが、床面に水平あるいは斜めに設定してもよい。保持器を床面に水平に設定したが、床面に垂直あるいは斜めに設定してもよい。被写体を固定してX線管とX線検出器を回転させたが、X線管とX線検出器を固定して被写体を回転する、あるいはX線管とX線検出器と被写体を回転するよう構成してもよい。
【0041】
図1に、本発明による高吸収体アーチファクト補正処理の一例を示す。回転計測において検出器から出力された全てのデータに対して、オフセット補正、感度補正、歪補正、はみ出し補正等、再構成処理に付随する前処理を、検出器内部あるいは処理装置で行い、計測データ101を得る。処理装置において、計測データ101に対して、以下の処理を行う。
【0042】
計測データ101に対数変換処理102を施し、投影データ103を得る。投影データを用いて第1の再構成処理104を行い、再構成データ105を得る。つぎに、再構成データ105にしきい値処理106を施し、しきい値より大きな値を抽出する。抽出した再構成データに再投影処理107を行い、再投影データ108を得る。ここで、再投影データを平滑化処理することにより、抽出時に発生するデータの不連続に起因するアーチファクトの発生を防ぐことができる。
【0043】
つぎに、再投影データ108に2次変換処理109を施し、2次変換再投影データ110を得る。2次変換処理に用いる関数は、例えば、各画素において値を2乗するものである。2次変換再投影データ110は、高吸収体アーチファクト成分を表す画像データである。2次変換再投影データ110に重み係数を乗算し、投影データ103から差分処理111を行い、差分データ112を得る。差分データ112を用いて第2の再構成処理113を行い、補正再構成データ114を得る。
【0044】
図3に、本発明による高吸収体アーチファクト補正処理の別の一例を示す。回転計測において検出器から出力された全てのデータに対して、オフセット補正、感度補正、歪補正、はみ出し補正等、再構成処理に付随する前処理を、検出器内部あるいは処理装置で行い、計測データ301を得る。処理装置において、計測データ301に対して、以下の処理を行う。
【0045】
計測データ301に対数変換処理302を施し、投影データ303を得る。投影データ303を用いて第1の再構成処理304を行い、第1の再構成データ305を得る。つぎに、第1の再構成データ305にしきい値処理306を施し、しきい値より大きな値を抽出する。抽出した再構成データに再投影処理307を行って、再投影データ308を得る。ここで、再投影データを平滑化処理することにより、抽出時に発生するデータの不連続に起因するアーチファクトの発生を防ぐことができる。
【0046】
つぎに、再投影データに2次変換処理309を施し、2次変換再投影データ310を得る。2次変換処理に用いる関数は、例えば、各画素において値を2乗するものである。2次変換再投影データ310を用いて第2の再構成処理311を行い、第2の再構成データ312を得る。第2の再構成データ312は、高吸収体アーチファクト成分を表す画像データである。第2の再構成データに重み係数を乗算し、第1の再構成データ305から差分処理313を行い、補正再構成データ314を得る。
【0047】
図1および図3に示した補正処理において、投影データおよび再投影データに対して、データの端において微分係数を算出処理し、データの端において微分係数を保存すると共に端から離れた位置でゼロ値になる関数を算出し、データの端から外側のデータを関数によって求めた値に変換処理した後に、再構成処理を実行する。これにより、再構成視野の外側にアーチファクトが発生することを防ぐことができる。
【0048】
図1および図3に示した補正処理において、しきい値処理におけるしきい値を高く設定することにより、再投影処理に要する演算量を減少させることができる。第1の再構成データにおいて、高吸収体の含まれる領域を特定し、その領域のみに対して再投影処理および第2の再構成処理を行うことにより、演算量を減少させることができる。
【0049】
図4に、本発明による高吸収体アーチファクト補正処理におけるデータ例を示す。投影データ401は、横a、縦bの画素を持つ。投影データ上の画素402の大きさは、回転中心位置に換算すると、横P、縦Qである。第1の再構成処理403によって得られる再構成データ404は、横c、縦dの画素を持つ。第1の再構成データ上の画素405の大きさは、横S、縦Tである。第1の再構成処理において、SをPよりも小さく設定することにより、回転面に平行な面において解像度の低下を防ぐことができる。第1の再構成処理において、TをQよりも小さく設定することにより、回転面に垂直な面において解像度の低下を防ぐことができる。
【0050】
第1の再構成データの横方向の画素数cは、回転撮影中の全ての角度において検出器が含むことができる再構成視野の横方向の大きさを画素の大きさSで除算した値よりも大きい整数に設定する。これにより、再構成処理による横方向の解像度の低下を防ぐと共に視野の減少を防ぐことができる。第1の再構成データの縦方向の画素数dは、回転撮影中の全ての角度において検出器が含むことができる再構成視野の縦方向の大きさを画素の大きさTで除算した値よりも大きい整数に設定する。これにより、再構成処理による縦方向の解像度の低下を防ぐと共に視野の減少を防ぐことができる。
【0051】
第1の再構成処理405の代わりに、通常の再構成視野404よりも広い視野407に対して再構成処理を行う大視野再構成処理406を行う。これにより、通常の再構成視野外に存在する高吸収体を画像化することができ、そこから発生するアーチファクトを再投影データに反映することができる。例えば、第1の大視野再構成データの横方向の画素数c'を、通常の再構成データの横方向の画素数cの2倍とする。
【0052】
第1の再構成データに再投影処理409を行い、再投影データ410を得る。
再投影データ410の画素数および画素の大きさは、投影データ401の画素数と画素の大きさと等しく設定する。これにより、再投影処理における解像度の低下および視野の減少を防ぐことができる。再投影処理における投影数を投影データの投影数と等しく設定することにより、高速演算が可能となる。再投影処理における投影数を投影データの投影数の2倍に設定することにより、アーチファクトの増大を防ぐことができる。
【0053】
つぎに、2次変換再投影データを用いて、第2の再構成処理412を行い、第2の再構成データ413を得る。第2の再構成データの画素数および画素の大きさは、第1の再構成データ404の画素数と画素の大きさと等しく設定する。これにより、解像度の低下および視野の減少を防ぐことができる。
【0054】
上記実施例では、2次元検出器によって得られるデータに対して補正処理を行った場合について説明したが、それに限定されることなく、本発明では、1次元検出器による1次元データに対しても実施することは可能である。
【0055】
以上のように、本発明によれば、投影データを用いて第1の再構成処理を行い、再構成データにおいてしきい値より大きな値を抽出し、抽出した再構成データから再投影データを再投影処理し、再投影データを2次変換処理し、2次変換再投影データに重み係数を乗算し、投影データから重み付き再投影データを差分処理し、差分再投影データを用いて第2の再構成処理を行うことにより、非常に強いX線吸収を持つ高吸収体や、広い領域を持つ高吸収体から発生するアーチファクトを低減することができる。
【0056】
また、本発明によれば、第1の再構成データにおいてしきい値より大きな値を抽出処理し、抽出した再構成データから再投影データを再投影処理し、再投影データを2次変換処理し、変換した再投影データを用いて第2の再構成処理を行い、第2の再構成データに対して重み係数を乗算処理し、第1の再構成データから重み付き再構成データを差分処理することにより、投影データが保存されていない場合にアーチファクトを低減することができる。
【0057】
また、本発明によれば、第1の再構成処理において、再構成データを取得する領域として、投影が全ての角度で計測されていない領域を含む領域を設定することにより、再構成視野の外側に存在する高吸収体から発生するアーチファクトを低減することができる。
【0058】
また、本発明によれば、投影データおよび再投影データに対して、データの端において微分係数を算出し、データの端において微分係数を保存すると共に端から離れた位置でゼロ値になる関数を算出し、データの端から外側のデータを関数によって求めた値に変換することにより、再構成視野の外側に存在する高吸収体から発生するアーチファクトを高精度に低減することができる。
【0059】
また、本発明によれば、しきい値より大きな値を抽出処理する際に、抽出されたデータと抽出されなかったデータの境界を平滑化処理することにより、3成分以上の多成分から構成される被写体においてアーチファクトを低減することができる。
【0060】
また、本発明によれば、再構成データから再投影データを求める再投影処理において、再投影データの投影数を投影データの投影数の2倍に設定することにより、高精度にアーチファクトを低減することができる。
【0061】
また、本発明によれば、第1の再構成データにおいて領域を設定し、第1の再構成処理以降の処理を領域内のデータ対してのみに対して行うことにより、高速にアーチファクトを低減することができる。
【0062】
【発明の効果】
本発明は、高精度かつ高速に高吸収体アーチファクトを補正する技術を実現し、高X線吸収体を有する被写体に対して、良好な計測を可能にする3次元X線計測装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高吸収体アーチファクト補正処理の一例を説明する図。
【図2】本発明における3次元X線計測装置の構成例を示す図。
【図3】本発明による高吸収体アーチファクト補正処理の別の一例を説明する図。
【図4】本発明による高吸収体アーチファクト補正処理におけるデータ例を説明する図。
【符号の説明】
101…計測データ、102…対数変換処理、103…投影データ、104…第1の再構成処理、105…再構成データ、106…しきい値処理、107…再投影処理、108…再投影データ、109…2次変換処理、110…2次変換再投影データ、111…差分処理、112…差分データ、113…第2の再構成処理、114…補正再構成データ、201…X線管、202…X線検出器、203…被写体、204…保持器、205…回転装置、206…処理装置、301…計測データ、302…対数変換処理、303…投影データ、304…第1の再構成処理、305…第1の再構成データ、306…しきい値処理、307…再投影処理、308…再投影データ、309…2次変換処理、310…2次変換再投影データ、311…第2の再構成処理、312…第2の再構成データ、313…差分処理、314…補正再構成データ、401…投影データ、402…画素、403…第1の再構成処理、404…再構成データ、405…画素、406…大視野再構成処理、407…視野、408…画素、409…再投影処理、410…再投影データ、411…画素、412…第2の再構成処理、413…第2の再構成データ、414…画素。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray measurement technique, and more particularly to an X-ray measurement technique including a CT apparatus and a cone beam CT apparatus.
[0002]
[Prior art]
There is a CT (Computed Tomography) apparatus that uses a one-dimensional X-ray detector and performs rotational imaging while rotating the X-ray source and the one-dimensional X-ray detector around the subject once. Further, there is a cone beam CT apparatus that uses a two-dimensional X-ray detector and performs rotational imaging while rotating the X-ray source and the two-dimensional X-ray detector around the subject one time. In addition, there are a CT apparatus and a cone beam CT apparatus that perform rotation imaging while fixing an X-ray source and an X-ray detector and rotating a subject once. These CT devices and cone beam CT devices are well known.
[0003]
As a two-dimensional X-ray detector used for the cone beam CT, an I.I.-camera type X-ray detection in which an II (Image Intensifier) and a video camera are combined through an optical system. Instruments, planar X-ray detectors, and the like. As a flat type X-ray detector, there is a combination of an amorphous silicon photodiode and a TFT, which are arranged on a square matrix and directly combined with a fluorescent plate. These sensors are well known.
[0004]
In the CT apparatus and cone beam CT apparatus, correction processing is performed on each of a plurality of data obtained by rotational imaging to obtain a set of projection data for three-dimensional reconstruction. A three-dimensional reconstruction is performed on the obtained set of projection data using a three-dimensional reconstruction algorithm to obtain a three-dimensional image. The cone beam CT reconstruction algorithm includes the Feldkamp method. These reconstruction algorithms are well known. A back projection operation is used in the reconstruction process for creating reconstruction data from the projection data, and an orthoprojection operation is used in the reprojection process for creating projection data from the reconstruction data. These operations are well known.
[0005]
When the object includes an object that causes high X-ray absorption, such as metal, an artifact occurs in the three-dimensional image. This is because the data obtained by the X-ray beam passing through the high-absorber is extremely smaller than the data obtained by other beams, so that a sharp edge is formed on the projection data, and this edge makes a three-dimensional reconstruction. Artifacts are generated on the image in the tangential direction of the absorber. For example, a band-shaped artifact is generated in a region connecting metals. In addition, artifacts occur on the tangent line connecting the metal edges.
[0006]
In the medical field, superabsorbents such as metals are frequently used during surgery.
Examples include artificial joints, metal teeth, pins that are inserted for fixation after surgery in the joint, pins that are used to close the thoracotomy after surgery in the chest, and stents that are inserted into blood vessels for vasodilation. In addition, a contrast agent injected into a blood vessel in order to facilitate blood vessel identification is an example of a superabsorbent. When performing X-ray CT measurement on a subject including a high absorber, there is a problem that an image is severely deteriorated due to artifacts generated from the high absorber and a serious trouble is caused in diagnosis. Similarly, in the case of industrial CT, when measuring a subject such as an automobile part or a semiconductor part, there is a problem that an image is severely deteriorated due to an artifact generated from a high-absorbent body, thereby causing a problem in inspection. .
[0007]
As a conventional technique to reduce this artifact, the region of interest including the high-absorber is specified on the reconstructed image, the region corresponding to the region of interest is set as the projection image, and the set region is smoothed before reconstruction. A method for performing processing has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, the region of interest including the high-absorber is specified on the reconstructed image, the region corresponding to the region of interest is set as the projection image, and the projection data in the set region is converted to the data obtained by interpolation processing from the nearby projection data. A method of performing reconstruction processing after replacement has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, a method has been proposed in which a superabsorber is identified on projection data and a reconstruction process is performed after the projection data in the superabsorber region is smoothed (see, for example, Patent Document 3). Furthermore, in a multi-slice X-ray detector in which the X-ray detection channels are two-dimensionally arranged in the channel direction and the segment direction, projection data whose signal intensity is extremely reduced due to a high absorber in the subject. A method has been proposed in which reconstruction processing is performed after replacing the projection data of a detection channel that is not affected by a superabsorber with a different position in the segment direction (see, for example, Patent Document 4).
[0008]
The main cause of artifacts caused by the high absorber is the beam hardening effect. The beam hardening effect means that, in CT measurement using non-monochromatic X-rays, the line integral of the X-ray absorption coefficient on a straight line necessary for reconstruction is the X-ray intensity measured when there is no absorber, and the absorber This is an artifact that occurs due to the fact that it is not accurately expressed in the logarithm of the ratio of the X-ray intensity measured (hereinafter, absorption term).
[0009]
With respect to this point, it has been proposed that the line integral is represented by a polynomial of an absorption term (for example, see Non-Patent Document 1). In such a conventional example, when the subject is composed of a single component, even if the above polynomial correction is completely performed, measurement is performed when a component having a large absorption coefficient is added to the subject as the second component. The line integral has an error, and this error causes beam hardening artifacts, and the line integral of the superabsorber is obtained by performing reprojection after thresholding the reconstructed image. Has been proposed that performs reconstruction processing after correcting reprojection data on the assumption that is proportional to the square term of the line integral of the high absorber.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-6-98886
[Patent Document 2]
JP-A-8-19533
[Patent Document 3]
JP 2002-153454 A
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-337287
[Non-Patent Document 1]
Hsieh et al: “An iterative approach to beam hardening correction in cone beam CT.”, Medical Physics, 27 (1), pp.23-29, 2000
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, a data conversion process is performed on an area determined as a high-absorber on the projection data. At that time, in order to prevent discontinuity at the boundary between the conversion area and the non-conversion area, in the above-described conventional example (Patent Document 1), the data in the conversion area is converted into smoothing data using peripheral data. . In the conventional example (Patent Document 2), data in the conversion area is converted into interpolation data from peripheral data. In the conventional example (Patent Document 3), data in the vicinity of the boundary line is smoothed after the data in the conversion area is converted into an arbitrary value. In the conventional example (Patent Document 4), the data in the conversion area is converted to the nearest data. These methods are replacement processing, interpolation processing, and smoothing processing using neighborhood data, and there is a limit to the correction effect. That is, when the superabsorber has very strong X-ray absorption, or when the superabsorber has a wide area, there is a problem that artifact reduction is not sufficiently performed.
[0012]
In general, the CT apparatus and the cone beam CT apparatus have a huge amount of data, so that reconstruction data is stored but projection data is not stored. For this reason, the above-described conventional technique that requires projection data for processing has a problem that correction processing can be performed only during measurement.
[0013]
In general, the reconstructed field of view is the area that the detector can contain at all angles during rotational imaging. In many cases, the two-dimensional detector used in the cone beam CT apparatus cannot fit the subject in the field of view at some angles during rotational imaging.
In that case, in the above-described conventional example (Non-Patent Document 5), since the artifacts generated from the high-absorber existing outside the reconstruction visual field cannot be corrected in the reprojection from the reconstruction image, accurate correction can be performed. It has a problem that it cannot be done.
[0014]
Further, the human body embedded with metal is composed of multiple components of three or more components. In that case, the conventional example (Non-Patent Document 5) has a problem that the high-absorber cannot be completely separated by the threshold means on the reprojection data, and accurate correction cannot be performed. Furthermore, the conventional example (Non-Patent Document 5) has a problem that the amount of calculation becomes enormous if reprojection calculation is performed with high accuracy.
[0015]
Therefore, an object of the present invention is to provide an X-ray measurement technique that realizes good measurement for a subject having a high X-ray absorber.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an X-ray measurement apparatus according to the present invention includes means for performing a first reconstruction process using projection data, means for extracting a value greater than a threshold value in the reconstruction data, Means for reprojecting reprojection data from the extracted reconstructed data; means for subjecting reprojection data to secondary transformation; means for multiplying secondary transformation reprojection data by a weighting factor; It is characterized by having means for differentially processing projection data and means for performing second reconstruction processing using differential reprojection data.
[0017]
Further, the present invention provides a means for extracting a value larger than the threshold value in the first reconstructed data, a means for reprojecting reprojected data from the extracted reconstructed data, and second transforming the reprojected data Means for processing, means for performing a second reconstruction process using the converted reprojection data, means for multiplying the second reconstruction data by a weighting factor, and weights from the first reconstruction data And means for differentially processing the attached reconstructed data.
[0018]
The present invention further includes means for setting a region including a region where projections are not measured at all angles as a region for acquiring reconstruction data in the first reconstruction process.
[0019]
Further, the present invention relates to a means for calculating a differential coefficient at the end of the data for the projection data and the reprojection data, and a function for storing the differential coefficient at the end of the data and having a zero value at a position away from the end. And a means for converting the data outside the end of the data into a value obtained by a function.
[0020]
The present invention also includes means for smoothing the boundary between the extracted data and the data that has not been extracted when extracting a value larger than the threshold value.
[0021]
The present invention further includes means for setting the number of projections of the reprojection data to twice the number of projections of the projection data in the reprojection processing for obtaining the reprojection data from the reconstruction data.
[0022]
The present invention also includes means for smoothing the reprojection data in the reprojection process.
[0023]
In addition, the present invention includes means for setting an area in the first reconstruction data and restriction means for performing processing subsequent to the first reconstruction processing only on data in the area.
[0024]
The effects according to the present invention are listed below.
[0025]
First, it is possible to reduce artifacts generated from a high-absorber having very strong X-ray absorption and a high-absorber having a wide area. Secondly, when projection data is not stored, it is possible to reduce artifacts generated from the superabsorbent. Thirdly, artifacts generated from the superabsorber existing outside the reconstruction visual field can be reduced. Fourthly, artifacts generated from the high absorber existing outside the reconstruction visual field can be reduced with high accuracy. Fifth, it is possible to reduce artifacts generated from the high-absorber in a subject composed of three or more components. Sixth, artifacts generated from the high absorber can be reduced with high accuracy. Seventh, artifacts generated from the high absorber can be reduced with high accuracy and high speed. Eighth, artifacts generated from the high absorber can be reduced at high speed.
[0026]
A typical configuration example of the present invention will be described below.
[0027]
(1) An X-ray tube that generates X-rays to be irradiated on an inspection object (subject), an X-ray detector that detects measurement data relating to a measurement image of the inspection object, the X-ray tube for the inspection object, and the A process of obtaining a projection data by performing a logarithmic conversion process on the measurement data, the rotation apparatus changing the relative position of the X-ray detector; The first reconstruction processing is performed using the processing to obtain reconstruction data, threshold processing is performed on the reconstruction data, a value larger than the threshold is extracted, and the extracted reconstruction data is A process of performing reprojection processing to obtain reprojection data, a process of performing secondary transformation processing on the reprojection data, obtaining secondary transformation reprojection data, and multiplying the secondary transformation reprojection data by a weighting factor , The projection data The difference processing is performed, the difference data is obtained, the second reconstruction process is performed using the difference data, the correction reconstruction data is obtained, and a three-dimensional reconstruction image is obtained. An X-ray measurement apparatus characterized by that.
[0028]
(2) An X-ray tube that generates X-rays to be irradiated on the inspection object, an X-ray detector that detects measurement data relating to a measurement image of the inspection object, and the X-ray tube and the X-ray detection for the inspection object A rotation device that changes the relative position of the instrument, and a processing device that performs calculation processing of the measurement data, and the processing device performs logarithmic conversion processing on the measurement data to obtain projection data; A process of performing first reconstruction processing using the projection data to obtain first reconstruction data, and a process of performing threshold processing on the first reconstruction data and extracting a value larger than the threshold A process of performing reprojection processing on the extracted reconstructed data to obtain reprojection data, a process of performing secondary transformation processing on the reprojection data, and obtaining secondary transformation reprojection data, and the secondary transformation Using reprojection data, the second A process of performing configuration processing to obtain second reconstructed data, and a process of multiplying the second reconstructed data by a weighting factor, performing differential processing from the first reconstructed data, and obtaining corrected reconstructed data And an X-ray measuring apparatus configured to obtain a three-dimensional reconstructed image.
[0029]
(3) In the X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), the processing apparatus includes a process of performing a smoothing process on the reprojection data after the process of obtaining the reprojection data. X-ray measuring apparatus characterized by the above.
[0030]
(4) The X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), wherein the X-ray detector is a one-dimensional or two-dimensional detector.
[0031]
(5) In the X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), the processing apparatus may perform projection at all angles as a region for acquiring reconstruction data in the first reconstruction process. An X-ray measurement apparatus configured to set a region including a region that has not been measured.
[0032]
(6) In the X-ray measurement apparatus according to (5), the processing device calculates a differential coefficient at an end of the data with respect to the projection data and the reprojection data; Including a process of storing a differential coefficient at an end and calculating a function that becomes a zero value at a position away from the end of the data, and a process of converting data outside the end of the data into a value obtained by the function. The X-ray measurement apparatus according to claim 5.
[0033]
(7) In the X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), the processing apparatus extracts extracted data and unextracted data when extracting a value larger than the threshold value. An X-ray measurement apparatus comprising a process for smoothing the boundary of the X-ray.
[0034]
(8) In the X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), in the reprojection process for obtaining reprojection data from the reconstructed data, the processing device sets the number of projections of the reprojection data in the reprojection process. An X-ray measurement apparatus configured to be set to twice the number of projections of projection data.
[0035]
(9) The X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), wherein the processing device includes a process of smoothing the reprojection data in the reprojection process.
[0036]
(10) In the X-ray measurement apparatus according to (1) or (2), the processing device sets a region in the first reconstruction data, and processing after the first reconstruction processing. An X-ray measurement apparatus comprising: a restriction process that is performed only on data in a region.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0038]
FIG. 2 shows an outline of a cone beam CT apparatus as an example of a three-dimensional X-ray measurement apparatus according to the present invention. The apparatus includes an X-ray tube 201 that generates X-rays, an X-ray detector 202 that detects X-rays transmitted through a subject (inspection target) 203, a holder 204 that holds the subject 203, a subject 203 and the X-ray tube 201. It comprises a rotating device 205 that changes the relative position of the X-ray detector 202, a processing device 206 that processes data detected by the X-ray detector 202, and the like. In FIG. 2, the X-ray detector 202 is a two-dimensional X-ray detector in which detection elements are two-dimensionally arranged. The holder 204 is horizontal to the floor surface, and the X-ray tube 201 and the X-ray detector 202 are rotated around the subject 203 by the rotating device 205. The detector 202 measures the data of the subject 203 from various directions while rotating, and sends the data to the processing device 206.
[0039]
The processing device 206 performs high-absorber artifact correction processing and reconstruction processing on the data to create a three-dimensional image. The processing device 206 includes an input device that can input parameters necessary for the high-absorber artifact correction processing, and a storage device that can hold the parameters. The parameters are a threshold value in threshold processing, the number of pixels of reconstruction data in the first reconstruction processing, the number of projections of reprojection data in reprojection processing, a function in secondary transformation processing, and a weight coefficient in difference processing. is there. In addition, the processing device 206 includes a display device that can display the progress of each process when the superabsorbent artifact correction process is executed.
[0040]
In FIG. 2, the rotation surfaces of the X-ray tube and the X-ray detector are set to be perpendicular to the floor surface, but may be set to be horizontal or oblique to the floor surface. Although the cage is set horizontally on the floor surface, it may be set perpendicularly or obliquely to the floor surface. The subject is fixed and the X-ray tube and the X-ray detector are rotated, but the X-ray tube and the X-ray detector are fixed and the subject is rotated, or the X-ray tube, the X-ray detector and the subject are rotated. You may comprise.
[0041]
FIG. 1 shows an example of a high-absorber artifact correction process according to the present invention. Preprocessing associated with reconstruction processing, such as offset correction, sensitivity correction, distortion correction, and protrusion correction, is performed on all data output from the detector in rotation measurement, either inside the detector or in the processing device, and the measurement data Get 101. In the processing apparatus, the following processing is performed on the measurement data 101.
[0042]
A logarithmic conversion process 102 is performed on the measurement data 101 to obtain projection data 103. A first reconstruction process 104 is performed using the projection data to obtain reconstruction data 105. Next, threshold processing 106 is performed on the reconstruction data 105 to extract a value larger than the threshold. Reprojection processing 107 is performed on the extracted reconstruction data to obtain reprojection data 108. Here, by performing the smoothing process on the reprojection data, it is possible to prevent the occurrence of artifacts due to the discontinuity of the data generated at the time of extraction.
[0043]
Next, secondary conversion processing 109 is performed on the reprojection data 108 to obtain secondary conversion reprojection data 110. For example, the function used for the secondary conversion process is to square the value in each pixel. The secondary transformation reprojection data 110 is image data representing a high-absorber artifact component. The secondary transformation reprojection data 110 is multiplied by a weighting factor, and difference processing 111 is performed from the projection data 103 to obtain difference data 112. A second reconstruction process 113 is performed using the difference data 112 to obtain corrected reconstruction data 114.
[0044]
FIG. 3 shows another example of the high-absorber artifact correction processing according to the present invention. Preprocessing associated with reconstruction processing, such as offset correction, sensitivity correction, distortion correction, and protrusion correction, is performed on all data output from the detector in rotation measurement, either inside the detector or in the processing device, and the measurement data 301 is obtained. In the processing apparatus, the following processing is performed on the measurement data 301.
[0045]
A logarithmic conversion process 302 is performed on the measurement data 301 to obtain projection data 303. A first reconstruction process 304 is performed using the projection data 303 to obtain first reconstruction data 305. Next, threshold processing 306 is performed on the first reconstruction data 305 to extract a value larger than the threshold. A reprojection process 307 is performed on the extracted reconstruction data to obtain reprojection data 308. Here, by performing the smoothing process on the reprojection data, it is possible to prevent the occurrence of artifacts due to the discontinuity of the data generated at the time of extraction.
[0046]
Next, secondary conversion processing 309 is performed on the reprojection data to obtain secondary conversion reprojection data 310. For example, the function used for the secondary conversion process is to square the value in each pixel. A second reconstruction process 311 is performed using the secondary transformation reprojection data 310 to obtain second reconstruction data 312. The second reconstruction data 312 is image data representing a high absorber artifact component. The second reconstruction data is multiplied by a weighting factor, and the difference processing 313 is performed from the first reconstruction data 305 to obtain corrected reconstruction data 314.
[0047]
In the correction processing shown in FIGS. 1 and 3, the projection data and the reprojection data are subjected to calculation processing of a differential coefficient at the end of the data, the differential coefficient is stored at the end of the data, and zero at a position away from the end. A function that becomes a value is calculated, data outside the end of the data is converted into a value obtained by the function, and then a reconstruction process is executed. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of artifacts outside the reconstruction visual field.
[0048]
In the correction processing shown in FIGS. 1 and 3, the amount of calculation required for the reprojection processing can be reduced by setting a high threshold value in the threshold processing. In the first reconstruction data, the amount of calculation can be reduced by specifying a region including the superabsorbent and performing the reprojection process and the second reconstruction process only on the region.
[0049]
FIG. 4 shows an example of data in the high-absorber artifact correction processing according to the present invention. The projection data 401 has horizontal a and vertical b pixels. The size of the pixel 402 on the projection data is horizontal P and vertical Q when converted to the rotation center position. The reconstruction data 404 obtained by the first reconstruction processing 403 has horizontal c and vertical d pixels. The size of the pixel 405 on the first reconstruction data is horizontal S and vertical T. In the first reconstruction process, by setting S to be smaller than P, it is possible to prevent a decrease in resolution on a plane parallel to the rotation plane. In the first reconstruction process, by setting T smaller than Q, it is possible to prevent a decrease in resolution on a plane perpendicular to the rotation plane.
[0050]
The number c of pixels in the horizontal direction of the first reconstruction data is a value obtained by dividing the horizontal size of the reconstruction field of view that can be included in the detector at all angles during rotational imaging by the pixel size S. Is also set to a large integer. As a result, it is possible to prevent a reduction in horizontal resolution due to the reconstruction process and a reduction in the field of view. The number d of pixels in the vertical direction of the first reconstruction data is obtained by dividing the vertical size of the reconstruction field of view that can be included in the detector at all angles during rotational shooting by the pixel size T. Is also set to a large integer. As a result, it is possible to prevent a reduction in resolution in the vertical direction due to the reconstruction process and a reduction in the field of view.
[0051]
Instead of the first reconstruction process 405, a large-field reconstruction process 406 is performed in which the reconstruction process is performed on a field 407 wider than the normal reconstruction field 404. As a result, it is possible to image the superabsorbent that exists outside the normal reconstruction field of view, and to reflect the artifacts generated therefrom in the reprojection data. For example, the horizontal pixel count c ′ of the first large-field reconstruction data is set to be twice the horizontal pixel count c of normal reconstruction data.
[0052]
A reprojection process 409 is performed on the first reconstruction data to obtain reprojection data 410.
The number of pixels and the pixel size of the reprojection data 410 are set equal to the number of pixels and the pixel size of the projection data 401. Thereby, it is possible to prevent a reduction in resolution and a reduction in field of view in the reprojection process. By setting the number of projections in the reprojection process equal to the number of projections of the projection data, high-speed computation can be performed. By setting the number of projections in the reprojection process to twice the number of projections of projection data, an increase in artifacts can be prevented.
[0053]
Next, the second reconstruction processing 412 is performed using the secondary transformation reprojection data, and the second reconstruction data 413 is obtained. The number of pixels and the pixel size of the second reconstruction data are set equal to the number of pixels and the pixel size of the first reconstruction data 404. Thereby, it is possible to prevent a reduction in resolution and a reduction in field of view.
[0054]
In the above embodiment, the case where the correction process is performed on the data obtained by the two-dimensional detector has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention also applies to the one-dimensional data by the one-dimensional detector. It is possible to implement.
[0055]
As described above, according to the present invention, the first reconstruction process is performed using the projection data, a value larger than the threshold value is extracted from the reconstruction data, and the reprojection data is re-created from the extracted reconstruction data. Projection processing, secondary conversion processing of the reprojection data, multiplication of the secondary conversion reprojection data by a weighting factor, differential processing of the weighted reprojection data from the projection data, and second processing using the difference reprojection data By performing the reconstruction process, artifacts generated from a superabsorber having very strong X-ray absorption and a superabsorber having a wide area can be reduced.
[0056]
Further, according to the present invention, a value larger than the threshold value is extracted from the first reconstruction data, the reprojection data is reprojected from the extracted reconstruction data, and the reprojection data is subjected to secondary conversion processing. The second reconstruction process is performed using the converted reprojection data, the second reconstruction data is multiplied by a weighting factor, and the weighted reconstruction data is differentially processed from the first reconstruction data. Thus, artifacts can be reduced when projection data is not stored.
[0057]
Further, according to the present invention, in the first reconstruction process, by setting a region including a region where projections are not measured at all angles as a region from which reconstruction data is acquired, Artifacts generated from the superabsorbent existing in the can be reduced.
[0058]
Further, according to the present invention, for the projection data and the reprojection data, a function that calculates a differential coefficient at the end of the data, stores the differential coefficient at the end of the data, and has a zero value at a position away from the end. By calculating and converting the data outside from the end of the data into a value obtained by a function, artifacts generated from the high absorber existing outside the reconstruction visual field can be reduced with high accuracy.
[0059]
In addition, according to the present invention, when extracting a value larger than the threshold value, the boundary between the extracted data and the data that has not been extracted is smoothed so that it is composed of three or more components. Artifacts can be reduced in a subject.
[0060]
Further, according to the present invention, in the reprojection processing for obtaining reprojection data from reconstructed data, the number of projections of reprojection data is set to twice the number of projections of projection data, thereby reducing artifacts with high accuracy. be able to.
[0061]
In addition, according to the present invention, an area is set in the first reconstruction data, and the processing after the first reconstruction processing is performed only on the data in the area, thereby reducing artifacts at high speed. be able to.
[0062]
【The invention's effect】
The present invention realizes a technique for correcting high-absorber artifacts with high accuracy and high speed, and realizes a three-dimensional X-ray measurement apparatus that enables satisfactory measurement of a subject having a high X-ray absorber. It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a high-absorber artifact correction process according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a three-dimensional X-ray measurement apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining another example of the high-absorber artifact correction processing according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of data in a high-absorber artifact correction process according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Measurement data, 102 ... Logarithmic conversion process, 103 ... Projection data, 104 ... 1st reconstruction process, 105 ... Reconstruction data, 106 ... Threshold process, 107 ... Reprojection process, 108 ... Reprojection data, 109: Secondary conversion processing, 110: Secondary conversion reprojection data, 111: Difference processing, 112: Difference data, 113: Second reconstruction processing, 114: Correction reconstruction data, 201: X-ray tube, 202 ... X-ray detector 203 ... subject, 204 ... holder, 205 ... rotating device, 206 ... processing device, 301 ... measurement data, 302 ... logarithmic conversion process, 303 ... projection data, 304 ... first reconstruction process, 305 ... first reconstruction data, 306 ... threshold processing, 307 ... reprojection processing, 308 ... reprojection data, 309 ... secondary transformation processing, 310 ... secondary transformation reprojection data, 311 ... second Configuration processing, 312 ... second reconstruction data, 313 ... difference processing, 314 ... corrected reconstruction data, 401 ... projection data, 402 ... pixel, 403 ... first reconstruction processing, 404 ... reconstruction data, 405 ... Pixel, 406 ... Large-field reconstruction processing, 407 ... Field of view, 408 ... Pixel, 409 ... Reprojection processing, 410 ... Reprojection data, 411 ... Pixel, 412 ... Second reconstruction processing, 413 ... Second reconstruction Data, 414 ... pixels.

Claims (10)

検査対象に照射するX線を発生するX線管と、前記検査対象の計測像に関する計測データを検出するX線検出器と、前記検査対象に対する、前記X線管および前記X線検出器の相対位置を変化させる回転装置と、前記計測データの演算処理を行なう処理装置とを有し、かつ、前記処理装置は、前記計測データに対数変換処理を施し、投影データを得る処理と、前記投影データを用いて第1の再構成処理を行い、第1の再構成データを得る処理と、前記第1の再構成データにしきい値処理を施し、しきい値より大きな値を抽出する処理と、抽出した前記再構成データに再投影処理を行い、再投影データを得る処理と、前記再投影データに対して各画素において値を2乗する2次変換処理を施し、2次変換再投影データを得る処理と、前記2次変換再投影データに重み係数を乗算し、前記投影データから差分処理を行い、差分データを得る処理と、前記差分データを用いて第2の再構成処理を行い、補正再構成データを得る処理とを行い、3次元再構成像を得るように構成したことを特徴とするX線計測装置。An X-ray tube that generates X-rays to be irradiated on the inspection object, an X-ray detector that detects measurement data relating to the measurement image of the inspection object, and a relative relationship between the X-ray tube and the X-ray detector with respect to the inspection object A rotation device that changes a position; and a processing device that performs calculation processing of the measurement data; and the processing device performs logarithmic conversion processing on the measurement data to obtain projection data; and the projection data A first reconstruction process is performed using the first reconstruction data, a process for obtaining first reconstruction data, a threshold process for the first reconstruction data, and a process for extracting a value larger than the threshold, and an extraction above was re-projecting process to the reconstructed data, a process of obtaining a reprojection data, the values at each pixel for the re-projection data subjected to the square to second transformation process, obtain a second transformation reprojection data Processing and secondary transformation Multiplying the reprojection data by a weighting factor, performing a difference process from the projection data to obtain difference data, and performing a second reconstruction process using the difference data to obtain corrected reconstruction data An X-ray measuring apparatus configured to perform a three-dimensional reconstructed image. 検査対象に照射するX線を発生するX線管と、前記検査対象の計測像に関する計測データを検出するX線検出器と、前記検査対象に対する、前記X線管および前記X線検出器の相対位置を変化させる回転装置と、前記計測データの演算処理を行なう処理装置とを有し、かつ、前記処理装置は、前記計測データに対数変換処理を施し、投影データを得る処理と、前記投影データを用いて第1の再構成処理を行い、第1の再構成データを得る処理と、前記第1の再構成データにしきい値処理を施し、しきい値より大きな値を抽出する処理と、抽出した再構成データに再投影処理を行って、再投影データを得る処理と、前記再投影データに対して各画素において値を2乗する2次変換処理を施し、2次変換再投影データを得る処理と、前記2次変換再投影データを用いて第2の再構成処理を行い、第2の再構成データを得る処理と、前記第2の再構成データに重み係数を乗算し、前記第1の再構成データから差分処理を行い、補正再構成データを得る処理とを行い、3次元再構成像を得るように構成したことを特徴とするX線計測装置。An X-ray tube that generates X-rays to be irradiated on the inspection object, an X-ray detector that detects measurement data relating to the measurement image of the inspection object, and a relative relationship between the X-ray tube and the X-ray detector with respect to the inspection object A rotation device that changes a position; and a processing device that performs calculation processing of the measurement data; and the processing device performs logarithmic conversion processing on the measurement data to obtain projection data; and the projection data A first reconstruction process is performed using the first reconstruction data, a process for obtaining first reconstruction data, a threshold process for the first reconstruction data, and a process for extracting a value larger than the threshold, and an extraction It was re-projection processing to the reconstructed data, and processing to obtain the re-projection data, wherein the value in each pixel for the re-projection data subjected to the square to second transformation process, obtain a second transformation reprojection data Processing and secondary transformation A second reconstruction process is performed using the projection data, the second reconstruction data is obtained, a weighting factor is multiplied by the second reconstruction data, and a difference process is performed from the first reconstruction data. An X-ray measuring apparatus configured to perform a process for obtaining corrected reconstruction data and obtain a three-dimensional reconstruction image. 前記処理装置は、前記再投影データを得る処理の後に、前記再投影データに平滑化処理を施す処理を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。  The X-ray measurement apparatus according to claim 1, wherein the processing apparatus includes a process of performing a smoothing process on the reprojection data after the process of obtaining the reprojection data. 前記X線検出器は、1次元もしくは2次元検出器であることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。  The X-ray detector according to claim 1, wherein the X-ray detector is a one-dimensional or two-dimensional detector. 前記処理装置は、前記第1の再構成処理において、再構成データを取得する領域として、投影が一部の角度においてのみ計測されている領域を含む領域を設定するよう構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。In the first reconstruction process, the processing device is configured to set a region including a region where projection is measured only at some angles as a region from which reconstruction data is acquired. The X-ray measurement apparatus according to claim 1 or 2. 前記処理装置は、前記投影データおよび前記再投影データに対して、前記データが表わす画像の端において微分係数を算出する処理と、前記データの端において微分係数を保存すると共に前記データが表わす画像の端から画像の外側に離れた位置でゼロ値になる関数を算出する処理と、元のデータが表わす画像の端から外側に画素を増やして拡大した画像において、元のデータが表わす画像の端から外側の画素におけるデータを、関数によって求めた値に変換する処理とを含むことを特徴とする請求項5に記載のX線計測装置。The processing device calculates a differential coefficient at the edge of the image represented by the data for the projection data and the reprojection data, stores the differential coefficient at the edge of the data, and stores the differential coefficient of the image represented by the data . a process of calculating the function to be zero value at a position apart in the outside of the image from the edge, the image enlarged from the edge of the image represented by the original data by increasing the pixel outward from the edge of the image represented by the original data The X-ray measuring apparatus according to claim 5, further comprising a process of converting data in an outer pixel into a value obtained by a function. 前記処理装置は、前記しきい値より大きな値を抽出処理する際に、抽出されたデータと抽出されなかったデータの境界を平滑化する処理を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。  The processing apparatus includes a process of smoothing a boundary between extracted data and unextracted data when extracting a value larger than the threshold value. X-ray measuring device. 前記処理装置は、前記再構成データから再投影データを求める再投影処理において、前記再投影データの画像の数を前記投影データの画像の数の2倍に設定し、前記再投影データを、回転撮影において同じ角度にある投影データに対応させて差分処理するよう構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。In the reprojection process for obtaining reprojection data from the reconstructed data, the processing device sets the number of images of the reprojection data to twice the number of images of the projection data, and rotates the reprojection data. The X-ray measurement apparatus according to claim 1, wherein the X-ray measurement apparatus is configured to perform difference processing corresponding to projection data at the same angle in imaging . 前記処理装置は、再投影処理において、再構成データを平滑化する処理を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。The processing unit, the re-projection processing, X-rays measurement device according reconstructed data to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a process of smoothing. 前記処理装置は、前記第1の再構成データにおいて領域を設定する処理と、前記第1の再構成処理以降の処理を領域内のデータ対してのみに対して行う制限処理とを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線計測装置。  The processing apparatus includes a process for setting an area in the first reconstruction data, and a restriction process for performing a process after the first reconstruction process only on data in the area. The X-ray measurement apparatus according to claim 1 or 2.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5383014B2 (en) * 2007-08-30 2014-01-08 キヤノン株式会社 Radiation image processing apparatus and method
JP5303154B2 (en) * 2008-02-20 2013-10-02 株式会社日立メディコ X-ray CT system
JP5601675B2 (en) * 2008-02-29 2014-10-08 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X-ray CT apparatus and program
JP5171474B2 (en) * 2008-08-19 2013-03-27 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Tomographic image processing apparatus, X-ray CT apparatus, and program
JP5243160B2 (en) * 2008-09-16 2013-07-24 株式会社日立メディコ X-ray CT system
JP5537226B2 (en) * 2010-03-31 2014-07-02 株式会社日立メディコ Radiation imaging device
JP6021308B2 (en) * 2011-09-16 2016-11-09 東芝メディカルシステムズ株式会社 Medical image diagnostic apparatus, image processing apparatus, and medical image processing program
BR112014009434A2 (en) * 2011-10-24 2017-04-11 Koninklijke Philips Nv medical image processing apparatus, method and system for correcting a cross-sectional image for an image artifact, computer program element for controlling an apparatus, and computer readable medium
JP6294008B2 (en) * 2013-05-22 2018-03-14 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing method, and reconstruction processing program
CN104644200B (en) * 2013-11-25 2019-02-19 Ge医疗系统环球技术有限公司 The method and apparatus for reducing pseudomorphism in computed tomography images reconstruct
CN107530040B (en) * 2015-04-01 2020-09-01 株式会社日立制作所 X-ray CT apparatus, reconstruction operation apparatus, and X-ray CT image generation method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000107169A (en) * 1998-10-01 2000-04-18 Toshiba Corp Tomograph
JP2001190550A (en) * 2000-01-12 2001-07-17 Univ Nihon X-ray ct photographing method and apparatus therefor
JP2001286463A (en) * 2000-04-07 2001-10-16 Shimadzu Corp Method of image processing of ct apparatus, ct apparatus, and memory medium for computerized tomography
WO2002086822A1 (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Philips Medical Systems Technologies Ltd. Ct image reconstruction
JP2003135450A (en) * 2001-10-31 2003-05-13 Yoshihiko Nomura Method for reducing artifacts in x-ray ct reconstructed image

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02195944A (en) * 1989-01-25 1990-08-02 Shimadzu Corp X-ray ct device
JP2876134B2 (en) * 1989-09-18 1999-03-31 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 Image processing device
JP2814001B2 (en) * 1990-01-29 1998-10-22 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 Image processing device
JP3223195B2 (en) * 1992-01-23 2001-10-29 株式会社日立メディコ X-ray CT system
JP3373720B2 (en) * 1996-03-25 2003-02-04 株式会社日立メディコ X-ray tomography equipment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000107169A (en) * 1998-10-01 2000-04-18 Toshiba Corp Tomograph
JP2001190550A (en) * 2000-01-12 2001-07-17 Univ Nihon X-ray ct photographing method and apparatus therefor
JP2001286463A (en) * 2000-04-07 2001-10-16 Shimadzu Corp Method of image processing of ct apparatus, ct apparatus, and memory medium for computerized tomography
WO2002086822A1 (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Philips Medical Systems Technologies Ltd. Ct image reconstruction
JP2003135450A (en) * 2001-10-31 2003-05-13 Yoshihiko Nomura Method for reducing artifacts in x-ray ct reconstructed image

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