JP4795584B2 - X-ray CT system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線CT(X−ray Computed Tomography)装置に関し、特に、大きさが可変な焦点から扇状のX線ビーム(beam)を照射するX線照射装置を使用するX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線CT装置では、X線照射・検出装置によって撮影の対象について複数ビュー(view)の透過X線データ(data)を獲得し、この透過X線データに基づき画像生成装置によって対象の断層像を生成(再構成)する。
【0003】
X線照射装置は、X線管の焦点から放射されるコーン(cone)状のX線ビームを、コリメータ(collimator)で扇状のX線ビームに整形して撮影空間に照射する。
【0004】
X線検出装置は、撮影空間を透過してきたX線を、X線ビームの扇状の広がりに沿って多数の検出素子をアレイ(array)状に配置してなる多チャンネル(channel)のX線検出器で検出する。このようなX線照射・検出装置を対象の周りで回転(スキャン:scan)させて複数ビューの透過X線データを獲得する。
【0005】
断層像のスライス(slice)厚はX線ビームの厚みによって決定される。X線ビームの厚みはコリメータによって調節される。したがって、スライス厚はコリメータによって調節される。スライス厚に応じてX線の焦点の大きさが調節され、スライス厚を薄くするときは焦点を小さくし、スライス厚を厚くするときは焦点を大きくする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
焦点を小さくすると、X線管のアノード(anode)における電子ビームの集中度が増しX線管の温度上昇が大きくなる。このため、焦点を小さくした場合は、管電流の時間積分すなわちいわゆるmAsを制限したりX線管のクーリング(cooling)のためにスキャンを停止することが必要になる。
【0007】
そこで、本発明の課題は、X線焦点を小さくした場合でもmAsやクーリング上の制約が少ないX線CT装置を実現することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、大きさが可変な焦点から扇状のX線ビームを照射するX線照射装置、および、複数のX線検出素子を前記扇状のX線ビームの広がりの方向に配列してなり撮影の対象を挟んで前記X線照射装置と対向するX線検出装置、を有するX線照射・検出装置を撮影の対象の周りを回転させて前記対象について複数ビューの透過X線データを獲得する透過X線データ獲得手段と、前記獲得した透過X線データに基づいて前記対象の断層像を生成する断層像生成手段と、前記断層像生成手段の断層像生成条件に応じて前記X線ビームの焦点の大きさを調節する焦点調節手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置である。
【0009】
(1)に記載の観点での発明では、断層像生成条件に応じてX線ビームの焦点の大きさを調節するので、従来のようにスライス厚に応じて焦点の大きさを調節するのに比べて、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下し、mAsやクーリング上の制約が緩和される。
【0010】
前記断層像生成条件は空間周波数強調に関わることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
前記焦点調節手段は、前記空間周波数強調が高域強調のとき焦点を小さくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0011】
前記焦点調節手段は、前記空間周波数強調が低域強調のとき焦点を大きくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
前記焦点調節手段は、前記空間周波数強調が高域強調のとき焦点を小さくし低域強調のとき焦点を大きくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0012】
(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、大きさが可変な焦点から厚みが可変な扇状のX線ビームを照射するX線照射装置、および、複数のX線検出素子を前記扇状のX線ビームの広がりの方向に配列してなり撮影の対象を挟んで前記X線照射装置と対向するX線検出装置、を有するX線照射・検出装置を撮影の対象の周りを回転させて前記対象について複数ビューの透過X線データを獲得する透過X線データ獲得手段と、前記獲得した透過X線データに基づいて前記対象の断層像を生成する断層像生成手段と、前記X線ビームの厚みおよび前記断層像生成手段の断層像生成条件に応じて前記X線ビームの焦点の大きさを調節する焦点調節手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置である。
【0013】
(2)に記載の観点での発明では、X線ビームの厚みおよび断層像生成条件に応じてX線ビームの焦点の大きさを調節するので、従来のようにスライス厚に応じて焦点の大きさを調節するのに比べて、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下し、mAsやクーリング上の制約が緩和される。
【0014】
前記断層像生成条件は空間周波数強調に関わることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
前記焦点調節手段は、前記X線ビームの厚みが薄くかつ前記空間周波数強調が高域強調のとき焦点を小さくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0015】
前記焦点調節手段は、前記X線ビームの厚みが厚くかつ前記空間周波数強調が高域強調のとき焦点を小さくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0016】
前記焦点調節手段は、前記X線ビームの厚みが薄くかつ前記空間周波数強調が低域強調のとき焦点を大きくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0017】
前記焦点調節手段は、前記X線ビームの厚みが厚くかつ前記空間周波数強調が低域強調のとき焦点を大きくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0018】
前記焦点調節手段は、前記X線ビームの厚みのいかんに関わらず前記空間周波数強調が高域強調のとき焦点を小さくし低域強調のとき焦点を大きくすることが、焦点を小さくする事態の発生頻度が低下する点で好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図1にX線CT装置のブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【0020】
図1に示すように、本装置は、走査ガントリ(gantry)2、撮影テーブル(table)4および操作コンソール(console)6を備えている。
走査ガントリ2は、本発明における透過X線データ獲得手段の実施の形態の一例である。走査ガントリ2はX線管20を有する。X線管20から放射された図示しないX線は、コリメータ22により例えば扇状のX線ビームすなわちファンビーム(fan beam)となるように成形され、X線検出器24に照射される。X線管20およびコリメータ22からなる部分は、本発明におけるX線照射装置の実施の形態の一例である。
【0021】
X線検出器24は、扇状のX線ビームの広がりの方向にアレイ(array)状に配列された複数の検出素子を有する。X線検出器24は、本発明におけるX線検出装置の実施の形態の一例である。X線検出器24の構成については後にあらためて説明する。
【0022】
X線管20、コリメータ22およびX線検出器24は、X線照射・検出装置を構成する。X線照射・検出装置は、本発明におけるX線照射・検出装置の実施の形態の一例である。X線照射・検出装置については後にあらためて説明する。
【0023】
X線検出器24にはデータ収集部26が接続されている。データ収集部26は、X線検出器24の個々の検出素子の検出信号をディジタルデータ(digital data)として収集する。
【0024】
X線管20からのX線の照射は、X線コントローラ(controller)28によって制御される。また、X線管20におけるX線の焦点の大きさもX線コンローラ28によって調節される。焦点の大きさは、例えばカソード選択等により大小2段階に調節される。なお、X線管20とX線コントローラ28との接続関係については図示を省略する。
【0025】
コリメータ22は、コリメータコントローラ30によって制御される。コリメータコントローラ30はコリメータ22を通じてX線ビームの厚みすなわちスライス厚を調節する。なお、コリメータ22とコリメータコントローラ30との接続関係については図示を省略する。
【0026】
以上のX線管20からコリメータコントローラ30までのものが、走査ガントリ2の回転部34に搭載されている。回転部34の回転は、回転コントローラ36によって制御される。なお、回転部34と回転コントローラ36との接続関係については図示を省略する。
【0027】
撮影テーブル4は、図示しない撮影の対象を走査ガントリ2のX線照射空間に搬入および搬出するようになっている。対象とX線照射空間との関係については後にあらためて説明する。
【0028】
操作コンソール6はデータ処理装置60を有する。データ処理装置60は、例えばコンピュータ(computer)等によって構成される。データ処理装置60には、制御インタフェース(interface)62が接続されている。制御インタフェース62には、走査ガントリ2と撮影テーブル4が接続されている。データ処理装置60は制御インタフェース62を通じて走査ガントリ2および撮影テーブル4を制御する。
【0029】
走査ガントリ2内のデータ収集部26、X線コントローラ28、コリメータコントローラ30および回転コントローラ36が制御インタフェース62を通じて制御される。なお、それら各部と制御インタフェース62との個別の接続については図示を省略する。
【0030】
データ処理装置60には、また、データ収集バッファ64が接続されている。データ収集バッファ64には、走査ガントリ2のデータ収集部26が接続されている。データ収集部26で収集されたデータがデータ収集バッファ64を通じてデータ処理装置60に入力される。
【0031】
データ処理装置60は、データ収集バッファ64を通じて収集した複数ビューの透過X線データを用いて画像再構成を行う。画像再構成には、例えばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back projection)法等が用いられる。データ処理装置60は、本発明における断層像生成手段の実施の形態の一例である。
【0032】
データ処理装置60には、また、記憶装置66が接続されている。記憶装置66は各種のデータやプログラム(program)等を記憶している。データ処理装置60が記憶装置66に記憶されたプログラムを実行することにより、再構成画像が行われ、また、後述する各種のデータ処理が行われる。再構成された画像は記憶装置66に記憶される。
【0033】
データ処理装置60には、また、表示装置68および操作装置70が接続されている。表示装置68は、データ処理装置60から出力される再構成画像やその他の情報を表示する。操作装置70は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をデータ処理装置60に入力する。使用者は表示装置68および操作装置70を使用してインタラクティブ(interactive)に本装置を操作する。
【0034】
図2に、X線検出器24の模式的構成を示す。同図に示すように、X線検出器24は、複数の検出素子24(i)をアレイ状に配列した、多チャンネルのX線検出器となっている。
【0035】
複数の検出素子24(i)は、全体として、円筒凹面状に湾曲したX線入射面を形成する。iはチャンネル番号であり例えばi=1〜1000である。検出素子24(i)は、例えばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組み合わせによって構成される。なお、これに限るものではなく、例えばカドミウム・テルル(CdTe)等を利用した半導体検出素子またはXeガス(gas)を用いる電離箱型の検出素子であって良い。
【0036】
図3に、X線照射・検出装置におけるX線管20とコリメータ22とX線検出器24の相互関係を示す。なお、図3の(a)は走査ガントリ2の正面から見た状態を示す図、(b)は側面から見た状態を示す図である。
【0037】
同図に示すように、X線管20から放射されたX線は、コリメータ22により扇状のX線ビーム400となるように成形され、X線検出器24に照射されるようになっている。図3の(a)は扇状のX線ビーム400の広がりを示し、(b)はX線ビーム400の厚みを示す。
【0038】
このようなX線ビーム400の扇面に体軸を交差させて、例えば図4に示すように、撮影テーブル4に載置された対象8がX線照射空間に搬入される。走査ガントリ2は、内部にX線照射・検出装置を包含する筒状の構造になっている。
【0039】
X線照射空間は走査ガントリ2の筒状構造の内側空間に形成される。X線ビーム400によってスライスされた対象8の像がX線検出器24に投影される。X線検出器24によって、対象8を透過したX線が検出される。対象8に照射するX線ビーム400の厚みすなわちスライス厚thは、図5に示すように、コリメータ22のアパーチャ(aperture)の開度により調節される。
【0040】
X線管20、コリメータ22およびX線検出器24からなるX線照射・検出装置は、それらの相互関係を保ったまま対象8の体軸の周りを回転(スキャン)する。
【0041】
スキャンの1回転当たり複数(例えば1000程度)のビューの投影データが収集される。投影データの収集は、X線検出器24−データ収集部26−データ収集バッファ64の系統によって行われる。
【0042】
データ収集バッファ64に収集された例えば1000ビューの投影データに基づいて、データ処理装置60により断層像の生成すなわち画像再構成が行われる。画像再構成は、1回転のスキャンで得られた例えば1000ビューの投影データを、例えばフィルタード・バックプロジェクション法によって処理すること等により行われる。
【0043】
断層像に対する空間周波数強調処理は撮影する部位によって異なり、例えば耳小骨等を含む頭部骨構造に関する断層像や肺野断層像に対しては高域強調が行われる。これに対して、頭部血管造影像や腹部断層像に関しては低域強調が行われる。高域強調は高域強調関数を用いて画像再構成することによって行われ、低域強調は低域強調関数を用いて画像再構成することによって行われる。
【0044】
図6に、高域強調関数および低域強調関数のゲインプロファイル(gain profile)の例を示す。同図において横軸は空間周波数であり、fNはナイキスト(Nyquist)周波数である。同図に示すように、高域強調関数はナイキスト周波数を超えない範囲で高域までゲインを有する。これに対して、低域強調関数は低域においてのみゲインを有する。
【0045】
高域強調は空間分解能の高い断層像を得るために行われる。空間分解能の高い断層像を得るときは、また、スライス厚を薄くするとともにX線の焦点を小さくして撮影する。
【0046】
低域強調は、ノイズ(noise)を低減してSNR(signal−to−noise ratio)の良い断層像を得るために行われる。低域強調により空間分解能が低下するので、低域強調画像を撮影する場合はX線の焦点を小さくしてもその効果が現れない。したがって、低域強調画像を撮影するときは、スライス厚の厚薄に関わらずX線の焦点を大きくして差し支えない。
【0047】
このような考え方に基づいて、本装置による撮影は次のようにして行われる。図7に、本装置の動作のフロー(flow)図を示す。同図に示すように、ステップ(step)702で、撮影条件設定が行われる。撮影条件設定は使用者により操作装置70を通じて行われる。
【0048】
この撮影条件設定によって、X線管の管電圧、管電流、スライス厚、撮影部位等が設定される。また、撮影部位の設定に伴って空間周波数強調関数が自ずから設定される。あるいは、使用者がとくに選んで設定してもよい。これによって、例えば耳小骨部や肺野を撮影するときは高域強調関数が設定され、頭部血管造影や腹部断層撮影を行うときは低域強調関数が設定される。
【0049】
次に、ステップ704で、周波数強調関数が高域強調であるか否かが判定される。この判定はデータ処理装置60によって行われる。判定の結果、Yesである場合はステップ706で小焦点を設定し、No場合はステップ708で大焦点を設定する。
【0050】
このような判定およびそれに基づく焦点設定は、データ処理装置60によって行われる。データ処理装置60は、本発明における焦点調節手段の実施の形態の一例である。
【0051】
次に、ステップ710でスキャンが行われる。スキャンは、上記のようにして設定された撮影条件およびX線焦点の下で行われる。上記のような焦点設定により、小さな焦点は高域強調断層像を撮影する場合だけ用いられる。
【0052】
このため、従来のように、スライス厚が薄いとき周波数強調の如何に関わらず小さな焦点を用いる場合に比べて、高域強調の要件がさらに加わることにより、小さな焦点を用いる頻度が低下する。言い換えれば、薄いスライス厚のときでも、低域強調の断層像を撮影するときは大きな焦点を用いるので、その分だけ小さな焦点を用いる事態の発生頻度が低減する。
【0053】
小さな焦点を用いる頻度が低下することにより、mAsの制限に抵触する頻度が減少し、また、X線管のクーリングのためにスキャンを停止する頻度も減少する。
【0054】
このようなスキャンによって収集された透過X線データに基づいて、ステップ712で画像再構成が行われ、次に、ステップ714で再構成画像の表示および記憶が行われる。
【0055】
なお、ステップ704での判定条件にスライス厚をも加え、図8に示すように、薄いスライス厚で高域強調のとき小焦点、薄いスライス厚で低域強調のとき大焦点、厚いスライス厚で高域強調のとき小焦点、厚い
スライス厚で低域強調のとき大焦点としてもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、X線焦点を小さくした場合でもmAsやクーリング上の制約が少ないX線CT装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図2】X線検出器の模式図である。
【図3】X線照射・検出装置の模式図である。
【図4】X線照射・検出装置の模式図である。
【図5】X線照射・検出装置の模式図である。
【図6】空間周波数強調関数のゲインプロファイルの図である。
【図7】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図8】焦点設定の例を示す図である。
【符号の説明】
2 走査ガントリ
20 X線管
22 コリメータ
24 X線検出器
26 データ収集部
28 X線コントローラ
30 コリメータコントローラ
34 回転部
36 回転コントローラ
4 撮影テーブル
6 操作コンソール
60 データ処理装置
62 制御インタフェース
64 データ収集バッファ
66 記憶装置
68 表示装置
70 操作装置
8 対象
400 X線ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray computed tomography (X-ray CT) apparatus, and more particularly to an X-ray CT apparatus using an X-ray irradiation apparatus that irradiates a fan-shaped X-ray beam (beam) from a focal point having a variable size.
[0002]
[Prior art]
In the X-ray CT apparatus, transmission X-ray data (data) of a plurality of views (view) is acquired for an object to be imaged by an X-ray irradiation / detection apparatus, and a tomographic image of the object is acquired by an image generation apparatus based on the transmission X-ray data. Generate (reconfigure).
[0003]
The X-ray irradiation apparatus shapes a cone-shaped X-ray beam emitted from the focal point of an X-ray tube into a fan-shaped X-ray beam using a collimator and irradiates the imaging space.
[0004]
The X-ray detection apparatus is a multi-channel X-ray detection system in which a large number of detection elements are arranged in an array along the fan-shaped spread of the X-ray beam. Detect with instrument. By rotating (scanning) such an X-ray irradiation / detection device around an object, transmission X-ray data of a plurality of views is acquired.
[0005]
The slice thickness of the tomographic image is determined by the thickness of the X-ray beam. The thickness of the X-ray beam is adjusted by a collimator. Therefore, the slice thickness is adjusted by the collimator. The size of the focal point of X-rays is adjusted according to the slice thickness. When the slice thickness is reduced, the focal point is reduced, and when the slice thickness is increased, the focal point is increased.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the focal point is reduced, the concentration of the electron beam at the anode of the X-ray tube increases and the temperature rise of the X-ray tube increases. For this reason, when the focus is reduced, it is necessary to limit the time integration of tube current, that is, so-called mAs, or to stop scanning for cooling the X-ray tube.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to realize an X-ray CT apparatus with few mAs and cooling restrictions even when the X-ray focal point is reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) In one aspect of the invention for solving the above-described problem, an X-ray irradiation apparatus that irradiates a fan-shaped X-ray beam from a focal point having a variable size, and a plurality of X-ray detection elements in the fan shape. An X-ray irradiation / detection device having an X-ray detection device arranged in the direction of the X-ray beam and facing the X-ray irradiation device across the object to be imaged is rotated around the object to be imaged Transmission X-ray data acquisition means for acquiring transmission X-ray data of a plurality of views for the object, tomogram generation means for generating a tomogram of the object based on the acquired transmission X-ray data, and the tomogram generation means Focus adjusting means for adjusting the size of the focus of the X-ray beam according to the tomographic image generation conditions of the X-ray CT apparatus.
[0009]
In the invention according to the aspect described in (1), since the focus size of the X-ray beam is adjusted according to the tomographic image generation conditions, the focus size is adjusted according to the slice thickness as in the prior art. In comparison, the occurrence frequency of the situation of reducing the focus is reduced, and the restrictions on mAs and cooling are eased.
[0010]
It is preferable that the tomographic image generation condition relates to spatial frequency enhancement in terms of reducing the frequency of occurrence of a situation where the focal point is reduced.
When the spatial frequency emphasis is high-frequency emphasis, it is preferable that the focus adjusting means reduce the focus in terms of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
[0011]
It is preferable that the focus adjustment means increase the focus when the spatial frequency emphasis is low-frequency emphasis in terms of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
It is preferable that the focus adjusting means reduce the focus when the spatial frequency enhancement is high-frequency enhancement and increase the focus when the spatial frequency enhancement is low-frequency enhancement, from the viewpoint of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
[0012]
(2) Another aspect of the invention for solving the above problems is an X-ray irradiation apparatus that irradiates a fan-shaped X-ray beam having a variable thickness from a focal point having a variable size, and a plurality of X-ray detections. An X-ray irradiating / detecting device having an X-ray irradiating device opposite to the X-ray irradiating device with elements arranged in the direction of the fan-shaped X-ray beam spread around the photographic subject A transmission X-ray data acquisition means for acquiring transmission X-ray data of a plurality of views with respect to the object, a tomogram generation means for generating a tomogram of the object based on the acquired transmission X-ray data, And an X-ray CT apparatus comprising: a focus adjusting unit that adjusts a size of a focal point of the X-ray beam according to a thickness of the X-ray beam and a tomographic image generation condition of the tomographic image generating unit. .
[0013]
In the invention according to the aspect described in (2), since the size of the focus of the X-ray beam is adjusted according to the thickness of the X-ray beam and the tomographic image generation conditions, the size of the focus is determined according to the slice thickness as in the prior art. Compared with adjusting the height, the frequency of occurrence of reducing the focal point decreases, and the restrictions on mAs and cooling are relaxed.
[0014]
It is preferable that the tomographic image generation condition relates to spatial frequency enhancement in terms of reducing the frequency of occurrence of a situation where the focal point is reduced.
It is preferable that the focus adjusting means reduce the focus when the thickness of the X-ray beam is thin and the spatial frequency emphasis is high-frequency emphasis in terms of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
[0015]
It is preferable that the focus adjusting means reduce the focus when the thickness of the X-ray beam is thick and the spatial frequency emphasis is high frequency emphasis from the viewpoint of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
[0016]
It is preferable that the focus adjusting means increase the focus when the thickness of the X-ray beam is thin and the spatial frequency emphasis is low-frequency emphasis from the viewpoint of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
[0017]
It is preferable that the focus adjusting means increase the focus when the thickness of the X-ray beam is thick and the spatial frequency emphasis is low-frequency emphasis from the viewpoint of reducing the occurrence frequency of the situation of reducing the focus.
[0018]
When the spatial frequency enhancement is high-frequency enhancement, the focus adjustment means reduces the focus when the spatial frequency enhancement is high-frequency enhancement and increases the focus when the spatial frequency enhancement is low-frequency enhancement. This is preferable in that the frequency decreases.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of an X-ray CT apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention is shown by the configuration of the apparatus.
[0020]
As shown in FIG. 1, the apparatus includes a scanning gantry 2, an imaging table 4, and an operation console 6.
The scanning gantry 2 is an example of an embodiment of transmission X-ray data acquisition means in the present invention. The scanning gantry 2 has an
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
A
[0024]
X-ray irradiation from the
[0025]
The
[0026]
The components from the
[0027]
The imaging table 4 carries an imaging target (not shown) in and out of the X-ray irradiation space of the scanning gantry 2. The relationship between the object and the X-ray irradiation space will be described later.
[0028]
The operation console 6 has a
[0029]
The
[0030]
A
[0031]
The
[0032]
A
[0033]
A
[0034]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
[0035]
The plurality of detection elements 24 (i) as a whole form an X-ray incident surface curved in a cylindrical concave shape. i is a channel number, for example, i = 1 to 1000. The detection element 24 (i) is configured by, for example, a combination of a scintillator and a photodiode. However, the present invention is not limited to this. For example, a semiconductor detection element using cadmium tellurium (CdTe) or an ionization chamber type detection element using Xe gas (gas) may be used.
[0036]
FIG. 3 shows the interrelationship among the
[0037]
As shown in the figure, the X-rays radiated from the
[0038]
The body axis is intersected with the fan surface of the
[0039]
The X-ray irradiation space is formed in the inner space of the cylindrical structure of the scanning gantry 2. An image of the object 8 sliced by the
[0040]
The X-ray irradiation / detection device including the
[0041]
Projection data of a plurality of views (for example, about 1000) per scan rotation is collected. Projection data is collected by the system of X-ray detector 24 -data collection unit 26 -
[0042]
Based on, for example, 1000 views of projection data collected in the
[0043]
Spatial frequency enhancement processing for a tomographic image differs depending on the part to be imaged. For example, high-frequency enhancement is performed on a tomographic image or a lung field tomographic image related to a head bone structure including an ossicle. On the other hand, low-frequency emphasis is performed on the head angiographic image and the abdominal tomographic image. High frequency enhancement is performed by image reconstruction using a high frequency enhancement function, and low frequency enhancement is performed by image reconstruction using a low frequency enhancement function.
[0044]
FIG. 6 shows an example of the gain profile of the high frequency enhancement function and the low frequency enhancement function. In the figure, the horizontal axis is the spatial frequency, and fN is the Nyquist frequency. As shown in the figure, the high frequency enhancement function has a gain up to the high frequency within a range not exceeding the Nyquist frequency. On the other hand, the low frequency enhancement function has a gain only in the low frequency.
[0045]
High-frequency enhancement is performed to obtain a tomographic image with high spatial resolution. When obtaining a tomographic image with high spatial resolution, the slice thickness is reduced and the X-ray focal point is reduced.
[0046]
The low-frequency emphasis is performed in order to obtain a tomographic image with good SNR (signal-to-noise ratio) by reducing noise. Since the spatial resolution is reduced by low-frequency enhancement, the effect does not appear even when the focus of X-rays is reduced when a low-frequency enhanced image is taken. Therefore, when taking a low-frequency emphasized image, the X-ray focus may be increased regardless of the slice thickness.
[0047]
Based on this concept, photographing with this apparatus is performed as follows. FIG. 7 shows a flow chart of the operation of this apparatus. As shown in the figure, in
[0048]
With this imaging condition setting, the tube voltage, tube current, slice thickness, imaging region, etc. of the X-ray tube are set. In addition, the spatial frequency enhancement function is automatically set with the setting of the imaging region. Alternatively, the user may select and set. As a result, for example, a high-frequency enhancement function is set when imaging the ossicular portion or lung field, and a low-frequency enhancement function is set when performing head angiography or abdominal tomography.
[0049]
Next, in
[0050]
Such determination and focus setting based on the determination are performed by the
[0051]
Next, a scan is performed at
[0052]
For this reason, as compared with the conventional case where a small focus is used regardless of frequency enhancement when the slice thickness is thin, the requirement for high frequency enhancement is further added, thereby reducing the frequency of using the small focus. In other words, even when the slice thickness is thin, a large focal point is used when capturing a low-frequency emphasized tomographic image, so the frequency of occurrence of a situation where a small focal point is used correspondingly decreases.
[0053]
The reduced frequency of using small focal points reduces the frequency of competing with the mAs limit and also reduces the frequency of stopping scans due to x-ray tube cooling.
[0054]
Based on the transmitted X-ray data collected by such a scan, image reconstruction is performed in
[0055]
In addition, the slice thickness is also added to the determination condition in
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to realize an X-ray CT apparatus with less restrictions on mAs and cooling even when the X-ray focal point is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an X-ray detector.
FIG. 3 is a schematic diagram of an X-ray irradiation / detection apparatus.
FIG. 4 is a schematic diagram of an X-ray irradiation / detection apparatus.
FIG. 5 is a schematic diagram of an X-ray irradiation / detection apparatus.
FIG. 6 is a diagram of a gain profile of a spatial frequency enhancement function.
FIG. 7 is a flowchart of the operation of the apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of focus setting.
[Explanation of symbols]
2 Scanning
Claims (11)
前記獲得した透過X線データに基づいて前記対象の断層像を再構成する断層像再構成手段と、
前記断層像再構成手段の断層像再構成条件に応じて前記X線ビームの焦点の大きさを調節する焦点調節手段と、
を具備することを特徴とするX線CT装置。An X-ray irradiation apparatus that irradiates a fan-shaped X-ray beam from a focal point having a variable size, and a plurality of X-ray detection elements arranged in the direction of expansion of the fan-shaped X-ray beam so as to sandwich an object to be imaged Transmission X-ray data acquisition means for acquiring transmission X-ray data of a plurality of views for the object by rotating an X-ray irradiation / detection apparatus having an X-ray detection apparatus facing the X-ray irradiation apparatus around the object to be imaged When,
Tomographic image reconstruction means for reconstructing the tomographic image of the object based on the acquired transmitted X-ray data;
A focus adjustment means for adjusting the magnitude of the focal point of the X-ray beam in accordance with the tomographic image reconstruction conditions of the tomographic image reconstruction means,
An X-ray CT apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。The tomographic reconstruction conditions are related to spatial frequency enhancement.
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。The focus adjusting means reduces the focus when the spatial frequency emphasis is high frequency emphasis;
The X-ray CT apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。The focus adjusting means increases the focus when the spatial frequency emphasis is low-frequency emphasis;
The X-ray CT apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2に記載のX線CT装置。The focus adjusting means reduces the focus when the spatial frequency emphasis is high frequency emphasis and increases the focus when the low frequency emphasis is;
The X-ray CT apparatus according to claim 2.
前記獲得した透過X線データに基づいて前記対象の断層像を再構成する断層像再構成手段と、
前記X線ビームの厚みおよび前記断層像再構成手段の断層像再構成条件に応じて前記X線ビームの焦点の大きさを調節する焦点調節手段と、を具備することを特徴とするX線CT装置。An X-ray irradiation apparatus that irradiates a fan-shaped X-ray beam having a variable thickness from a focal point having a variable size, and a plurality of X-ray detection elements arranged in the direction of expansion of the fan-shaped X-ray beam. Transmission X-ray X-ray irradiating / detecting device having an X-ray irradiating device facing the X-ray irradiating device across the object is rotated around the object to be imaged to obtain transmission X-ray data of a plurality of views for the object Line data acquisition means;
Tomographic image reconstruction means for reconstructing the tomographic image of the object based on the acquired transmitted X-ray data;
X-ray CT which is characterized by comprising: a focus adjustment means for adjusting the magnitude of the focal point of the X-ray beam in accordance with the tomographic image reconstruction conditions of the thickness and the tomographic image reconstruction means of the X-ray beam apparatus.
ことを特徴とする請求項8に記載のX線CT装置。The tomographic reconstruction conditions are related to spatial frequency enhancement.
The X-ray CT apparatus according to claim 8 .
ことを特徴とする請求項9に記載のX線CT装置。The focus adjusting means reduces the focus when the spatial frequency enhancement is high-frequency enhancement and increases the focus when low-frequency enhancement is performed regardless of the thickness of the X-ray beam.
The X-ray CT apparatus according to claim 9 .
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