JP4643332B2 - X-ray computed tomography system - Google Patents

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Description

本発明は、X線管球をX線検出器とともに高速回転するX線コンピュータ断層撮影装置に関する。   The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus that rotates an X-ray tube at high speed together with an X-ray detector.

X線コンピュータ断層撮影装置の架台回転は高速化の一途をたどっている。それに伴って回転中心のぶれが問題になっている。周知の通りX線コンピュータ断層撮影装置の架台を構成する部品は非常に重く、例えばX線管球、高電圧発生装置、X線検出器ではそれぞれが数十キログラムもある。そのような重量物を搭載した回転フレームを例えば0.5秒以下という高速で回転させると、回転フレームの不釣合や変形に伴って回転中心はぶれる。   The rotation of the gantry of the X-ray computed tomography apparatus is steadily increasing. Along with this, the shake of the rotation center has become a problem. As is well known, the components constituting the gantry of the X-ray computed tomography apparatus are very heavy. For example, X-ray tubes, high-voltage generators, and X-ray detectors each have several tens of kilograms. When a rotating frame on which such a heavy object is mounted is rotated at a high speed of, for example, 0.5 seconds or less, the center of rotation is shaken as the rotating frame is unbalanced or deformed.

再構成のバックプロジェクション演算上の経路(レイ)は、回転中心が固定していることを前提として設定される。従って、バックプロジェクション演算上の逆投影線(経路)は、実際のデータ収集時のX線経路と一致しない。その不一致に起因して、画像の解像度が低下する。また、画像にアーチファクトが生じることもある。   The path (ray) in the reconstruction back projection calculation is set on the assumption that the center of rotation is fixed. Therefore, the back projection line (path) in the back projection operation does not coincide with the X-ray path at the time of actual data collection. Due to the mismatch, the resolution of the image decreases. In addition, artifacts may occur in the image.

このぶれに起因する画像解像度の低下及びアーチファクトの発生が、架台のさらなる高速化、またさらなる高解像度化の最大の障害となっている。
特開昭60−126143号公報
The reduction in image resolution and the occurrence of artifacts due to this blurring are the biggest obstacles to further increasing the speed of the gantry and further increasing the resolution.
JP 60-126143 A

本発明の目的は、架台回転にぶれによる画像解像度の低下及びアーチファクトの発生を低減することにある。   An object of the present invention is to reduce image resolution degradation and artifacts caused by shaking due to gantry rotation.

本発明の第1局面において、回転軸回りに回転自在に支持されるX線を発生するX線管球と、被検体を透過したX線を検出するための前記X線管球とともに回転する多チャンネル型のX線検出器と、前記X線管球及び前記X線検出器の回転ぶれに伴う前記X線検出器の中心チャンネルのズレに関する情報を前記X線管球の回転角度ごとに記憶する記憶部と、前記X線検出器の出力に基づいてバックプロジェクション再構成法のもとで前記被検体の画像を再構成するものであって、前記記憶された中心チャンネルのズレに従って前記中心チャンネルの位置を回転角度ごとに配置し、それに応じて前記バックプロジェクション再構成法の経路を設定する再構成処理部とを具備する。
本発明の第2局面において、X線コンピュータ断層撮影装置の中心チャンネルのズレ決定方法は、X線管球と多チャンネル型のX線検出器との間に回転軸と略平行に配置したワイヤをスキャンし、前記X線検出器の出力に基づいてサイノグラムを生成し、前記サイノグラム上における前記ワイヤの影をサインカーブで近似し、前記近似したサインカーブに対する前記ワイヤの影のズレを回転角度ごとに求める。
In the first aspect of the present invention, an X-ray tube that generates X-rays supported so as to be rotatable about a rotation axis, and a multi-rotator that rotates together with the X-ray tube for detecting X-rays transmitted through a subject. a channel-type X-ray detector, stores information about the deviation of the center channel of the X-ray detector due to rotational camera shake of the X-ray tube and the X-ray detector for each rotation angle of the previous SL X-ray tube And reconstructing the image of the subject under a back projection reconstruction method based on the output of the X-ray detector, the center channel according to the stored shift of the center channel Are arranged for each rotation angle, and a reconstruction processing unit is provided for setting the path of the back projection reconstruction method accordingly .
In the second aspect of the present invention, a method for determining a shift of a central channel of an X-ray computed tomography apparatus includes a wire disposed substantially parallel to a rotation axis between an X-ray tube and a multi-channel X-ray detector. Scanning, generating a sinogram based on the output of the X-ray detector, approximating the shadow of the wire on the sinogram with a sine curve, and the deviation of the shadow of the wire with respect to the approximated sine curve for each rotation angle Ask.

本発明によれば、架台回転のぶれによる画像解像度の低下及びアーチファクトの発生を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce image resolution reduction and artifact generation due to shaking of the gantry rotation.

以下、図面を参照して本発明によるX線コンピュータ断層撮影装置の実施形態を説明する。なお、1スライスの断層像データを再構成するには、被検体の周囲1周、約360°分の投影データが、またハーフスキャン法でも180°+α(α;ファン角)分の投影データが必要とされる。本実施形態では、動きの速い心臓等の撮影に有効なハーフスキャン法を採用する。また、入射X線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。X線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよいが、ここでは、前者の間接変換形として説明する。また、近年では、X線管とX線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本発明では、従来からの一管球型のX線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。   Embodiments of an X-ray computed tomography apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to reconstruct one-slice tomographic image data, projection data for about 360 ° around the subject, and projection data for 180 ° + α (α: fan angle) are obtained by the half scan method. Needed. In the present embodiment, a half scan method that is effective for photographing a fast moving heart or the like is employed. In addition, the mechanism for converting incident X-rays into electric charges is based on an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator, and the light is further converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode. The generation of electron-hole pairs in semiconductors and their transfer to the electrode, that is, the direct conversion type utilizing a photoconductive phenomenon, is the mainstream. Any of these methods may be adopted as the X-ray detection element, but here, the former indirect conversion type will be described. In recent years, the so-called multi-tube X-ray computed tomography apparatus in which a plurality of pairs of X-ray tubes and X-ray detectors are mounted on a rotating ring has been commercialized, and the development of peripheral technologies has progressed. Yes. The present invention can be applied to both a conventional single-tube X-ray computed tomography apparatus and a multi-tube X-ray computed tomography apparatus. Here, a single tube type will be described.

図1は本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の架台装置の内部構成を示している。同図(a)は当該架台装置の側面構造、同図(b)は当該架台装置の正面構造をそれぞれ示している。架台装置1には、回転中心軸RA(Z軸)回りに回転自在に支持された円環形状の回転フレーム2が設けられる。回転フレーム2の中心付近は、撮影領域を確保するために開口される。回転フレーム2にはX線管球101が搭載される。   FIG. 1 shows the internal configuration of the gantry of the X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. FIG. 2A shows a side structure of the gantry device, and FIG. 2B shows a front structure of the gantry device. The gantry device 1 is provided with an annular rotating frame 2 that is rotatably supported around a rotation center axis RA (Z axis). The vicinity of the center of the rotating frame 2 is opened to secure a photographing area. An X-ray tube 101 is mounted on the rotating frame 2.

X線管球101と撮影領域との間には、X線の低エネルギー成分を低減するとともにX線強度分布を成形するウェッジフィルタ4と、X線をここではコーンビーム状に成形するためのX線コリメータ5とが配置される。ウェッジフィルタ4とX線コリメータ5とは取り付け台6を介して回転フレーム2に搭載される。X線管球101に対して撮影領域を介してマルチスライス型(多列型)のX線検出器8が配置される。マルチスライス型X線検出器8は、各々が例えば0.5mm×0.5mmの正方の受光面を有する複数のX線検出素子を有する。例えば1000個のX線検出素子がチャンネル方向(X軸に近似)に配列される。各チャンネルは、1から1000までのチャンネル番号で識別される。この列がスライス方向(Z軸)に例えば64列並設される。つまり、マルチスライス型X線検出器8は、多チャンネル型の検出器が複数Z軸に沿って並設されてなる。   Between the X-ray tube 101 and the imaging region, a wedge filter 4 that reduces the low-energy component of X-rays and shapes the X-ray intensity distribution, and an X-ray for shaping the X-rays into a cone beam here. A line collimator 5 is arranged. The wedge filter 4 and the X-ray collimator 5 are mounted on the rotating frame 2 via the mounting base 6. A multi-slice type (multi-row type) X-ray detector 8 is arranged with respect to the X-ray tube 101 via an imaging region. The multi-slice X-ray detector 8 includes a plurality of X-ray detection elements each having a square light receiving surface of 0.5 mm × 0.5 mm, for example. For example, 1000 X-ray detection elements are arranged in the channel direction (approximate to the X axis). Each channel is identified by a channel number from 1 to 1000. For example, 64 rows are arranged in parallel in the slice direction (Z-axis). That is, the multi-slice X-ray detector 8 is formed by arranging multi-channel detectors along a plurality of Z axes.

一般的にDAS(data acquisition system)と呼ばれているデータ収集装置9は、検出器8からチャンネルごとに出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにディジタル信号に変換する。X線検出器8は、データ収集装置9とともに、取り付けフレーム7に装着される。取り付けフレーム7は、位置決めピン11、13によりX軸及びZ軸方向に関して位置合わせされ、固定ネジ10、12、14、15により回転フレーム2に固定される。   A data acquisition device 9 generally called a DAS (data acquisition system) converts a signal output from the detector 8 for each channel into a voltage signal, amplifies it, and further converts it into a digital signal. The X-ray detector 8 is mounted on the mounting frame 7 together with the data collection device 9. The mounting frame 7 is aligned with respect to the X-axis and Z-axis directions by positioning pins 11 and 13, and fixed to the rotating frame 2 by fixing screws 10, 12, 14, and 15.

図2には、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の機能ブロックを示している。架台装置1には上述したX線管球3等とともに、高圧発生部16、絞り駆動装置17、回転駆動装置18、架台制御部19が設けられる。高圧発生部16は、架台制御部19の制御に従って、X線管球3の陰極陽極間に管電圧(高電圧)を印加し、またX線管球3のフィラメントにフィラメント電流を供給する。管電圧の印加及びフィラメント電流の供給によりX線管球3の焦点からX線が発生される。絞り駆動装置17は、架台制御部19の制御に従って、X線コリメータ5の開口を変化する。回転駆動装置18は、架台制御部19の制御に従って、回転フレーム2を回転駆動する。寝台装置21は、被検体Pを載置するためのZ軸(体軸)に沿って移動自在に支持される天板22と、架台制御部19の制御に従って天板22を移動駆動するための天板駆動部35とを有する。   FIG. 2 shows functional blocks of the X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. In addition to the above-described X-ray tube 3 and the like, the gantry device 1 is provided with a high pressure generator 16, an aperture driving device 17, a rotation driving device 18, and a gantry controller 19. The high voltage generator 16 applies a tube voltage (high voltage) between the cathode and anode of the X-ray tube 3 and supplies a filament current to the filament of the X-ray tube 3 under the control of the gantry controller 19. X-rays are generated from the focal point of the X-ray tube 3 by applying a tube voltage and supplying a filament current. The aperture driving device 17 changes the opening of the X-ray collimator 5 according to the control of the gantry control unit 19. The rotation drive device 18 drives the rotation frame 2 to rotate according to the control of the gantry control unit 19. The couch device 21 is movably supported along the Z axis (body axis) for placing the subject P, and the couchtop 22 is moved and driven in accordance with the control of the gantry controller 19. A top plate driving unit 35.

操作コンソール23の前処理部26は、データ収集装置9から出力されるデータ(生データ)に対して感度補正等の補正処理を施す。前処理された生データは一般的に投影データと称する。投影データは、X線管球3の回転角度を表すビュー番号(例えば1〜1000)、チャンネル番号、列番号及び天板22の位置を表す各コードを関連付けられ、投影データ記憶部27に記憶される。操作コンソール23は、上記前処理部26及び投影データ記憶部27とともに、入力装置24、コンソール制御部25、記憶された投影データに基づいて断層画像データを例えばハーフ再構成法により再構成する再構成処理部28、再構成された断層画像データを記憶する画像記憶部29、記憶された断層画像データから例えばMPR画像(任意断面変換画像)データを生成する画像処理部31、断層画像データやMPR画像等を表示するための表示装置32を有する。   The preprocessing unit 26 of the operation console 23 performs correction processing such as sensitivity correction on the data (raw data) output from the data collection device 9. The preprocessed raw data is generally referred to as projection data. The projection data is associated with a view number (for example, 1 to 1000) representing the rotation angle of the X-ray tube 3, a channel number, a column number, and each code representing the position of the top plate 22, and is stored in the projection data storage unit 27. The The operation console 23, together with the preprocessing unit 26 and the projection data storage unit 27, reconstructs the tomographic image data, for example, by a half reconstruction method based on the input device 24, the console control unit 25, and the stored projection data. The processing unit 28, the image storage unit 29 that stores the reconstructed tomographic image data, the image processing unit 31 that generates, for example, MPR image (arbitrary slice conversion image) data from the stored tomographic image data, the tomographic image data and the MPR image And the like.

さらに、操作コンソール23は、ズレ計算部33と、ズレ記憶部34とを有する。ズレ計算部33は、撮影領域内に回転軸RAと略平行にワイヤを設置した状態で少なくとも360度分のスキャンにより取得したサイノグラムからX線検出器8の実際的な中心チャンネルを特定するとともに、特定した中心チャンネルを中心線としてサイノグラム上のワイヤ影をサインカーブで近似し、そのサインカーブとワイヤ影とのズレを回転角度(ビュー番号)ごとに計算する。なお、ここでは、ズレは、チャンネル数で表現される。このズレに応じてバックプロジェクション演算(逆投影演算)の逆投影線(経路)を変位させることで、バックプロジェクション演算上の逆投影線と、実際のデータ収集時のX線経路との不一致が解消又は軽減される。それにより、画像の解像度低下やアーチファクトの発生は解消または低減され得る。X線管球3の回転速度が相違する、360度分のズレに関する複数のデータセットがズレ記憶部34に記憶される。   Further, the operation console 23 includes a deviation calculation unit 33 and a deviation storage unit 34. The deviation calculation unit 33 specifies the actual central channel of the X-ray detector 8 from the sinogram acquired by scanning at least 360 degrees in a state where the wire is installed substantially parallel to the rotation axis RA in the imaging region, The wire shadow on the sinogram is approximated by a sine curve with the identified center channel as the center line, and the deviation between the sine curve and the wire shadow is calculated for each rotation angle (view number). Here, the deviation is expressed by the number of channels. Displacement of back projection line (path) of back projection calculation (back projection calculation) according to this shift eliminates inconsistency between back projection line on back projection calculation and X-ray path at the time of actual data collection. Or reduced. As a result, image resolution degradation and artifacts can be eliminated or reduced. A plurality of data sets relating to a shift of 360 degrees with different rotational speeds of the X-ray tube 3 are stored in the shift storage unit 34.

入力装置24には、ズレ計測モードスイッチが設けられている。ズレ計測モードスイッチが押されたとき、後述するズレ計測動作をコンピュータとしてのコンソール制御部25に実現させるためのズレ計測プログラムが起動する。それによりコンソール制御部25は、ズレ計測を支援するためのズレ計測モードのもとで制御動作をする。なお、ズレ計測プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されていても良い。   The input device 24 is provided with a deviation measurement mode switch. When the deviation measurement mode switch is pressed, a deviation measurement program for causing the console control unit 25 as a computer to perform a deviation measurement operation described later is started. Accordingly, the console control unit 25 performs a control operation under a deviation measurement mode for supporting deviation measurement. Note that the deviation measurement program may be stored in a computer-readable storage medium.

図3には、コンソール制御部25によるズレ計測動作を示している。なお、ズレ計測は、定常的に行われるのではなく、製品出荷時、設置時、定期検査等の時点で実施される。コンソール制御部25は、ズレ計測の準備作業として、図4に示すように、天板22上の規定位置に、X線吸収性を有する例えば鉛合金製の金属ワイヤ20をZ軸と略平行に置くことを、表示装置32を介してガイドする。操作者は、ガイドに従って、天板22上の規定位置にワイヤ20をZ軸と略平行であって、YZ面内に配置する。なお、天板22には、ワイヤ20を配置する位置及び向きを補助するための補助線37、38が形成されている。図5(a)、図5(b)には、ワイヤ20をX線管球3及びX線検出器8等とともに2方向から示している。なお、ワイヤ20は、Z軸(回転中心軸RA)に対して一致させる必要はない。ワイヤ20は、Z軸に一致する回転中心軸(RA)から典型的には高さ方向(Y軸)に任意の距離Δdだけずれていてもよい。これは補助線37、38とともにワイヤ20の設置作業効率を格段に向上させるのに寄与する。後述するように、この距離Δdに等価な振幅でサインカーブが交番する。   FIG. 3 shows a deviation measurement operation by the console control unit 25. The deviation measurement is not performed on a regular basis, but is performed at the time of product shipment, installation, periodic inspection, and the like. As a preparatory work for deviation measurement, the console control unit 25 places, for example, a lead alloy metal wire 20 having X-ray absorptivity substantially parallel to the Z axis at a specified position on the top plate 22 as shown in FIG. The placement is guided through the display device 32. The operator places the wire 20 in a prescribed position on the top plate 22 in the YZ plane substantially parallel to the Z axis according to the guide. The top plate 22 is formed with auxiliary lines 37 and 38 for assisting the position and orientation of the wire 20. 5A and 5B, the wire 20 is shown from two directions together with the X-ray tube 3, the X-ray detector 8, and the like. The wire 20 does not need to coincide with the Z axis (rotation center axis RA). The wire 20 may be displaced by an arbitrary distance Δd from the rotation center axis (RA) coinciding with the Z axis, typically in the height direction (Y axis). This contributes to significantly improving the installation work efficiency of the wire 20 together with the auxiliary wires 37 and 38. As will be described later, the sine curves alternate with an amplitude equivalent to this distance Δd.

ワイヤ20の設置が完了後、コンソール制御部25の制御により、少なくとも360度分のスキャンが行われる(S1)。このスキャンは、マルチスライスの検出器8の例えば中心の一又は二列を使って行われる。スキャンにより収集された360度分の投影データは、チャンネル番号と回転角度を表すビュー番号とを関連付けられて投影データ記憶部27に記憶される。ズレ計算部33は、記憶された360度分の投影データに基づいて、図6(a)に例示するサイノグラムを生成する。周知の通り、サイノグラムは、横軸にチャンネル番号、縦軸にビュー番号として、360度分の投影データを配置することにより生成される。なお、典型的には、ズレ計算部33は、ワイヤ20の影NWIR(VIEW)だけが軌跡として残留するようにサイノグラムを二値化する。NWIR(VIEW)は、各ビューでワイヤ20の影が存在するチャンネル番号を表している。 After the installation of the wire 20 is completed, a scan of at least 360 degrees is performed under the control of the console control unit 25 (S1). This scan is performed using, for example, one or two rows of the multi-slice detectors 8. The projection data for 360 degrees collected by scanning is stored in the projection data storage unit 27 in association with the channel number and the view number representing the rotation angle. The deviation calculation unit 33 generates a sinogram illustrated in FIG. 6A based on the stored 360-degree projection data. As is well known, a sinogram is generated by arranging projection data for 360 degrees with the channel number on the horizontal axis and the view number on the vertical axis. Typically, the deviation calculation unit 33 binarizes the sinogram so that only the shadow N WIR (VIEW) of the wire 20 remains as a trajectory. N WIR (VIEW) represents the channel number where the shadow of the wire 20 exists in each view.

ズレ計算部33は、サイノグラムをビュー番号軸に沿って積分する、または二値化しないときにはサイノグラムをビュー番号軸に沿って平均化する(S2)。それにより図6(b)に例示するように、チャンネル方向に関するワイヤ影の出現頻度分布が生成される。ズレ計算部33は、当該分布の重心に対応するチャンネル番号Nを特定する(S3)。このチャンネル番号Nは、、X線検出器8の実際的な中心チャンネルに対応するものであって、ここでは整数に止まらず、小数点第一位までの精度で計算される。 The deviation calculation unit 33 integrates the sinogram along the view number axis or averages the sinogram along the view number axis when not binarizing (S2). Thereby, as illustrated in FIG. 6B, a wire shadow appearance frequency distribution in the channel direction is generated. Deviation calculation unit 33 identifies the channel number N C corresponding to the center of gravity of the distribution (S3). The channel number N C is a counterpart to the practical center channel ,, X-ray detector 8, and should not stop the integer is calculated with the precision of decimal point first place.

次に、ズレ計算部33は、図7に示すように、例えば最小自乗法により、中心チャンネル番号Ncを中心とするサインカーブNSINF(VIEW)をワイヤ影NWIR(VIEW)に対して近似させる(S4)。このサインカーブNSINF(VIEW)は、変形等による回転フレーム2のぶれが無いと仮定したときの各ビューでワイヤ20の影が存在するチャンネル番号を表している。 Next, as shown in FIG. 7, the deviation calculation unit 33 approximates the sine curve N SINF (VIEW) centered on the center channel number Nc to the wire shadow N WIR (VIEW) by, for example, the least square method. (S4). This sine curve N SINF (VIEW) represents the channel number where the shadow of the wire 20 exists in each view when it is assumed that there is no blurring of the rotating frame 2 due to deformation or the like.

次に、ビュー番号Nを1に初期化して(S5)、ビュー番号「1」から順番に、ワイヤ20の影NWIR(N)とサインカーブNSINF(N)とのズレNdev(N)を、
dev(N)=NSINF(N)−NWIR(N)
により計算する(S6)。
Next, the view number N is initialized to 1 (S5), and the deviation N dev (N) between the shadow N WIR (N) of the wire 20 and the sine curve N SINF (N) in order from the view number “1”. The
N dev (N) = N SINF (N) -N WIR (N)
(S6).

そして、S3で特定した実際的な中心チャンネルのチャンネル番号Nを、ズレNdev(N)にしたがってシフトする(S7)。当該ビュー番号Nにおけるシフトされた実際的な中心チャンネルのチャンネル番号NCREC(N)は、
CREC(N)=N+Ndev(N)
で求められる。
Then, the channel number N C of the actual center channel specified in S3 is shifted according to the deviation N dev (N) (S7). The channel number N CREC (N) of the shifted actual center channel in the view number N is
N CREC (N) = N C + N dev (N)
Is required.

変数Nを1だけインクリメントして(S8)、N=1000に至るまで(S9)、S6〜S8を繰り返す。それによりビューごとに、実際的な中心チャンネルのチャンネル番号NCREC(N)が求められる。 The variable N is incremented by 1 (S8), and S6 to S8 are repeated until N = 1000 is reached (S9). As a result, the channel number N CREC (N) of the actual central channel is obtained for each view.

このように求められた各ビューの実際的な中心チャンネルのチャンネル番号NCREC(N)のデータは、すれ計測のためのスキャンS1時のX線管球3の回転速度のデータが関連付けられてズレ記憶部34に記憶される。様々な回転速度で、各ビューの実際的な中心チャンネルのチャンネル番号NCREC(N)のデータが計測され、ズレ記憶部34に記憶される。 The data of the channel number NCREC (N) of the actual central channel of each view obtained in this way is related to the rotational speed data of the X-ray tube 3 at the scan S1 for the pass measurement. It is stored in the storage unit 34. The data of the channel number N CREC (N) of the actual center channel of each view is measured at various rotation speeds and stored in the deviation storage unit 34.

再構成処理部28における断層画像の再構成処理にあたっては、コンソール制御部34の制御のもとで、スキャン時のX線管球3の回転速度に対応する各ビューの実際的な中心チャンネルのチャンネル番号NCREC(N)のデータが、ズレ記憶部34から再構成処理部28に提供される。再構成処理部28では、提供された各ビューの実際的な中心チャンネルのチャンネル番号NCREC(N)に従って、図8に示すように、中心チャンネルの位置をビューごとに配置し、それに応じてバックプロジェクションの経路を設定する。 In the reconstruction processing of the tomographic image in the reconstruction processing unit 28, the channel of the actual central channel of each view corresponding to the rotational speed of the X-ray tube 3 at the time of scanning under the control of the console control unit 34. Data of the number N CREC (N) is provided from the deviation storage unit 34 to the reconstruction processing unit 28. The reconstruction processing unit 28 arranges the position of the center channel for each view as shown in FIG. 8 according to the channel number N CREC (N) of the actual center channel of each provided view, and backs up accordingly. Set the projection path.

本実施形態によると、回転ぶれによる再構成処理におけるバックプロジェクション演算上の経路(レイ)と、実際のデータ収集時のX線経路との不一致が解消され、又は軽減されるので、それに起因する画像のボケやアーチファクトの発生が解消又は抑圧され得る。   According to the present embodiment, the discrepancy between the path (ray) on the back projection operation in the reconstruction processing due to the rotation blur and the X-ray path at the time of actual data collection is eliminated or reduced, and the image resulting therefrom The occurrence of blurring and artifacts can be eliminated or suppressed.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の架台装置の内部構成を示す図。The figure which shows the internal structure of the mount apparatus of the X-ray computed tomography apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の機能ブロック図。1 is a functional block diagram of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. 図2のコンソール制御部による検出器の中心チャンネルの決定手順を示す図。The figure which shows the determination procedure of the center channel of the detector by the console control part of FIG. 図3のワイヤスキャンのために天板上に置かれるメタルワイヤを示す図。The figure which shows the metal wire put on a top plate for the wire scan of FIG. 図4のワイヤと回転軸RAとの位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship of the wire of FIG. 4, and rotating shaft RA. 図2のズレ計算部で生成されるサイノグラムを例示する図。The figure which illustrates the sinogram produced | generated by the deviation calculation part of FIG. 図2のズレ計算部で計算される回転角度ごとのズレを示す図。The figure which shows the shift | offset | difference for every rotation angle calculated by the shift | offset | difference calculation part of FIG. 図2のズレ計算部で計算される回転角度ごとのズレを用いた再構成処理の補足図。FIG. 3 is a supplementary diagram of reconstruction processing using a shift for each rotation angle calculated by a shift calculation unit in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

1…架台、2…回転フレーム、3…X線管球、4…ウェッジフィルタ、5…X線コリメータ、6…X線コリメータ取り付け板、7…検出器/DAS取付フレーム、8…マルチスライス型X線検出器、9…データ収集装置(DAS)、10…固定ネジ、11…位置決めピン、12…固定ネジ、13…位置決めピン、14…固定ネジ、15…位置決めピン、16…高圧発生部、17…絞り駆動装置、18…回転駆動装置、19…架台制御部、21…寝台装置、22…天板、23…操作コンソール、26…前処理部、27…投影データ記憶部、24…入力装置、25…コンソール制御部、28…再構成処理部、29…画像記憶部、31…画像処理部、32…表示装置、33…ズレ計算部、34…ズレ記憶部、35…天板駆動部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mount, 2 ... Rotating frame, 3 ... X-ray tube, 4 ... Wedge filter, 5 ... X-ray collimator, 6 ... X-ray collimator mounting plate, 7 ... Detector / DAS mounting frame, 8 ... Multi-slice type X Line detector, 9 ... Data collection device (DAS), 10 ... Fixing screw, 11 ... Positioning pin, 12 ... Fixing screw, 13 ... Positioning pin, 14 ... Fixing screw, 15 ... Positioning pin, 16 ... High pressure generator, 17 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Aperture drive device, 18 ... Rotation drive device, 19 ... Pedestal control unit, 21 ... Bed device, 22 ... Top plate, 23 ... Operation console, 26 ... Preprocessing unit, 27 ... Projection data storage unit, 24 ... Input device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 25 ... Console control part, 28 ... Reconstruction process part, 29 ... Image memory | storage part, 31 ... Image processing part, 32 ... Display apparatus, 33 ... Deviation calculation part, 34 ... Deviation memory | storage part, 35 ... Top-plate drive part.

Claims (4)

回転軸回りに回転自在に支持されるX線を発生するX線管球と、
被検体を透過したX線を検出するための前記X線管球とともに回転する多チャンネル型のX線検出器と、
前記X線管球及び前記X線検出器の回転ぶれに伴う前記X線検出器の中心チャンネルのズレに関する情報を前記X線管球の回転角度ごとに記憶する記憶部と、
前記X線検出器の出力に基づいてバックプロジェクション再構成法のもとで前記被検体の画像を再構成するものであって、前記記憶された中心チャンネルのズレに従って前記中心チャンネルの位置を回転角度ごとに配置し、それに応じて前記バックプロジェクション再構成法の経路を設定する再構成処理部とを具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray tube that generates X-rays supported rotatably around a rotation axis;
A multi-channel X-ray detector rotating together with the X-ray tube for detecting X-rays transmitted through the subject;
A storage unit for storing information about the deviation of the center channel of the X-ray detector due to rotational camera shake of the X-ray tube and the X-ray detector for each rotation angle of the previous SL X-ray tube,
An image of the subject is reconstructed based on a back projection reconstruction method based on an output of the X-ray detector, and the position of the center channel is determined according to the stored shift of the center channel. An X-ray computed tomography apparatus comprising: a reconstruction processing unit that is arranged for each and sets a path of the back-projection reconstruction method in accordance therewith .
回転軸回りに回転自在に支持されるX線を発生するX線管球と、
被検体を透過したX線を検出するための前記X線管球とともに回転する多チャンネル型
のX線検出器と、
前記X線検出器の出力に基づいて前記被検体の画像を再構成する再構成処理部と、
前記X線管球及び前記X線検出器の回転ぶれに伴う前記X線検出器の中心チャンネルのズレに関する情報を前記X線管球の回転角度ごとに前記再構成処理部に対して提供するために、前記中心チャンネルのズレに関する情報を前記X線管球の回転角度及び回転速度の組み合わせごとに記憶する記憶部とを具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray tube that generates X-rays supported rotatably around a rotation axis;
A multi-channel X-ray detector rotating together with the X-ray tube for detecting X-rays transmitted through the subject;
A reconstruction processing unit for reconstructing the image of the subject based on the output of the X-ray detector;
In order to provide the reconstruction processing unit with information on the shift of the center channel of the X-ray detector accompanying the rotational shake of the X-ray tube and the X-ray detector for each rotation angle of the X-ray tube. to, said information relating to deviation of the center channel the X-ray tube rotation angle and stores each combination of rotational speed storage unit and the X-ray computed tomography apparatus you characterized by comprising a.
X線管球と多チャンネル型のX線検出器との間に回転軸と略平行に配置したワイヤをスキャンし、
前記X線検出器の出力に基づいてサイノグラムを生成し、
前記サイノグラム上における前記ワイヤの影をサインカーブで近似し、
前記近似したサインカーブに対する前記ワイヤの影のズレを回転角度ごとに求めることを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置の中心チャンネルのズレ決定方法。
Scan a wire placed between the X-ray tube and the multi-channel X-ray detector substantially parallel to the rotation axis,
Generating a sinogram based on the output of the X-ray detector;
Approximate the shadow of the wire on the sinogram with a sine curve,
A method of determining a shift of a center channel of an X-ray computed tomography apparatus, wherein a shift of a shadow of the wire with respect to the approximated sine curve is obtained for each rotation angle.
前記サイノグラムをビュー方向に平均化することにより前記ワイヤの影のチャンネル方向に関する一次元分布を生成し、
前記生成された一次元分布の重心位置を特定し、
前記特定した重心位置を中心として前記サインカーブを生成することを特徴とする請求項3記載のX線コンピュータ断層撮影装置の中心チャンネルのズレ決定方法。
Generating a one-dimensional distribution for the channel direction of the wire shadow by averaging the sinogram in the view direction;
Identify the position of the center of gravity of the generated one-dimensional distribution;
4. The method for determining a shift of a center channel of an X-ray computed tomography apparatus according to claim 3, wherein the sine curve is generated centering on the specified position of the center of gravity.
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