JP5019879B2 - X-ray CT apparatus, image processing program, and image processing method - Google Patents

X-ray CT apparatus, image processing program, and image processing method Download PDF

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Description

本発明は、X線CT装置に係り、特に、2次元X線検出器による回転撮影データから3次元的X線CT像を再構成するのに有効な技術に関するものである。本出願は、日本国特許法に基づく特許出願特願第2004―262671号に基づくパリ優先権主張を伴う出願であり、特願第2004―262671号の利益を享受するために参照による援用を受ける出願である。   The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and more particularly to a technique effective for reconstructing a three-dimensional X-ray CT image from rotational imaging data obtained by a two-dimensional X-ray detector. This application is a patent application claiming priority based on Japanese Patent Application No. 2004-262671 based on the Japanese Patent Law, and is incorporated by reference in order to enjoy the benefits of Japanese Patent Application No. 2004-262671. It is an application.

従来のコーンビームX線CT装置は、X放射状のX線を被写体に照射するX線源と該X線源に対向配置され被写体を透過した透過X線強度画像を撮影する撮像手段とを備える撮影系と、該撮影系を被写体の周囲に回転させる回転手段と、透過X線強度画像から被写体の再構成像を再構成する再構成手段と、撮影系の回転中心軸を透過X線強度画像上に投影した位置である回転中心軸投影位置を変化させる回転中心軸投影位置設定手段とを具備し、回転中心軸投影位置設定手段が設定した回転中心軸投影位置を用いて再構成した再構成像のコントラストに基づいて、撮影系の回転中心軸投影位置を推定し、推定された回転中心軸投影位置で再構成された再構成像から前記被写体のX線断層像又は/及びX線3次元像を生成し、そのX線断層像又は/及びX線3次元像を表示する。(例えば、特許文献1)
上記特許文献1では、X線源−2次元X線検出器の空間位置が変位しない前提での撮影系の回転中心軸投影位置が推定されている。
特開2000-201918号公報。
A conventional cone beam X-ray CT apparatus includes an X-ray source that irradiates a subject with X-radiating X-rays and an imaging unit that is disposed opposite to the X-ray source and that captures a transmitted X-ray intensity image that has passed through the subject. A rotation unit for rotating the imaging system around the subject, a reconstruction unit for reconstructing a reconstructed image of the subject from the transmission X-ray intensity image, and a rotation center axis of the imaging system on the transmission X-ray intensity image A rotation center axis projection position setting unit that changes a rotation center axis projection position that is a position projected onto the image, and a reconstructed image reconstructed using the rotation center axis projection position set by the rotation center axis projection position setting unit The rotation center axis projection position of the imaging system is estimated based on the contrast of the X-ray image, and the X-ray tomographic image and / or the X-ray three-dimensional image of the subject from the reconstructed image reconstructed at the estimated rotation center axis projection position. X-ray tomogram or / And displaying the X-ray three-dimensional image. (For example, Patent Document 1)
In Patent Document 1, the rotation center axis projection position of the imaging system is estimated on the assumption that the spatial position of the X-ray source-2D X-ray detector is not displaced.
JP 2000-201918 A.

しかしながら、上記特許文献1では、回転撮影中にX線源−2次元X線検出器の空間位置が重力や遠心力の影響により変位するX線CT装置(例えば、C型アームのX線CT装置)に対して3次元的X線CT像を正確に結像させるための手法について配慮されていない。   However, in Patent Document 1, an X-ray CT apparatus (for example, an X-ray CT apparatus of a C-arm) in which the spatial position of an X-ray source-2D X-ray detector is displaced by the influence of gravity or centrifugal force during rotational imaging. However, no consideration is given to a method for accurately forming a three-dimensional X-ray CT image.

本発明の目的は、X線源−2次元X線検出器の空間位置が回転によって変位するX線CT装置においても、3次元的X線CT像を結像することが可能なX線CT装置を提供することにある。   An object of the present invention is an X-ray CT apparatus capable of forming a three-dimensional X-ray CT image even in an X-ray CT apparatus in which the spatial position of an X-ray source-2D X-ray detector is displaced by rotation. Is to provide.

本発明のX線CT装置は、被検体にX線を照射するX線源と、前記X線源に対向して配置され、前記被検体を透過した前記X線を検出して前記被検体のX線画像データを出力するX線検出器と、前記X線源及び前記X線検出器を、所定の角度毎に回転移動させる回転手段と、前記所定の角度毎に、前記X線源及び前記X線検出器の空間位置の変位量を算出し、前記X線画像データに対して前記変位量に基づいた位置修正をするための空間変位量補正情報を生成する空間変位量補正情報生成手段と、前記空間変位量補正情報に基づいて前記X線画像データを位置修正し、位置修正後の前記X線画像データに基づいて画像再構成演算を行い、前記被検体のX線CT像を生成する画像再構成手段と、を備えることを特徴とする。   An X-ray CT apparatus of the present invention is arranged to face an X-ray source that irradiates a subject with X-rays, and to detect the X-ray transmitted through the subject to detect the subject. An X-ray detector for outputting X-ray image data; a rotating means for rotating the X-ray source and the X-ray detector by a predetermined angle; and the X-ray source and the X-ray source for each predetermined angle. Spatial displacement correction information generating means for calculating a displacement of the spatial position of the X-ray detector and generating spatial displacement correction information for correcting the position of the X-ray image data based on the displacement; The position of the X-ray image data is corrected based on the spatial displacement correction information, and an image reconstruction calculation is performed based on the position-corrected X-ray image data to generate an X-ray CT image of the subject. Image reconstructing means.

また、本発明に係る画像処理プログラムは、X線CT装置に備えられたX線源及び前記X線検出器を所定の角度毎に回転させたときに生じる前記X線源及び前記X線検出器の空間位置の変位量を算出して、前記X線CT装置から取得したX線画像データに対して前記変位量に基づいた位置修正をするための空間変位量補正情報を生成する空間変位量補正情報生成ステップと、前記X線CT装置が被検体を撮影して得たX線画像データを読み込む読込ステップと、前記空間変位量補正情報に基づいて前記X線画像データを位置修正し、そのX線画像データに基づいて画像再構成演算を行い、前記被検体のX線CT像を生成する画像再構成ステップと、前記X線CT像を表示する表示ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   The image processing program according to the present invention includes the X-ray source and the X-ray detector that are generated when the X-ray source and the X-ray detector provided in the X-ray CT apparatus are rotated at predetermined angles. A spatial displacement correction for generating a spatial displacement correction information for correcting a position based on the displacement for the X-ray image data acquired from the X-ray CT apparatus An information generation step, a reading step for reading X-ray image data obtained by imaging the subject by the X-ray CT apparatus, and a position correction of the X-ray image data based on the spatial displacement correction information. An image reconstruction calculation is performed based on line image data, and an image reconstruction step for generating an X-ray CT image of the subject and a display step for displaying the X-ray CT image are executed by a computer. And

また、本発明に係る画像処理方法は、X線CT装置に備えられたX線源及び前記X線検出器を所定の角度毎に回転させたときに生じる前記X線源及び前記X線検出器の空間位置の変位量を算出して、前記X線CT装置から取得したX線画像データに対して前記変位量に基づいた位置修正をするための空間変位量補正情報を生成する空間変位量補正情報生成ステップと、前記X線CT装置が被検体を撮影して得たX線画像データを読み込む読込ステップと、前記空間変位量補正情報に基づいて前記X線画像データを位置修正し、そのX線画像データに基づいて画像再構成演算を行い、前記被検体のX線CT像を生成する画像再構成ステップと、前記X線CT像を表示する表示ステップと、を含むことを特徴とする。   The image processing method according to the present invention includes the X-ray source and the X-ray detector that are generated when the X-ray source and the X-ray detector provided in the X-ray CT apparatus are rotated at predetermined angles. A spatial displacement correction for generating a spatial displacement correction information for correcting a position based on the displacement for the X-ray image data acquired from the X-ray CT apparatus An information generation step, a reading step for reading X-ray image data obtained by imaging the subject by the X-ray CT apparatus, and a position correction of the X-ray image data based on the spatial displacement correction information. An image reconstruction operation is performed based on line image data to generate an X-ray CT image of the subject, and a display step to display the X-ray CT image.

本発明によれば、X線源−2次元X線検出器の空間位置が変位するX線CT装置においても3次元的X線CT像を結像することができる。   According to the present invention, a three-dimensional X-ray CT image can be formed even in an X-ray CT apparatus in which the spatial position of the X-ray source-2D X-ray detector is displaced.

本発明を適用したC型アーム方式のコーンビームX線CT装置1の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a C-arm type cone beam X-ray CT apparatus 1 to which the present invention is applied. FIG. 画像歪み補正テーブルの生成に使用されるホールチャート18を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the hole chart 18 used for the production | generation of an image distortion correction table. ワイヤー状ファントム50が、ファントム保持体50aを用いて寝台17上に載置され、回転撮影される状態を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the state by which the wire-like phantom 50 is mounted on the bed 17 using the phantom holding body 50a, and is rotationally imaged. 図3のファントムを寝台に載置した状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which mounted the phantom of FIG. 3 on the bed. 2次元X線検出器12で収集されたワイヤー状ファントム50のファントム投影像35を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a phantom projection image 35 of a wire phantom 50 collected by a two-dimensional X-ray detector 12. FIG. 本発明の実施の形態における幾何学パラメータ計算手段300が、幾何学パラメータ計算処理を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in which the geometric parameter calculation means 300 in embodiment of this invention performs a geometric parameter calculation process. 回転中心軸の投影が+u方向に誤差を持つ場合のワイヤー再構成断面像について示した図である。It is the figure shown about the wire reconstruction cross-sectional image when the projection of a rotation center axis | shaft has an error in + u direction. 回転中心軸の投影が−u方向に誤差を持つ場合のワイヤー再構成断面像について示した図である。It is the figure shown about the wire reconstruction cross-sectional image in case the projection of a rotation center axis | shaft has an error in -u direction. 回転中心軸投影位置決定手段350が、回転中心軸投影位置を決定する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in which the rotation center axis projection position determination means 350 determines a rotation center axis projection position. X線源−2次元X線検出器の空間変位が残る場合のワイヤー再構成断面像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a wire reconstruction cross-sectional image in case the spatial displacement of an X-ray source-two-dimensional X-ray detector remains. 空間変位量補正情報生成手段380が、空間変位量補正情報を生成する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in which the space displacement amount correction information generation means 380 generates space displacement amount correction information. 空間変位量補正情報を生成するための幾何学的計算を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the geometric calculation for producing | generating spatial displacement amount correction information. 回転中心軸投影位置とX線源−2次元X線検出器の空間変位量の補正が完了し、ワイヤー再構成断面像が1点に結像した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a state in which the correction of the rotation center axis projection position and the spatial displacement amount of the X-ray source-two-dimensional X-ray detector is completed, and the wire reconstruction cross-sectional image is formed at one point. 本発明の第二の実施形態を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態を説明するための概念図であって、寝台17の裏面にコントラストの高いワイヤー線70が固定されている状態を示す。It is a conceptual diagram for demonstrating 2nd embodiment of this invention, Comprising: The state with which the wire wire 70 with high contrast is being fixed to the back surface of the bed 17 is shown. 本発明の第二の実施形態における位置合わせ再構成手段400が、位置合わせ再構成処理を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure in which the alignment reconstruction means 400 in 2nd embodiment of this invention performs an alignment reconstruction process. 図16に示された一処理であるワイヤー抽出処理の詳細な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed procedure of the wire extraction process which is one process shown by FIG. 本発明を適用したC型アーム方式のコーンビームX線CT装置1bであって、DSAに適用したコーンビームX線CT装置1bの概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a C-arm type cone beam X-ray CT apparatus 1b to which the present invention is applied, which is applied to DSA. 本発明の第三の実施形態における位置合わせDSA再構成手段500が、位置合わせDSA再構成処理を行う手順を示す、第一のフローチャートである。It is a 1st flowchart which shows the procedure in which the alignment DSA reconstruction means 500 in 3rd embodiment of this invention performs an alignment DSA reconstruction process. 本発明の第三の実施形態における位置合わせDSA再構成手段500が、位置合わせDSA再構成処理を行う手順を示す、第二のフローチャートである。It is a 2nd flowchart which shows the procedure in which the alignment DSA reconstruction means 500 in 3rd embodiment of this invention performs an alignment DSA reconstruction process. 本発明を適用したC型アーム方式のコーンビームX線CT装置1cであって、FPDを用いた2次元X線検出器を備えたコーンビームX線CT装置1cの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a cone-beam X-ray CT apparatus 1c that is a C-arm type cone-beam X-ray CT apparatus 1c to which the present invention is applied and that includes a two-dimensional X-ray detector using an FPD. .

符号の説明Explanation of symbols

1…コーンビームX線CT装置、10…撮影部、11…X線源、11t…X線管、11c…コリメータ、12…2次元X線検出器、12i…X線イメージインテンシファイア、12c…テレビカメラ、12f…フラットパネルディテクター(FPD)、13…C型アーム、14…C型アーム保持体、15…天井支持体、16…天井レール、17…寝台、18…ホールチャート、18h…ホール、20…制御演算部、30…回転軌道面(ミッドプレーン)、31…回転中心軸、32…回転中心、33…回転中心軸のX線入射面への投影、35…ファントム投影像、40…被検体、50…ワイヤー状ファントム、50a…ファントム保持体、51…幾何学的に正しいワイヤー投影位置、52…シフトしたワイヤー投影位置、53…ワイヤー再構成像、54…回転中心軸の投影が+u方向に誤差を持つ場合のワイヤー再構成断面像、55…回転中心軸の投影が−u方向に誤差を持つ場合のワイヤー再構成断面像、56…X線源11−2次元X線検出器12の空間変位が残る場合のワイヤー再構成断面像、56a…基準ワイヤー再構成像、57…ワイヤー再構成点を固定した後の再構成断面像、65…変位量、70…患者ベッドの裏側に配置した高コントラストのワイヤー線、80…表示装置、90…入力装置、100…撮影部制御手段、101…撮影系回転制御手段、102…撮影系位置制御手段、103…X線照射制御手段、104…寝台制御手段、105…検出系制御手段、110…画像収集手段、200…再構成手段、201…前処理手段、202…画像歪み補正手段、203…フィルタリング手段、204…逆投影手段、210…画像表示手段、300…幾何学パラメータ計算手段、320…画像歪み補正テーブル生成手段、330…画像歪み補正テーブル格納手段、350…回転中心軸投影位置決定手段、380…空間変位量補正情報生成手段、390…空間変位量補正情報格納手段、400…位置合わせ再構成手段、410…ワイヤー抽出手段、500…位置合わせDSA再構成手段、540…差分手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cone beam X-ray CT apparatus, 10 ... Imaging | photography part, 11 ... X-ray source, 11t ... X-ray tube, 11c ... Collimator, 12 ... Two-dimensional X-ray detector, 12i ... X-ray image intensifier, 12c ... TV camera, 12f ... Flat panel detector (FPD), 13 ... C-type arm, 14 ... C-type arm holder, 15 ... Ceiling support, 16 ... Ceiling rail, 17 ... Sleeper, 18 ... Hall chart, 18h ... Hall, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Control calculating part, 30 ... Rotation track surface (midplane), 31 ... Rotation center axis, 32 ... Rotation center, 33 ... Projection of rotation center axis to X-ray entrance plane, 35 ... Phantom projection image, 40 ... Cover Specimen 50 ... Wire phantom 50a ... Phantom holder 51 ... Geometrically correct wire projection position 52 ... Shifted wire projection position 53 ... Wire reconstruction 54 ... Wire reconstruction sectional image when projection of rotation center axis has error in + u direction, 55 ... Wire reconstruction sectional image when projection of rotation center axis has error in -u direction, 56 ... X-ray Wire reconstruction cross-sectional image when spatial displacement of the source 11-2D X-ray detector 12 remains, 56a ... reference wire reconstruction image, 57 ... reconstruction cross-sectional image after fixing the wire reconstruction point, 65 ... displacement 70: High contrast wire arranged on the back side of the patient bed, 80 ... Display device, 90 ... Input device, 100 ... Imaging unit control means, 101 ... Imaging system rotation control means, 102 ... Imaging system position control means, DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 ... X-ray irradiation control means 104 ... Bed control means 105 ... Detection system control means 110 ... Image collection means 200 ... Reconstruction means 201 ... Pre-processing means 202 ... Image distortion correction means 203 ... F Filtering means, 204 ... back projection means, 210 ... image display means, 300 ... geometric parameter calculation means, 320 ... image distortion correction table generation means, 330 ... image distortion correction table storage means, 350 ... rotation center axis projection position determination means 380: Spatial displacement correction information generating means, 390: Spatial displacement correction information storing means, 400: Position reconstruction means, 410: Wire extraction means, 500 ... Position DSA reconstruction means, 540: Difference means

以下、添付図面に従って本発明に係るX線CT装置の好ましい実施の形態について詳説する。
<第一実施形態>
図1は、本発明を適用したC型アーム方式のコーンビームX線CT装置1であって、X線イメージインテンシファイア12iと、X線イメージインテンシファイア12iによる可視光像を撮影するテレビカメラ12cとからなるX線検出器を備えたX線CT装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、画像歪み補正テーブルの生成に使用されるホールチャート18を示す概念図である。
Hereinafter, preferred embodiments of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 is a C-arm type cone beam X-ray CT apparatus 1 to which the present invention is applied, which is an X-ray image intensifier 12i and a television camera for taking a visible light image by the X-ray image intensifier 12i. It is a block diagram which shows schematic structure of the X-ray CT apparatus provided with the X-ray detector which consists of 12c. FIG. 2 is a conceptual diagram showing a hall chart 18 used for generating an image distortion correction table.

図1及び図1aのコーンビームX線CT装置1は、被検体40に対してX線を照射し、被検体40のX線透過画像を撮影してX線画像データを得る撮影部10と、撮影部10の各構成要素を制御したり、X線画像データに基づいて被検体40の3次元的X線CT像を再構成したりする制御演算部20とを備える。また、画像を表示する表示装置80と、表示装置80に表示された画像の位置を移動するための指示を入力するためのトラックボールやマウスからなる入力装置90とを備える。   The cone beam X-ray CT apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 1a is configured to irradiate a subject 40 with X-rays, capture an X-ray transmission image of the subject 40, and obtain X-ray image data. And a control arithmetic unit 20 that controls each component of the imaging unit 10 and reconstructs a three-dimensional X-ray CT image of the subject 40 based on X-ray image data. In addition, the display device 80 includes an image display device 80 and an input device 90 including a trackball and a mouse for inputting an instruction for moving the position of the image displayed on the display device 80.

(撮影部10)
撮影部10は、被検体40を載せる寝台17と、寝台17に載せられた被検体40にX線を照射するX線源11と、X線源11に対向する位置に設置され、被検体40を透過したX線を検出することによりX線画像データを出力する2次元X線検出器12と、X線源11及び2次元X線検出器12を機械的に接続するC型アーム13とを備える。また撮影部10は、C型アーム13を保持するC型アーム保持体14と、C型アーム保持体14を天井に取り付ける天井支持体15と、天井支持体15を図1の状態で、前後左右の2次元方向に移動可能に支持する天井レール16とを備える。
(Shooting unit 10)
The imaging unit 10 is installed on a bed 17 on which the subject 40 is placed, an X-ray source 11 that irradiates the subject 40 placed on the bed 17 with X-rays, and a position facing the X-ray source 11. A two-dimensional X-ray detector 12 that outputs X-ray image data by detecting X-rays transmitted through the X-ray, and a C-type arm 13 that mechanically connects the X-ray source 11 and the two-dimensional X-ray detector 12. Prepare. In addition, the photographing unit 10 includes a C-type arm holding body 14 for holding the C-type arm 13, a ceiling support 15 for attaching the C-type arm holding body 14 to the ceiling, and the ceiling support 15 in the state of FIG. And a ceiling rail 16 that is movably supported in the two-dimensional direction.

X線源11は、X線を発生するX線管11tと、X線管11tからのX線照射の方向を円錐または四角錐状に制御するコリメータ11cとを備える。   The X-ray source 11 includes an X-ray tube 11t that generates X-rays, and a collimator 11c that controls the direction of X-ray irradiation from the X-ray tube 11t in a cone or quadrangular pyramid shape.

2次元X線検出器12は、X線透過像を可視光像に変換するX線イメージインテンシファイア12iと、X線イメージインテンシファイア12iによる可視光像を撮影するテレビカメラ12cとを備える。なお図1のX線CT装置、2次元X線検出器12は、X線イメージインテンシファイア12i及びテレビカメラ12cを備えるが、第四実施形態に記載したように、2次元X線検出器12は、TFT素子を用いるフラットパネルディテクター(FPD)等に置き換えてもよい。   The two-dimensional X-ray detector 12 includes an X-ray image intensifier 12i that converts an X-ray transmission image into a visible light image, and a television camera 12c that captures a visible light image by the X-ray image intensifier 12i. The X-ray CT apparatus of FIG. 1 and the two-dimensional X-ray detector 12 include an X-ray image intensifier 12i and a television camera 12c. As described in the fourth embodiment, the two-dimensional X-ray detector 12 is provided. May be replaced with a flat panel detector (FPD) or the like using a TFT element.

上記C型アーム13は、被検体40の撮影に際して、所定の投影角度毎に回転中心軸31を中心として回転移動する。これにより、上記X線源11及び2次元X線検出器12は、ほぼ同一の円軌道上で回転移動しながら、X線撮影を行う。この回転移動については、画像再構成演算に使用される幾何学パラメータが存在する。すなわち、C型アーム13が回転移動することにより、X線源11と2次元X線検出器12とが描く円軌道を含む面である回転軌道面(ミッドプレーン)30と、回転中心軸31、及び回転中心軸31と回転軌道面30との交点である回転中心32である。   The C-arm 13 rotates around the rotation center axis 31 at every predetermined projection angle when the subject 40 is imaged. Thereby, the X-ray source 11 and the two-dimensional X-ray detector 12 perform X-ray imaging while rotating and moving on substantially the same circular orbit. For this rotational movement, there are geometric parameters used for the image reconstruction operation. That is, as the C-arm 13 rotates, a rotation orbit plane (midplane) 30 that includes a circular orbit drawn by the X-ray source 11 and the two-dimensional X-ray detector 12, a rotation center axis 31, And a rotation center 32 that is an intersection of the rotation center axis 31 and the rotation track surface 30.

これらの幾何学パラメータは、原理的には、撮影部10の設計データから定まるが、実際的には撮影部10の制作誤差や部材の変形に起因して、個々のコーンビームX線CT装置1に固有の値となる。   These geometric parameters are determined in principle from the design data of the imaging unit 10, but actually, due to production errors of the imaging unit 10 and deformation of members, individual cone beam X-ray CT apparatuses 1 are used. It is a value specific to.

(制御演算部20)
制御演算部20は、撮影部10を制御する撮影部制御手段100と、撮影部10が出力したX線画像データを収集して格納する画像収集手段110と、収集されたX線画像データに基づいて3次元的X線CT像を再構成する再構成手段200と、撮影部10の機械的製作上の誤差を数値的に表わし、再構成手段200における3次元再構成の際に補正データとして用いる幾何学パラメータを求めるための幾何学パラメータ計算手段300とを備える。更に、再構成手段200で生成した3次元的X線CT像を表示する画像表示手段210を備える。
(Control operation unit 20)
The control calculation unit 20 is based on the imaging unit control unit 100 that controls the imaging unit 10, the image collection unit 110 that collects and stores the X-ray image data output by the imaging unit 10, and the collected X-ray image data. The reconstructing means 200 for reconstructing a three-dimensional X-ray CT image and an error in mechanical production of the imaging unit 10 are numerically expressed and used as correction data when the reconstructing means 200 performs three-dimensional reconstruction. Geometric parameter calculation means 300 for obtaining geometric parameters. Furthermore, an image display unit 210 that displays a three-dimensional X-ray CT image generated by the reconstruction unit 200 is provided.

撮影部制御手段100は、C型アーム13が、回転中心軸31の回りを回転する(以下、「プロペラ回転」という。)回転移動を制御する撮影系回転制御手段101と、天井支持体15の天井レール16上での位置を制御してC型アーム13の被検体40に対する位置を2次元的に制御する撮影系位置制御手段102とを備える。更に撮影部制御手段100は、X線管11tに流す管電流のON、OFF等を制御するX線照射制御手段103と、寝台17の位置を制御して被検体40の位置を調整するための寝台制御手段104と、2次元X線検出器12によるX線透過像の撮影を制御する検出系制御手段105とを備える。   The imaging unit control unit 100 includes an imaging system rotation control unit 101 that controls the rotational movement of the C-arm 13 around the rotation center axis 31 (hereinafter referred to as “propeller rotation”), and the ceiling support 15. An imaging system position control means 102 is provided for controlling the position of the C-arm 13 relative to the subject 40 in a two-dimensional manner by controlling the position on the ceiling rail 16. Further, the imaging unit control means 100 adjusts the position of the subject 40 by controlling the position of the bed 17 and the X-ray irradiation control means 103 that controls ON / OFF of the tube current flowing through the X-ray tube 11t. A couch control unit 104 and a detection system control unit 105 that controls imaging of an X-ray transmission image by the two-dimensional X-ray detector 12 are provided.

(再構成手段200)
再構成手段200は、前処理手段201と、画像歪み補正手段202と、フィルタリング手段203と、逆投影手段204とを備える。
(Reconstruction means 200)
The reconstruction unit 200 includes a preprocessing unit 201, an image distortion correction unit 202, a filtering unit 203, and a back projection unit 204.

前処理手段201は、画像収集手段110が収集したX線画像データをX線吸収係数の分布像に変換するための手段である。本実施の形態では、まず、被検体40及び寝台17を撮影視野内に配置しない状態で予め撮影された空気のX線透過像の各画素データに対して自然対数変換演算を施す。次に被検体40を寝台17に載せた状態で撮影したX線透過像の各画素データに対して自然対数変換演算を施す。上記2つのX線透過画像の差分を取ることにより、被検体40及び寝台17のX線吸収係数の分布像を得る。   The preprocessing means 201 is means for converting the X-ray image data collected by the image collection means 110 into an X-ray absorption coefficient distribution image. In the present embodiment, first, a natural logarithmic conversion operation is performed on each pixel data of an X-ray transmission image of air that has been captured in advance without the subject 40 and the bed 17 being placed in the field of view. Next, a natural logarithmic conversion operation is performed on each pixel data of an X-ray transmission image taken with the subject 40 placed on the bed 17. By taking the difference between the two X-ray transmission images, an X-ray absorption coefficient distribution image of the subject 40 and the bed 17 is obtained.

画像歪み補正手段202は、前処理手段201が生成したX線吸収係数の分布像の画像歪みを補正する。この画像歪みは、X線イメージインテンシファイア12iによってX線透過像を可視光像に変換する際に生ずる画像歪みであり、後述する画像歪み補正テーブル格納手段330により格納されている画像歪み補正テーブルを用いて、前処理手段201で得られたX線吸収係数の分布像の画像歪みを補正する。   The image distortion correction unit 202 corrects the image distortion of the X-ray absorption coefficient distribution image generated by the preprocessing unit 201. This image distortion is an image distortion generated when an X-ray transmission image is converted into a visible light image by the X-ray image intensifier 12i, and is stored in an image distortion correction table storage unit 330 described later. Is used to correct the image distortion of the X-ray absorption coefficient distribution image obtained by the pre-processing means 201.

フィルタリング手段203は、X線CT画像再構成におけるフィルタリング処理を行う。   The filtering unit 203 performs a filtering process in X-ray CT image reconstruction.

逆投影手段204は、フィルタリング処理後のX線画像データに基づいて逆投影演算を行い、3次元的X線CT像を生成する。逆投影手段204は、フィルタリング処理後の各々のX線画像データ(各投影角度から撮影したX線画像データ)に対し、空間変位量補正情報に基づいてX線源とX線検出器との空間変位量を補正をする。次に、逆投影手段204は、各々のX線画像データに基づく投影像を生成する。そして、逆投影手段204は、この投影像を逆投影演算してX線CT像を生成する。   The back projection means 204 performs a back projection operation based on the X-ray image data after the filtering process, and generates a three-dimensional X-ray CT image. The back projection means 204 applies the space between the X-ray source and the X-ray detector based on the spatial displacement correction information for each X-ray image data after filtering processing (X-ray image data taken from each projection angle). Correct the displacement. Next, the back projection unit 204 generates a projection image based on each X-ray image data. Then, the back projection unit 204 performs a back projection operation on the projection image to generate an X-ray CT image.

また、逆投影手段204は、フィルタリング処理後の各々のX線画像データから投影像を生成する。次に、逆投影手段204は、この投影像に対して空間変位量補正情報に基づいてX線源とX線検出器との空間変位量を補正する。そして、逆投影手段204は、補正後の投影像を逆投影演算してX線CT像を生成してもよい。   Further, the back projection unit 204 generates a projection image from each X-ray image data after the filtering process. Next, the back projection unit 204 corrects the spatial displacement amount between the X-ray source and the X-ray detector based on the spatial displacement amount correction information for the projection image. Then, the back projection unit 204 may generate an X-ray CT image by performing a back projection operation on the corrected projection image.

(幾何学パラメータ計算手段300)
幾何学パラメータ計算手段300は、再構成手段200で画像再構成を行う際に必要となる幾何学パラメータを算出する手段である。幾何学パラメータ計算手段300が扱う幾何学パラメータは、回転軌道面30と、回転中心軸31と、X線イメージインテンシファイア12iによる画像歪みである。これらの幾何学パラメータを算出するために、幾何学パラメータ計算手段300は、画像歪み補正テーブル生成手段320と、画像歪み補正テーブル格納手段330と、回転中心軸投影位置決定手段350と、空間変位量補正情報生成手段380と、空間変位量補正情報格納手段390とを備える。上記した幾何学パラメータ計算手段300の各構成要素については、後述する。
(Geometric parameter calculation means 300)
The geometric parameter calculation unit 300 is a unit that calculates a geometric parameter required when the reconstruction unit 200 performs image reconstruction. The geometric parameters handled by the geometric parameter calculation means 300 are image distortions caused by the rotation orbital plane 30, the rotation center axis 31, and the X-ray image intensifier 12i. In order to calculate these geometric parameters, the geometric parameter calculation means 300 includes an image distortion correction table generation means 320, an image distortion correction table storage means 330, a rotation center axis projection position determination means 350, a spatial displacement amount. Correction information generation means 380 and spatial displacement correction information storage means 390 are provided. Each component of the geometric parameter calculation means 300 will be described later.

画像歪み補正テーブル生成手段320は、上述の画像歪み補正手段202で使用する画像歪み補正テーブルを、図2に示すホールチャート18を用いて生成する。図2のホールチャート18は、X線を吸収し易い材料で形成した板材に、格子状配列で多数の小さなホール18hを穿設して形成される。画像歪み補正テーブルを生成するには、まず、X線イメージインテンシファイア12iのX線入射面にホールチャート18を固定し、このホールチャート18のX線透過像(以下「ホールチャート歪み投影像」という。)を撮影する。次に、前処理手段201が、ホールチャート歪み投影像に前処理を行う。そして、ホールチャート歪み投影像における各ホール18hの投影位置を検出する。次に、ホールチャート18が歪みなくX線入射面に投影された場合を仮想した各ホール18hの仮想投影位置を演算する。そして、検出した各ホール18hの投影位置が、仮想投影位置に一致するように変換する計算をホール18h毎に行い、画像歪み補正テーブルを生成する。FPDの場合は、画像回転により検出器取付け角度を補正する。   The image distortion correction table generation means 320 generates an image distortion correction table used by the above-described image distortion correction means 202 using the hall chart 18 shown in FIG. The hole chart 18 of FIG. 2 is formed by drilling a number of small holes 18h in a lattice arrangement on a plate material formed of a material that easily absorbs X-rays. In order to generate the image distortion correction table, first, the hole chart 18 is fixed to the X-ray incident surface of the X-ray image intensifier 12i, and an X-ray transmission image of the hole chart 18 (hereinafter referred to as “hole chart distortion projection image”). Shoot.) Next, preprocessing means 201 preprocesses the whole chart distortion projection image. Then, the projection position of each hole 18h in the hall chart distortion projection image is detected. Next, the virtual projection position of each hole 18h is calculated assuming that the hole chart 18 is projected onto the X-ray incident surface without distortion. Then, a calculation for converting the detected projection position of each hole 18h so as to coincide with the virtual projection position is performed for each hole 18h, and an image distortion correction table is generated. In the case of FPD, the detector mounting angle is corrected by image rotation.

画像歪み補正テーブル格納手段330は、画像歪み補正テーブル生成手段320が生成した画像歪み補正テーブルを、磁気ディスク等に格納する。そして、画像歪み補正手段202がX線透過像の歪みを補正する際に、格納した画像歪み補正テーブルを読み出す。FPDの場合は、検出器取付け補正角を保存する。そしてFPDの場合は、X線透過像の回転を補正する際に、この補正角を読み出す。   The image distortion correction table storage unit 330 stores the image distortion correction table generated by the image distortion correction table generation unit 320 on a magnetic disk or the like. When the image distortion correction unit 202 corrects the distortion of the X-ray transmission image, the stored image distortion correction table is read out. In the case of FPD, the detector mounting correction angle is stored. In the case of FPD, this correction angle is read when correcting the rotation of the X-ray transmission image.

コーンビームX線CT装置1は、図3及び図4に示すように、指標体、例えば、ワイヤー状ファントム50のX線透過画像(以下「ファントム投影像」という)35を撮影し、ファントムX線画像データを出力する。   As shown in FIGS. 3 and 4, the cone beam X-ray CT apparatus 1 takes an X-ray transmission image (hereinafter referred to as “phantom projection image”) 35 of an index body, for example, a wire phantom 50, and phantom X-rays. Output image data.

回転中心軸投影位置決定手段350は、ファントムX線画像データに基づいて、ファントム投影像35の3次元的X線CT像を結像するために基準となる回転中心軸投影パラメータを決定する。回転中心軸投影位置決定手段350が、回転中心軸投影パラメータを決定する方法については後述する。   The rotation center axis projection position determining means 350 determines a rotation center axis projection parameter which is a reference for forming a three-dimensional X-ray CT image of the phantom projection image 35 based on the phantom X-ray image data. A method by which the rotation center axis projection position determination unit 350 determines the rotation center axis projection parameter will be described later.

空間変位量補正情報生成手段380は、投影角度毎に生ずるX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量を算出する。そして、回転中心軸投影位置決定手段350が決定した回転中心軸投影パラメータを用いてファントムX線画像データに対して画像再構成演算を行い、その結果得られるワイヤー状ファントム50の再構成された断面像(以下「ワイヤー再構成断面像」という。)を1点に結像させるための、空間変位量補正情報を生成する。   The spatial displacement correction information generating unit 380 calculates the spatial displacement amount of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 generated for each projection angle. Then, the image reconstruction calculation is performed on the phantom X-ray image data using the rotation center axis projection parameter determined by the rotation center axis projection position determining unit 350, and the reconstructed cross section of the wire phantom 50 obtained as a result is obtained. Spatial displacement correction information for forming an image (hereinafter referred to as “wire reconstructed cross-sectional image”) at one point is generated.

空間変位量補正情報格納手段390は、空間変位量補正情報生成手段380が生成した空間変位量補正情報を磁気ディスク等に格納する。そして、逆投影手段204がX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量を調整してX線画像データを補正する際に、格納した空間変位量補正情報を読み出す。   The spatial displacement correction information storage unit 390 stores the spatial displacement correction information generated by the spatial displacement correction information generation unit 380 on a magnetic disk or the like. When the back projection unit 204 adjusts the spatial displacement amount of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 to correct the X-ray image data, the stored spatial displacement amount correction information is read.

上記のC型アーム方式コーンビームX線CT装置1の仕様例は次のとおりである。X線管11tと回転中心軸31との距離は800mm、回転中心軸31と2次元X線検出器12のX線入射面、すなわちX線イメージインテンシファイア12iのX線入射面との距離は400mm、X線イメージインテンシファイア12iのX線入射面の大きさは400mmの円形状であって、画像サイズは1024×1024(走査線数)である。そして2次元X線検出器12のピッチは0.4mmである。 撮影系回転制御手段101は、2次元X線検出器12を、被検体40の左手の方向(−100°)から天井方向(0°)を通過し、被検体40の右手方向(+100°)まで移動させる、すなわち、X線管11tを被検体40の右手方向(+100°)から天井方向(0°)を通過し、被検体40の左手方向(−100°)まで移動させることにより、200度の投影角度にわたって被検体40の2次元X線透過画像が撮影される。C型アーム13の回転速度の代表例は1秒当たり40度で、スキャン時間は5秒である。   A specification example of the C-arm type cone beam X-ray CT apparatus 1 is as follows. The distance between the X-ray tube 11t and the rotation center axis 31 is 800 mm, and the distance between the rotation center axis 31 and the X-ray incident surface of the two-dimensional X-ray detector 12, that is, the X-ray incident surface of the X-ray image intensifier 12i is The size of the X-ray incident surface of the 400 mm X-ray image intensifier 12i is a circle of 400 mm, and the image size is 1024 × 1024 (the number of scanning lines). The pitch of the two-dimensional X-ray detector 12 is 0.4 mm. The imaging system rotation control means 101 passes through the two-dimensional X-ray detector 12 from the left hand direction (−100 °) of the subject 40 to the ceiling direction (0 °), and the right hand direction (+ 100 °) of the subject 40. That is, by moving the X-ray tube 11t from the right hand direction (+ 100 °) of the subject 40 through the ceiling direction (0 °) to the left hand direction (−100 °) of the subject 40, 200 A two-dimensional X-ray transmission image of the subject 40 is taken over a projection angle of degrees. A typical example of the rotational speed of the C-arm 13 is 40 degrees per second, and the scan time is 5 seconds.

次に、本実施形態のC型アーム方式コーンビームX線CT装置1による撮影における動作の概要について説明する。   Next, an outline of operations in imaging by the C-arm type cone beam X-ray CT apparatus 1 of the present embodiment will be described.

先ず撮影系回転制御手段101はC型アーム13のプロペラ回転を開始する。回転加速期間を経たのち、X線照射制御手段103は、X線管11tにX線を照射させる。検出系制御手段105はテレビカメラ12cによる可視光像の撮像を開始する。X線管11tから照射されたX線は、被検体40を透過した後、X線イメージインテンシファイア12iへ入射する。X線透過像はX線イメージインテンシファイア12iにより可視光像に変換され、テレビカメラ12cに取り込まれる。テレビカメラ12cは可視光像をビデオ信号に変換し、そのビデオ信号がA/D変換を経た後、デジタル信号からなる2次元のX線画像データとして画像収集手段110に記録される。テレビカメラ12cの撮影における標準走査モードは毎秒30フレーム、走査線数1024本である。回転角度ピッチは1.33度で、5秒間に150枚のX線透過像を取得する。200度の回転撮影が完了すると、X線照射制御手段103はX線管11tのX線照射を終了し、撮影系回転制御手段101は回転を停止する。   First, the imaging system rotation control means 101 starts the propeller rotation of the C-arm 13. After the rotation acceleration period, the X-ray irradiation control means 103 irradiates the X-ray tube 11t with X-rays. The detection system control means 105 starts capturing a visible light image by the television camera 12c. The X-ray irradiated from the X-ray tube 11t passes through the subject 40 and then enters the X-ray image intensifier 12i. The X-ray transmission image is converted into a visible light image by the X-ray image intensifier 12i and is taken into the television camera 12c. The television camera 12c converts a visible light image into a video signal. The video signal undergoes A / D conversion, and is then recorded in the image collecting unit 110 as two-dimensional X-ray image data including a digital signal. The standard scanning mode for photographing by the television camera 12c is 30 frames per second and 1024 scanning lines. The rotation angle pitch is 1.33 degrees, and 150 X-ray transmission images are acquired in 5 seconds. When 200-degree rotation imaging is completed, the X-ray irradiation control unit 103 ends X-ray irradiation of the X-ray tube 11t, and the imaging system rotation control unit 101 stops rotating.

再構成手段200は、以上のような撮影に並行し、あるいは撮影終了後に画像収集手段110から2次元のX線画像データを読み出し、このX線画像データに基づいて画像再構成演算を行い、被検体40の3次元的X線CT像の再構成演算を行う。画像表示手段210は、3次元的X線CT像を、CRT装置や液晶ディスプレイ装置等からなる表示装置80に表示する。なお画像表示手段210は、画像収集手段110に記録された2次元のX線画像データに基づき、2次元画像を表示してもよい。   The reconstruction unit 200 reads the two-dimensional X-ray image data from the image collection unit 110 in parallel with the above-described imaging or after the imaging is completed, performs an image reconstruction calculation based on the X-ray image data, Reconstruction calculation of a three-dimensional X-ray CT image of the specimen 40 is performed. The image display unit 210 displays a three-dimensional X-ray CT image on a display device 80 including a CRT device or a liquid crystal display device. Note that the image display unit 210 may display a two-dimensional image based on the two-dimensional X-ray image data recorded in the image collection unit 110.

次に、図3乃至6に基づいて、幾何学パラメータ計算手段300における処理の内容を説明する。図3は、ワイヤー状ファントム50が回転撮影される状態を説明するための概念図である。図4は、図3の状態を、寝台17からC型アーム13に向かって見た状態を示す概念図である。図5は、図3及び図4の回転撮影の結果得られたワイヤー状ファントム50のファントム投影像35を示す模式図である。図6は、幾何学パラメータ計算手段300が、幾何学パラメータ計算処理を行う手順を示すフローチャートである。以下、図6のステップ順に説明をする。   Next, the contents of processing in the geometric parameter calculation means 300 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a state in which the wire phantom 50 is rotated and photographed. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the state of FIG. 3 as viewed from the bed 17 toward the C-arm 13. FIG. 5 is a schematic diagram showing a phantom projection image 35 of the wire-like phantom 50 obtained as a result of the rotational shooting shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure in which the geometric parameter calculation unit 300 performs a geometric parameter calculation process. Hereinafter, description will be made in the order of steps in FIG.

(ステップS310)
ホールチャート18をX線イメージインテンシファイア12iのX線入射面に固定して回転撮影を行い、画像収集手段110により各投影角度におけるホールチャート歪み投影像の収集を行う(S310)。収集するホールチャート歪み投影像は、本実施形態の場合であれば上述のように150枚になる。
(Step S310)
The Hall chart 18 is fixed to the X-ray incident surface of the X-ray image intensifier 12i to perform rotational imaging, and the image collection means 110 collects a Hall chart distortion projection image at each projection angle (S310). In the case of this embodiment, the number of hall chart distortion projection images to be collected is 150 as described above.

(ステップS320)
画像歪み補正テーブル生成手段320は、ステップS310で得られた150枚のホールチャート歪み投影像に基づいて、画像歪み補正テーブルを生成する。
(Step S320)
The image distortion correction table generation unit 320 generates an image distortion correction table based on the 150 hole chart distortion projection images obtained in step S310.

(ステップS330)
画像歪み補正テーブル格納手段330は、ステップS320で生成された画像歪み補正テーブルを格納する(S330)。
(Step S330)
The image distortion correction table storage unit 330 stores the image distortion correction table generated in step S320 (S330).

(ステップS340)
ワイヤー状ファントム50の撮影を行う(S340)。図3に示すように、ファントム保持体50aを寝台17上に載置する。そして、ファントム保持体50aは、図3及び図4に示すように、ワイヤー状ファントム50を回転中心軸31にできるだけ近い位置に、寝台17から突出させて位置させる。そして、X線源11及び2次元X線検出器12は、ワイヤー状ファントム50の回転撮影を行い、ワイヤー状ファントム50のX線透過像を撮影し、ファントムX線画像データを出力する。このワイヤー状ファントム50のX線透過像には、ワイヤー状ファントム50の投影像であるファントム投影像35が含まれる。画像収集手段110は、ファントムX線画像データを収集する(S340)。図5に示すように、ファントム投影像35は、全ての投影角度において、回転中心軸31のX線入射面への投影33に近接した位置に表示される。ワイヤー状ファントム50の撮影が終了すると、ワイヤー状ファントム50及びワイヤー状ファントム保持体50aは、寝台17上から取り除かれる。
(Step S340)
The wire phantom 50 is photographed (S340). As shown in FIG. 3, the phantom holder 50 a is placed on the bed 17. And the phantom holding body 50a makes the wire-like phantom 50 project from the bed 17 at a position as close as possible to the rotation center axis 31, as shown in FIGS. Then, the X-ray source 11 and the two-dimensional X-ray detector 12 perform rotational imaging of the wire phantom 50, take an X-ray transmission image of the wire phantom 50, and output phantom X-ray image data. The X-ray transmission image of the wire phantom 50 includes a phantom projection image 35 that is a projection image of the wire phantom 50. The image collecting unit 110 collects phantom X-ray image data (S340). As shown in FIG. 5, the phantom projection image 35 is displayed at a position close to the projection 33 on the X-ray incident surface of the rotation center axis 31 at all projection angles. When shooting of the wire phantom 50 is completed, the wire phantom 50 and the wire phantom holder 50a are removed from the bed 17.

(ステップS350)
回転中心軸投影位置決定手段350は、ステップS340で収集されたファントムX線画像データに含まれるファントム投影像35を用い、3次元的X線CT像を結像するために基準となるような回転中心軸投影パラメータを決定する(S350)。計算の具体的な処理の詳細は、図7乃至9に基づいて後述する。なお、以下の処理では、回転軌道面(ミッドプレーン)30に限定したファントムX線画像データを用いた処理を行えば十分であり、こうすることで演算量を少なくすることができる。
(Step S350)
The rotation center axis projection position determining means 350 uses the phantom projection image 35 included in the phantom X-ray image data collected in step S340 and rotates it as a reference for forming a three-dimensional X-ray CT image. A central axis projection parameter is determined (S350). Details of specific processing of the calculation will be described later with reference to FIGS. In the following processing, it is sufficient to perform processing using phantom X-ray image data limited to the rotating orbital plane (midplane) 30. By doing so, the amount of calculation can be reduced.

(ステップS360)
ステップS350で回転中心軸投影パラメータを求める際に出力されたワイヤー再構成像53を用い、目標とするワイヤー再構成点を、最もコントラストの大きい1点(以下、「基準ワイヤー再構成像」という)に固定する。以下、基準ワイヤー再構成像56aに結像するように、投影角度ごとに生じるX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量を補正することに関する処理を行う。
(Step S360)
Using the wire reconstructed image 53 output when obtaining the rotation center axis projection parameter in step S350, the target wire reconstructed point is one point with the highest contrast (hereinafter referred to as “reference wire reconstructed image”). Secure to. Hereinafter, processing related to correcting the spatial displacement amount of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 generated at each projection angle so as to form an image on the reference wire reconstruction image 56a is performed.

(ステップS370)
ステップS340で収集されたファントムX線画像データに基づいて、各々のファントム投影像35に対して、ワイヤー状ファントム50の投影位置52を推定し、左右方向の座標(u)及び体軸方向の座標(v)の値で表される直線、あるいは投影位置52を表す直線と回転軌道面30の交点のu座標を求める(S370)。ここで、ファントム投影像35における投影位置52を推定するための方法としては、u軸方向に投影データのプロファイルをとり、その最小値、または不良データの混在による誤りを防ぐためu軸方向に隣接する数点の画像値の2階微分から求め、その極小値、をあてる方法などがある。さらに、u軸方向に平行な複数ラインで同様の処理を行い、ファントム投影像35における投影位置52の推定精度を上げることができる。ここで求めたワイヤー投影位置52は、次のステップS380において空間変位量補正情報を生成するために用いられる。
(Step S370)
Based on the phantom X-ray image data collected in step S340, the projection position 52 of the wire-like phantom 50 is estimated for each phantom projection image 35, and the coordinate (u) in the left-right direction and the coordinate in the body axis direction are estimated. The u-coordinate of the intersection point of the straight line represented by the value of (v) or the straight line representing the projection position 52 and the rotary orbital plane 30 is obtained (S370). Here, as a method for estimating the projection position 52 in the phantom projection image 35, a projection data profile is taken in the u-axis direction, and adjacent to the u-axis direction in order to prevent errors due to the minimum value or mixing of defective data. There are methods such as obtaining from the second-order differentiation of several image values and assigning the minimum value. Furthermore, the same processing can be performed on a plurality of lines parallel to the u-axis direction, and the estimation accuracy of the projection position 52 in the phantom projection image 35 can be increased. The wire projection position 52 obtained here is used to generate spatial displacement correction information in the next step S380.

(ステップS380)
投影角度ごとに生ずるX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量を補正して、ステップS350で求めた回転中心軸投影パラメータを用いて再構成するワイヤー状ファントム50の再構成断面像を1点に結像させるための、空間変位量補正情報を生成する(S380)。計算の具体的な処理の詳細は、図11及び12を用い後述する。
(Step S380)
The reconstructed cross section of the wire phantom 50 reconstructed by correcting the spatial displacement amount of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 generated for each projection angle and reconstructing using the rotation center axis projection parameter obtained in step S350. Spatial displacement correction information for forming an image at one point is generated (S380). Details of the specific processing of the calculation will be described later with reference to FIGS.

(ステップS390)
ステップS380で計算された空間変位量補正情報を空間変位量補正情報格納手段390に格納する(S390)。空間変位量補正情報格納手段390に格納された空間変位量補正情報は、逆投影手段204において、投影角度ごとに生ずるX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量を補正して、ワイヤー状ファントム50の再構成断面像を1点に結像させるために用いられる。
(Step S390)
The spatial displacement correction information calculated in step S380 is stored in the spatial displacement correction information storage means 390 (S390). The spatial displacement correction information stored in the spatial displacement correction information storage means 390 is obtained by correcting the spatial displacement of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 generated at each projection angle in the back projection means 204. This is used to form a reconstructed cross-sectional image of the wire phantom 50 at one point.

次に、図7乃至10に基づいて、本発明の特徴が含まれる回転中心軸投影位置決定手段350と、空間変位量補正情報生成手段380の詳細について説明する。図7及び図8は、回転中心軸投影パラメータの調整によりワイヤー再構成像53が結像していく様子を示す概念図、図9は、回転中心軸投影位置決定手段350における回転中心軸投影位置決定処理(ステップS350)のフローチャート、図10は、回転中心軸投影位置決定処理の結果得られるワイヤー再構成断面像を示す概念図である。   Next, the details of the rotation center axis projection position determining unit 350 and the spatial displacement correction information generating unit 380 including the features of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 are conceptual diagrams showing how the wire reconstructed image 53 is formed by adjusting the rotation center axis projection parameter, and FIG. 9 is a rotation center axis projection position in the rotation center axis projection position determining means 350. FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a wire reconstructed cross-sectional image obtained as a result of the rotation center axis projection position determination process.

まず、図7及び図8に基づいて、回転中心軸31の初期位置が異なっている場合に得られるワイヤー再構成像53について説明する。図7及び図8は被検体40の足方向からみたもので、簡単のためX線イメージインテンシファイア12i及びテレビカメラ12cのみを示し、他は省略した。X線イメージインテンシファイア12i及びテレビカメラ12cは、被検体40の左手の方向から、天井の方向を通過し、被検体40の右手の方向まで移動する。   First, the wire reconstruction image 53 obtained when the initial position of the rotation center shaft 31 is different will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7 and 8 are viewed from the foot direction of the subject 40. For simplicity, only the X-ray image intensifier 12i and the television camera 12c are shown, and the others are omitted. The X-ray image intensifier 12 i and the television camera 12 c move from the direction of the left hand of the subject 40 to the direction of the right hand of the subject 40 through the direction of the ceiling.

図7は、2次元X線検出器12上での回転中心軸31の投影が実際のワイヤー投影位置52(実線)を基準として+u方向に誤差を持つ場合に画像再構成処理をした結果を示す。この場合、ワイヤー状ファントム50の再構成断面像54は、一点に結像せず、図7に示すように右側に開いた半円状の弧を描き、その半径は投影位置の正しい位置(幾何学的に正しいワイヤー投影位置51:点線)からのずれに等しくなる
一方、図8は、2次元X線検出器12上での回転中心軸31の投影が実際のワイヤー投影位置52(実線)を基準として−u方向に誤差を持つ場合に画像再構成処理をした結果を示す。この場合、再構成断面像55は、一点に結像せず、左側に開いた半円状の弧を描き、その半径は投影位置の正しい位置(幾何学的に正しいワイヤー投影位置51:点線)からのずれに等しくなる。
FIG. 7 shows the result of image reconstruction processing when the projection of the rotation center axis 31 on the two-dimensional X-ray detector 12 has an error in the + u direction with reference to the actual wire projection position 52 (solid line). . In this case, the reconstructed cross-sectional image 54 of the wire phantom 50 does not form an image at one point, but draws a semicircular arc opened on the right side as shown in FIG. On the other hand, FIG. 8 shows that the projection of the rotation center axis 31 on the two-dimensional X-ray detector 12 shows the actual wire projection position 52 (solid line). The result of image reconstruction processing when there is an error in the -u direction as a reference is shown. In this case, the reconstructed cross-sectional image 55 does not form a single point, but draws a semicircular arc opened on the left side, and its radius is the correct position of the projection position (geometrically correct wire projection position 51: dotted line). Is equal to the deviation from

図7及び図8の再構成断面像54、55は、複数の半円から成るが、これは回転中心軸投影位置のずれの他に、各々のX線画像データにおいて、後述するX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量がある場合を想定して描かれているためである。   The reconstructed cross-sectional images 54 and 55 shown in FIGS. 7 and 8 are composed of a plurality of semicircles. In addition to the shift of the rotation center axis projection position, the X-ray source 11 described later is used for each X-ray image data. This is because it is drawn assuming that there is a spatial displacement amount of the two-dimensional X-ray detector 12.

次に、図9に基づいて、回転中心軸投影位置決定手段350が、回転中心軸投影位置を決定する手順を詳細に説明する。   Next, a procedure in which the rotation center axis projection position determination unit 350 determines the rotation center axis projection position will be described in detail with reference to FIG.

(ステップS351)
回転中心軸投影位置(以下、centerと称す)を初期位置(設計位置)に設定する(S351)。
(Step S351)
A rotation center axis projection position (hereinafter referred to as center) is set as an initial position (design position) (S351).

(ステップS352)
前処理手段201は、ステップS340で収集されたファントムX線画像データの前処理を行う(S352)。
(Step S352)
The preprocessing unit 201 performs preprocessing of the phantom X-ray image data collected in step S340 (S352).

(ステップS353)
画像歪み補正手段202は、ステップS352で前処理を行ったファントムX線画像データに対して画像歪み補正処理を行う(S353)。
(Step S353)
The image distortion correction unit 202 performs an image distortion correction process on the phantom X-ray image data that has been pre-processed in step S352 (S353).

(ステップS354)
フィルタリング手段203は、ステップS353で画像歪み補正処理を行ったファントムX線画像データについて、フィルタリング処理を行う(S354)。
(Step S354)
The filtering unit 203 performs a filtering process on the phantom X-ray image data that has been subjected to the image distortion correction process in step S353 (S354).

(ステップS355)
逆投影手段204は、ステップS354でフィルタリング処理を行ったファントムX線画像データについて、回転中心軸投影位置(center)の値で、逆投影処理を行い、ワイヤー再構成像53を生成する(S355)。
(Step S355)
The back projection unit 204 performs back projection processing on the phantom X-ray image data subjected to the filtering processing in step S354 with the rotation center axis projection position (center) value, and generates a wire reconstructed image 53 (S355). .

(ステップS356)
ステップS355で生成したワイヤー再構成像53から、ワイヤー領域を抽出し、そのうち最もコントラストの大きい弧の半径を算出する(S356)。ここで、ワイヤー領域の抽出には例えば閾値処理の方法が用いられ、弧の半径の算出には円曲線の方程式へのパラメータフィッテングの方法などを使用することができる。
(Step S356)
A wire region is extracted from the wire reconstructed image 53 generated in step S355, and the radius of the arc having the highest contrast is calculated (S356). Here, for example, a threshold processing method is used to extract the wire region, and a parameter fitting method to a circular curve equation can be used to calculate the radius of the arc.

(ステップS357)
ステップS356で算出した弧の半径がゼロと見なせるかを判定する(S357)。ゼロと見なせれば現在のcenterの値を出力して終了する。ゼロと見なせなければステップS358へ移行する。
(Step S357)
It is determined whether the arc radius calculated in step S356 can be regarded as zero (S357). If it can be regarded as zero, the current center value is output and the process ends. If it cannot be regarded as zero, the process proceeds to step S358.

(ステップS358)
ステップS357で弧の半径がゼロと見なせなかった場合、図7の場合か図8の場合であるかを判断し、それに応じてcenterの値が正しくなるように加減算して補正する。そして、ステップS355からの過程を再度行う。
(Step S358)
When the radius of the arc cannot be regarded as zero in step S357, it is determined whether it is the case of FIG. 7 or FIG. 8, and correction is performed by adding / subtracting so that the center value is correct accordingly. Then, the process from step S355 is performed again.

図10に、回転中心軸投影位置決定処理(ステップS350)後のワイヤー再構成像53を示す。図10は、これから補正するX線源11−2次元X線検出器12の空間変位が残っているため、ワイヤー再構成断面像56は、3箇所の位置に結像している様子を示す。ワイヤー再構成断面像56のように数点に局在した図は模式的なものであり、実際にはおおざっぱには結像するが、ワイヤー再構成像53を拡大すると投影角度方向に直線が引かれるような図になる場合が多い。   FIG. 10 shows the wire reconstruction image 53 after the rotation center axis projection position determination process (step S350). FIG. 10 shows that the wire reconstructed cross-sectional image 56 is formed at three positions because the spatial displacement of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 to be corrected remains. The figure localized at several points like the wire reconstructed cross-sectional image 56 is schematic and actually forms an image roughly, but when the wire reconstructed image 53 is enlarged, a straight line is drawn in the projection angle direction. In many cases, it becomes a figure that is drawn.

そこで、上述したステップS360で、図10に表示される複数のワイヤー再構成点のうち、最もコントラストの大きいワイヤー再構成点を基準ワイヤー再構成像56aに固定する。以下、図11乃至13に基づいて、この基準ワイヤー再構成像56aに、他のワイヤー再構成点を一致させて、図13のワイヤー再構成像56aを得るための処理を説明する。図11は、空間変位量補正情報生成手段380が、空間変位量補正情報を生成する手順を示すフローチャートである。図12は、空間変位量補正情報を生成するための幾何学的計算を説明するための概念図である。以下、図11のステップ順に説明する。   Therefore, in step S360 described above, the wire reconstruction point having the highest contrast among the plurality of wire reconstruction points displayed in FIG. 10 is fixed to the reference wire reconstruction image 56a. Hereinafter, based on FIGS. 11 to 13, a process for obtaining the wire reconstruction image 56a of FIG. 13 by matching the other wire reconstruction points with the reference wire reconstruction image 56a will be described. FIG. 11 is a flowchart showing a procedure by which the spatial displacement correction information generating unit 380 generates the spatial displacement correction information. FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining the geometric calculation for generating the spatial displacement correction information. Hereinafter, description will be made in the order of steps in FIG.

(ステップS381)
ステップS370で算出したワイヤー投影位置52に対応する投影角度βを設定する(S381)
(ステップS382)
ステップS360で固定した基準ワイヤー再構成像56aの座標(x,y)を、ステップS381で設定した投影角度β方向の回転座標系(s,t)の座標に変換する(S382)。
(Step S381)
A projection angle β corresponding to the wire projection position 52 calculated in step S370 is set (S381).
(Step S382)
The coordinates (x, y) of the reference wire reconstruction image 56a fixed in step S360 are converted into the coordinates of the rotational coordinate system (s, t) in the projection angle β direction set in step S381 (S382).

(ステップS383)
ステップS382で計算した座標値(s)から、2次元X線検出器12上の理論的な投影位置51を計算する(S383)。
(Step S383)
The theoretical projection position 51 on the two-dimensional X-ray detector 12 is calculated from the coordinate value (s) calculated in step S382 (S383).

(ステップS384)
ステップS370で算出した実際のワイヤー投影位置52と、ステップS383で計算した理論的な投影位置51を比較し、その変位量65を算出し、空間変位補正値を出力する(S384)。
(Step S384)
The actual wire projection position 52 calculated in step S370 is compared with the theoretical projection position 51 calculated in step S383, the displacement amount 65 is calculated, and a spatial displacement correction value is output (S384).

(ステップS385)
すべての投影角度βについて処理したかどうかを判別し、そうでなければ次の投影角度βについてステップS381からの処理を繰り返す。
(Step S385)
It is determined whether or not all projection angles β have been processed. Otherwise, the processing from step S381 is repeated for the next projection angle β.

図13に、ステップS390で格納された空間変位量補正情報を用い、ワイヤー状ファントム50の投影像35の3次元再構成を施した結果のワイヤー再構成断面像57を示す。C型アーム13の投影角度ごとに生ずるX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量に再現性がある場合(C型アームの機械的特性から、この場合が一般的である)に、ステップS360で固定したワイヤー再構成断面像に結像する。C型アーム13の投影角度ごとに生ずるX線源11−2次元X線検出器12の空間変位量に再現性がある場合、空間変位量補正情報をいったん生成しておけば、いかなる被検体40の場合でもその3次元的X線CT像を結像することができる。   FIG. 13 shows a wire reconstructed cross-sectional image 57 obtained as a result of three-dimensional reconstruction of the projection image 35 of the wire phantom 50 using the spatial displacement correction information stored in step S390. When the spatial displacement of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 generated at each projection angle of the C-type arm 13 is reproducible (this is common because of the mechanical characteristics of the C-type arm). Then, the image is formed on the wire reconstructed cross-sectional image fixed in step S360. When the spatial displacement amount of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 generated at each projection angle of the C-arm 13 is reproducible, once the spatial displacement correction information is generated, any subject 40 can be obtained. Even in this case, the three-dimensional X-ray CT image can be formed.

本実施の形態では、幾何学パラメータの調整にワイヤーを材料とするファントムを用いているが、ステップS390実施後に、メタルアーチフェクトが均等になることを目視で確認しながら、ステップS350で定めた回転中心軸投影位置を手動で更に微調整することが可能である。   In this embodiment, a phantom made of wire is used to adjust the geometric parameters. After step S390, the rotation determined in step S350 is performed while visually confirming that the metal artifact is uniform. The center axis projection position can be further finely adjusted manually.

<第二実施形態>
第二の実施形態は、上述した第一の実施の形態において、ワイヤー線と被検体40を同時に撮影する形態である。
第二の実施の形態にかかるコーンビームX線CT装置1aは、第一の実施の形態にかかるX線CT装置1に加えて、ワイヤー線70の位置合わせを行う位置合わせ再構成手段400と、ワイヤー抽出手段410を備える。
<Second embodiment>
The second embodiment is a mode in which the wire line and the subject 40 are imaged simultaneously in the first embodiment described above.
In addition to the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment, the cone beam X-ray CT apparatus 1a according to the second embodiment includes an alignment reconstruction unit 400 that aligns the wire 70, and Wire extraction means 410 is provided.

図15は、寝台17の裏面にコントラストの高いワイヤー線70が固定されている状態を示す概念図である。   FIG. 15 is a conceptual diagram showing a state in which a high-contrast wire wire 70 is fixed to the back surface of the bed 17.

第二の実施の形態は、C型アーム13が繰り返し回転移動をしながら被検体40の回転撮影を行う際に、3次元的X線CT像の位置合わせをするための実施の形態を提供する。C型アーム13並びに寝台17の空間位置は、コーンビームX線CT装置1の表示値を参照することによりおおよそ合わせることができるが、3次元的X線CT像として重ね合わせるほどの精度はないのが通常である。そのような場合に、上述した第一の実施形態と同様の方法で、コントラストの高いワイヤー線70を含んだ被検体40のX線画像データから、ワイヤー線70の位置を抽出し、そのワイヤー線70の位置を目標とする再構成点に逆投影されるように、X線源11−2次元X線検出器12の空間変位量補正情報を画像再構成演算時に生成しながら、3次元再構成を行う。   The second embodiment provides an embodiment for aligning a three-dimensional X-ray CT image when the subject 40 is rotated and imaged while the C-arm 13 repeatedly rotates. . The spatial positions of the C-arm 13 and the bed 17 can be roughly adjusted by referring to the display value of the cone beam X-ray CT apparatus 1, but there is not enough accuracy to superimpose as a three-dimensional X-ray CT image. Is normal. In such a case, the position of the wire line 70 is extracted from the X-ray image data of the subject 40 including the wire line 70 with high contrast by the same method as in the first embodiment described above, and the wire line 3D reconstruction while generating spatial displacement correction information of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 during the image reconstruction calculation so that the position 70 is backprojected to the target reconstruction point I do.

(ステップS400)
次に、図16のフローチャートに基づいて、第二の実施の形態にかかるX線CT装置1aの処理の流れを説明する。図17は、図16に示された一処理であるワイヤー抽出処理の詳細な処理を示すフローチャートである。
(Step S400)
Next, the flow of processing of the X-ray CT apparatus 1a according to the second embodiment will be described based on the flowchart of FIG. FIG. 17 is a flowchart showing a detailed process of the wire extraction process which is one process shown in FIG.

(ステップS201)
まず、前処理S201が、繰り返し撮影して得られた複数の被検体40のX線透過像に対し、被検体40、寝台17およびワイヤー線70のX線吸収係数の分布像に前処理を行う。
(Step S201)
First, pre-processing S201 pre-processes X-ray transmission images of a plurality of subjects 40 obtained by repeated imaging on the X-ray absorption coefficient distribution images of the subject 40, bed 17 and wire wire 70. .

(ステップS202)
次に、画像歪み補正処理S202が、被検体40、寝台17及びワイヤー線70のX線吸収係数の分布像の画像歪みを補正する。
(Step S202)
Next, the image distortion correction process S202 corrects the image distortion of the X-ray absorption coefficient distribution image of the subject 40, the bed 17 and the wire wire 70.

(ステップS410)
ワイヤー抽出処理S410は、被検体40、寝台17及びワイヤー線70のX線吸収係数の分布像を、ワイヤー線70と被検体40との2領域に分けた後、ワイヤー投影データを抽出する。以下、図17に基づいて、ワイヤー抽出処理S410の詳細について説明する。
(Step S410)
The wire extraction process S410 divides the X-ray absorption coefficient distribution image of the subject 40, the bed 17 and the wire wire 70 into two regions of the wire wire 70 and the subject 40, and then extracts wire projection data. Hereinafter, based on FIG. 17, the detail of wire extraction process S410 is demonstrated.

(ステップS411)
図15に示すようにワイヤー線70は寝台17に固定されているので、投影角度方向ごとに、ワイヤー線70のX線透過像内の投影位置はおおよそ予測可能である。そこで、ワイヤー存在範囲切り出し処理S411は、画像歪み補正処理S202により画像歪みを補正されたワイヤー線70のX線吸収係数分布像の中から、ワイヤー線70のX線透過像の存在する範囲を切り出す。
(Step S411)
As shown in FIG. 15, since the wire line 70 is fixed to the bed 17, the projection position in the X-ray transmission image of the wire line 70 can be roughly predicted for each projection angle direction. Therefore, the wire existence range cutout process S411 cuts out a range where the X-ray transmission image of the wire line 70 exists from the X-ray absorption coefficient distribution image of the wire line 70 whose image distortion has been corrected by the image distortion correction process S202. .

(ステップS412)
ぼけ画像生成処理S412は、ワイヤー存在範囲切り出し処理S411で切り出されたワイヤー線70のX線吸収係数の分布像に、平滑フィルタ処理を施し、そのぼけ画像を生成する。
(Step S412)
The blurred image generation process S412 performs a smoothing filter process on the distribution image of the X-ray absorption coefficient of the wire 70 cut out in the wire existence range cutout process S411, and generates the blurred image.

(ステップS413)
差分処理S413は、ワイヤー線70のX線吸収係数の分布像と、ぼけ画像生成処理S412で生成されたぼけ画像との引算処理を行い、ワイヤー線のような細い構造体の候補画像を抽出する。
(Step S413)
The difference process S413 performs a subtraction process on the distribution image of the X-ray absorption coefficient of the wire line 70 and the blur image generated in the blur image generation process S412 to extract a candidate image of a thin structure such as a wire line. To do.

(ステップS414)
2値化処理S414は、差分処理S413で抽出された細かい構造体の候補画像に対して所定の閾値処理を用い、2値化処理を行う。そして、所定の閾値以上のコントラストを備える細かい構造体の候補画像をワイヤー投影データとして抽出する。
(Step S414)
The binarization process S414 performs a binarization process using a predetermined threshold process on the fine structure candidate image extracted in the difference process S413. A candidate image of a fine structure having a contrast equal to or higher than a predetermined threshold is extracted as wire projection data.

(ステップS415)
ワイヤー領域格納処理S415は、2値化処理S414で抽出したワイヤー投影データを格納する。
(Step S415)
The wire area storage process S415 stores the wire projection data extracted in the binarization process S414.

(ステップS300)
幾何学パラメータ計算処理S300は、ワイヤー領域抽出処理S410により抽出したワイヤー投影データに基づいて、第一の実施形態と同様、X線源11−2次元X線検出器12の空間変位量補正情報を生成する。
空間変位量補正情報を生成した後、ワイヤー領域格納処理S415で抽出したワイヤーデータを用いて、被検体40のX線透過像に含まれているワイヤー投影領域を取り除いてもよい。
(Step S300)
The geometric parameter calculation process S300, based on the wire projection data extracted by the wire region extraction process S410, calculates the spatial displacement correction information of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 as in the first embodiment. Generate.
After generating the spatial displacement correction information, the wire projection area included in the X-ray transmission image of the subject 40 may be removed using the wire data extracted in the wire area storing process S415.

(ステップS203)
フィルタリング処理S203は、画像歪み補正処理S202により、X線吸収係数の分布像の画像歪みを補正した被検体40のX線透過像に、フィルタリング処理を行う。
(Step S203)
The filtering process S203 performs a filtering process on the X-ray transmission image of the subject 40 in which the image distortion of the X-ray absorption coefficient distribution image is corrected by the image distortion correction process S202.

(ステップS204)
逆投影処理S204は、フィルタリング処理S203でフィルタリング処理を施されたX線透過像に、幾何学パラメータ計算処理S300が生成した空間変位量補正情報に基づいた逆投影処理を施して、被検体40の3次元的X線CT像を生成する。
(Step S204)
The backprojection process S204 performs a backprojection process based on the spatial displacement correction information generated by the geometric parameter calculation process S300 on the X-ray transmission image subjected to the filtering process in the filtering process S203, so that the subject 40 A three-dimensional X-ray CT image is generated.

第一の実施の形態は、X線源11−2次元X線検出器12の空間変位量に再現性があることを前提としているが、第二の実施の形態では、被検体40のX線透過像に位置合わせの基準となるワイヤー線70が写っているため、仮に空間変位量に再現性がない場合でも3次元的X線CT像を結像させることが可能である。   The first embodiment is based on the premise that the amount of spatial displacement of the X-ray source 11-2D X-ray detector 12 is reproducible. In the second embodiment, the X-ray of the subject 40 is used. Since the wire line 70 serving as a reference for alignment is reflected in the transmission image, a three-dimensional X-ray CT image can be formed even if the spatial displacement is not reproducible.

また、第二の実施形態により、複数回の回転撮影によって生成される3次元的X線CT像を、ワイヤー線70を基準として寸分の違いなく重ね合わせることが可能になり、術前・術後の比較、造影剤注入タイミングからの経時変化、造影血管を選択的に変えてみた場合には血管間の関係(連絡、短絡)等の診断、あるいは肺部診断に適用する場合には拡張期と収縮期との比較診断が可能になる。   In addition, according to the second embodiment, it becomes possible to superimpose a three-dimensional X-ray CT image generated by a plurality of rotational imaging without any difference on the basis of the wire line 70, and before and after surgery. Comparison, changes over time from the contrast agent injection timing, diagnosis of the relationship between blood vessels (communication, short circuit), etc. when contrasted blood vessels are selectively changed, or diastole when applied to lung diagnosis Comparison diagnosis with systole becomes possible.

なお、上記第二の実施の形態では、位置合わせの指標体としてコントラストの高いワイヤー線70を用いているが、ワイヤー線70を付加する代わりに、患者ベッドの裏に細い溝を掘り、その細い溝をファントムとして使用して位置合わせを行うことも可能である。また、ワイヤー線に代えて、微小球体からなるファントムを使用しても良い。   In the second embodiment, the high-contrast wire wire 70 is used as an alignment index body. Instead of adding the wire wire 70, a thin groove is dug in the back of the patient bed, and the thin wire wire 70 is added. It is also possible to align using the groove as a phantom. Moreover, it may replace with a wire wire and may use the phantom which consists of a microsphere.

<第三実施形態>
第三の実施形態は、上述した第二の実施の形態を、デジタルサブトラクション(以下「DSA」という。)撮影に適用したものである。DSA撮影とは、造影剤注入前の回転撮影像(以下「マスク像」という。)と、造影剤注入時の回転撮影像(以下「ライブ像」という)とを撮影し、造影血管の3次元的X線CT像を演算する手法である。
<Third embodiment>
In the third embodiment, the above-described second embodiment is applied to digital subtraction (hereinafter referred to as “DSA”) imaging. DSA imaging is a three-dimensional image of a contrasted blood vessel obtained by imaging a rotation image (hereinafter referred to as “mask image”) before injection of a contrast agent and a rotation image (hereinafter referred to as “live image”) at the time of injection of a contrast agent. This is a method for calculating a standard X-ray CT image.

本実施の形態に係るコーンビームX線CT装置1bを図18に基づいて説明する。図18のコーンビームX線CT装置1bは、図1のコーンビームX線CT装置1の再構成手段200において、マスク像とライブ像の撮影幾何学系を合わせてDSA再構成を行う位置合わせDSA再構成手段500と、ワイヤー抽出手段410と、ライブデータからマスクデータを引算する差分手段540、とを備える。   A cone beam X-ray CT apparatus 1b according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The cone beam X-ray CT apparatus 1b in FIG. 18 is an alignment DSA in which the reconstruction means 200 of the cone beam X-ray CT apparatus 1 in FIG. Reconstruction means 500, wire extraction means 410, and difference means 540 for subtracting mask data from live data.

次に、本実施形態に係るコーンビームX線CT装置1bの処理の流れを説明する。   Next, a processing flow of the cone beam X-ray CT apparatus 1b according to the present embodiment will be described.

コーンビームX線CT装置1bは、造影剤を注入する前の被検体を撮影してX線画像データの組(1の再構成像を得るための複数の投影像)を得る。コーンビームX線CT装置1bは、そのX線画像データに対し第一実施形態と同様、前処理手段201、画像歪み補正手段202、フィルタリング手段203、逆投影手段204による各処理を行い、マスク像を生成する。逆投影手段204は、空間変位量補正情報格納手段390から空間変位量補正情報を取得し、X線源とX線検出器との空間変位量を補正してマスク像を生成する。同様に、コーンビームX線CT装置1bは、造影剤を注入した後の被検体を撮影してX線画像データの組を得て、そのX線画像データの組に基づいてライブ像を生成する。コーンビームX線CT装置1bは、このマスク像及びライブ像を各々の空間変位量補正情報に基づいて位置合わせした後、差分処理してDSA画像を生成する。   The cone beam X-ray CT apparatus 1b obtains a set of X-ray image data (a plurality of projection images for obtaining one reconstructed image) by photographing the subject before injecting the contrast agent. The cone beam X-ray CT apparatus 1b performs respective processes on the X-ray image data by the preprocessing unit 201, the image distortion correction unit 202, the filtering unit 203, and the back projection unit 204 in the same manner as in the first embodiment, and a mask image. Is generated. The back projection unit 204 acquires the spatial displacement amount correction information from the spatial displacement amount correction information storage unit 390, corrects the spatial displacement amount between the X-ray source and the X-ray detector, and generates a mask image. Similarly, the cone beam X-ray CT apparatus 1b captures a subject after injecting a contrast agent to obtain a set of X-ray image data, and generates a live image based on the set of X-ray image data. . The cone beam X-ray CT apparatus 1b aligns the mask image and the live image based on the respective spatial displacement correction information, and then performs a differential process to generate a DSA image.

以下、図19乃至図20のフローチャートに基づいて、第三の実施の形態にかかるX線CT装置1bの処理の流れを説明する。第三実施形態は、寝台に被検体を載置した状態でマスク像とライブ像とを、それぞれワイヤー線70とともに撮影する。上記ワイヤー線70と被検体との相対的な位置関係は、被検体が動かない限り、マスク像及びライブ像において不変である。そのため、ワイヤー線70が一点に結像するようにマスク像及びライブ像をそれぞれ生成することにより、結果的にマスク像に撮影された被検体とライブ像に撮影された被検体との位置合わせが可能となりDSA処理を行うことができる。以下、本実施の形態の第一実施例と第二実施例とを説明する。第一実施例は、ワイヤー線70の投影データを用いて構成したマスク像(再構成画像)及びライブ像(再構成画像)をDSA処理するものである。第二実施例は、同じビューで撮影したマスク像の投影データとライブ像の投影データとでDSA処理を行い、その差分データに基づいて造影像(血管画像)を生成する処理である。   Hereinafter, based on the flowchart of FIG. 19 thru | or FIG. 20, the flow of a process of the X-ray CT apparatus 1b concerning 3rd Embodiment is demonstrated. In the third embodiment, the mask image and the live image are photographed together with the wire lines 70 while the subject is placed on the bed. The relative positional relationship between the wire 70 and the subject remains unchanged in the mask image and the live image unless the subject moves. Therefore, by generating a mask image and a live image so that the wire line 70 forms an image at a single point, as a result, the subject imaged in the mask image and the subject imaged in the live image can be aligned. It becomes possible to perform DSA processing. Hereinafter, a first example and a second example of the present embodiment will be described. In the first embodiment, DSA processing is performed on a mask image (reconstructed image) and a live image (reconstructed image) configured using projection data of the wire 70. In the second embodiment, DSA processing is performed on projection data of a mask image and live image projection data captured in the same view, and a contrast image (blood vessel image) is generated based on the difference data.

(ステップS500)
まず、第三の実施の形態における第一実施例である、位置合わせDSA再構成処理S500を図19のフローチャートを用いて説明する。
(Step S500)
First, an alignment DSA reconstruction process S500, which is a first example of the third embodiment, will be described with reference to the flowchart of FIG.

(ステップS501)
まず、マスクX線画像データの前処理S501が、被検体40のマスクX線透過像に対し、被検体40、寝台17およびワイヤー線70のX線吸収係数の分布像に前処理を行う。
(Step S501)
First, pre-processing S501 of mask X-ray image data pre-processes the X-ray absorption coefficient distribution image of the subject 40, the bed 17 and the wire wire 70 on the mask X-ray transmission image of the subject 40.

(ステップS502)
次に、マスクX線画像データの画像歪み補正処理S502が、被検体40のマスクX線透過像、寝台17及びワイヤー線70のX線吸収係数の分布像の画像歪みを補正する。
(Step S502)
Next, the image distortion correction processing S502 of the mask X-ray image data corrects the image distortion of the mask X-ray transmission image of the subject 40 and the distribution image of the X-ray absorption coefficient of the bed 17 and the wire wire 70.

(ステップS410m)
マスクX線画像データのワイヤー抽出処理S410mは、被検体40のマスクX線透過像、寝台17及びワイヤー線70のX線吸収係数の分布像を、ワイヤー線70と被検体40との2領域に分けた後、ワイヤー投影データを抽出する。
(Step S410m)
In the wire extraction process S410m of the mask X-ray image data, the mask X-ray transmission image of the subject 40, the distribution image of the X-ray absorption coefficients of the bed 17 and the wire wire 70 are divided into two regions of the wire line 70 and the subject 40. After dividing, wire projection data is extracted.

(ステップS300m)
マスクX線画像データの幾何学パラメータ計算処理S300mは、ワイヤー領域抽出処理S410mにより抽出した、マスク撮影時のワイヤー投影データに基づいて、第一の実施形態と同様、X線源11−2次元X線検出器12の空間変位量補正情報を生成する。
(Step S300m)
The geometric parameter calculation processing S300m of the mask X-ray image data is based on the wire projection data at the time of mask imaging extracted by the wire region extraction processing S410m, as in the first embodiment. Spatial displacement correction information for the line detector 12 is generated.

(ステップS511)
まず、ライブX線画像データの前処理S511が、被検体40のライブX線透過像に対し、被検体40、寝台17およびワイヤー線70のX線吸収係数の分布像に前処理を行う。
(Step S511)
First, pre-processing S511 of live X-ray image data pre-processes the X-ray absorption coefficient distribution images of the subject 40, the bed 17 and the wire wire 70 on the live X-ray transmission image of the subject 40.

(ステップS512)
次に、ライブX線画像データの画像歪み補正処理S512が、被検体40のライブX線透過像、寝台17及びワイヤー線70のX線吸収係数の分布像の画像歪みを補正する。
(Step S512)
Next, the image distortion correction processing S512 of the live X-ray image data corrects the image distortion of the live X-ray transmission image of the subject 40 and the distribution image of the X-ray absorption coefficient of the bed 17 and the wire wire 70.

(ステップS410L)
ライブX線画像データのワイヤー抽出処理S410Lは、被検体40のライブX線透過像、寝台17及びワイヤー線70のX線吸収係数の分布像を、ワイヤー線70と被検体40との2領域に分けた後、ワイヤー投影データを抽出する。
(Step S410L)
The wire extraction process S410L of the live X-ray image data converts the live X-ray transmission image of the subject 40 and the distribution images of the X-ray absorption coefficients of the bed 17 and the wire wire 70 into two regions of the wire line 70 and the subject 40. After dividing, wire projection data is extracted.

(ステップS300L)
ライブX線画像データの幾何学パラメータ計算処理S300Lは、ワイヤー領域抽出処理S410mにより抽出した、ライブ撮影時のワイヤー投影データに基づいて、第一の実施形態と同様、X線源11−2次元X線検出器12の空間変位量補正情報を生成する。
(Step S300L)
The geometric parameter calculation process S300L of the live X-ray image data is based on the wire projection data at the time of live imaging extracted by the wire region extraction process S410m, as in the first embodiment. Spatial displacement correction information for the line detector 12 is generated.

(ステップS521)
マスクX線画像データのフィルタリング処理S521は、画像歪み補正処理S502により、X線吸収係数の分布像の画像歪みを補正した被検体40のマスクX線透過像に、フィルタリング処理を行う。
(Step S521)
The mask X-ray image data filtering process S521 performs a filtering process on the mask X-ray transmission image of the subject 40 in which the image distortion of the X-ray absorption coefficient distribution image is corrected by the image distortion correction process S502.

(ステップS522)
マスクX線画像データの逆投影処理S522は、フィルタリング処理S521でフィルタリング処理を施されたマスクX線透過像に、幾何学パラメータ計算処理S300mが生成した空間変位量補正情報に基づいた逆投影処理を施して、被検体40のマスク3次元的X線CT像を生成する。
(Step S522)
The mask X-ray image data backprojection process S522 performs a backprojection process based on the spatial displacement correction information generated by the geometric parameter calculation process S300m on the mask X-ray transmission image subjected to the filtering process in the filtering process S521. Then, a mask three-dimensional X-ray CT image of the subject 40 is generated.

(ステップS531)
ライブX線画像データのフィルタリング処理S531は、画像歪み補正処理S512により、X線吸収係数の分布像の画像歪みを補正した被検体40のライブX線透過像に、フィルタリング処理を行う。
(Step S531)
The live X-ray image data filtering process S531 performs a filtering process on the live X-ray transmission image of the subject 40 in which the image distortion of the X-ray absorption coefficient distribution image is corrected by the image distortion correction process S512.

(ステップS532)
ライブX線画像データの逆投影処理S532は、フィルタリング処理S531でフィルタリング処理を施されたライブX線透過像に、幾何学パラメータ計算処理S300Lが生成した空間変位量補正情報に基づいた逆投影処理を施して、被検体40のライブ3次元的X線CT像を生成する。
(Step S532)
The live X-ray image data backprojection process S532 performs a backprojection process based on the spatial displacement correction information generated by the geometric parameter calculation process S300L on the live X-ray transmission image subjected to the filtering process in the filtering process S531. And a live three-dimensional X-ray CT image of the subject 40 is generated.

(ステップS533)
ライブCT像−マスクCT像差分処理S533は、ライブX線画像データの逆投影処理S532により生成した被検体40のライブ3次元的X線CT像から、マスクX線画像データの逆投影処理S522により生成した被検体40のマスク3次元的X線CT像を引算して、被検体40の3次元的DSA再構成像(血管造影像)を生成する。
(Step S533)
The live CT image-mask CT image difference processing S533 is performed by performing mask X-ray image data back projection processing S522 from a live three-dimensional X-ray CT image of the subject 40 generated by live X-ray image data back projection processing S532. The generated mask three-dimensional X-ray CT image of the subject 40 is subtracted to generate a three-dimensional DSA reconstructed image (angiogram) of the subject 40.

(ステップS500a)
次に、第三の実施の形態における第二実施例である、位置合わせDSA再構成処理S500aを図20のフローチャートを用いて説明する。なお、ステップS501至ステップS300Lは、上述の第一実施例同一であるため、説明を省略する。
(Step S500a)
Next, an alignment DSA reconstruction process S500a, which is a second example of the third embodiment, will be described with reference to the flowchart of FIG. Steps S501 to S300L are the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

(ステップS541)
マスク−ライブ幾何学系比較処理S541は、マスクX線画像データの幾何学パラメータ計算処理S300mにより計算したマスク撮影時の空間変位量補正情報を、ライブX線画像データの幾何学パラメータ計算処理S300Lにより計算したライブ撮影時の空間変位量補正情報と比較して、マスクX線画像データを、投影データ上で、ライブX線画像データと位置合わせするための、相対的な空間変位量補正情報を生成する。
(Step S541)
In the mask-live geometric system comparison process S541, the spatial displacement correction information at the time of mask imaging calculated in the geometric parameter calculation process S300m of the mask X-ray image data is converted into the geometric parameter calculation process S300L of the live X-ray image data. Generates relative spatial displacement correction information to align the mask X-ray image data with the live X-ray image data on the projection data, compared to the calculated spatial displacement correction information during live imaging To do.

(ステップS542)
マスクX線画像データ平行移動処理S542は、マスク−ライブ幾何学系比較処理S541で生成した相対的な空間変位量補正情報に基づいて、マスクX線画像データが、投影データ上でライブX線画像データと重なるように、平行移動を行う。
(Step S542)
In the mask X-ray image data translation processing S542, the mask X-ray image data is converted into a live X-ray image on the projection data based on the relative spatial displacement correction information generated in the mask-live geometric system comparison processing S541. The translation is performed so as to overlap the data.

(ステップS543)
ライブ画像−マスク画像差分処理S543は、ライブX線画像データから、マスクX線画像データ平行移動処理S542により、投影データ上で位置合わせしたマスクX線画像データを引算する。
(Step S543)
The live image-mask image difference process S543 subtracts the mask X-ray image data aligned on the projection data by the mask X-ray image data translation process S542 from the live X-ray image data.

(ステップS551)
差分画像データのフィルタリング処理S551は、ライブ画像−マスク画像差分処理S543により生成した差分投影データに、フィルタリング処理を行う。
(Step S551)
The difference image data filtering process S551 performs a filtering process on the difference projection data generated by the live image-mask image difference process S543.

(ステップS552)
差分画像データの逆投影処理S552は、フィルタリング処理S551でフィルタリング処理を施された差分投影データに、幾何学パラメータ計算処理S300Lが生成した空間変位量補正情報に基づいた逆投影処理を施して、被検体40のライブ3次元的DSA再構成像(血管造影像)を生成する。
第二実施例S500aは、投影データ上でライブ画像−マスク像の引算を施してから逆投影処理を行って、被検体40の3次元的DSA再構成像を生成するため、第一実施例S500と比べ、演算時間を大幅に短縮できるという利点がある。
一方、ステップS542によるマスクX線画像データ平行移動は、3次元的な空間変位を2次元の投影データ上に近似したものであるので、3次元的に完全な位置合わせにはなっていない。なお、上術のステップS542では、平行移動による位置合わせと限定したが、回転や、局所座標ごとに異なる平行移動による変形処理を加える事で、3次元的な拡大率補正を加味した位置合わせを行う事も可能である。
演算時間と、3次元的に完全な位置合わせは、トレードオフとなるので、種々の場合に応じ、第一実施例S500、第二実施例S500aを選択できるようにするのも一つの方法である。
(Step S552)
In the difference image data backprojection processing S552, the difference projection data subjected to the filtering processing in the filtering processing S551 is subjected to backprojection processing based on the spatial displacement amount correction information generated by the geometric parameter calculation processing S300L. A live three-dimensional DSA reconstructed image (angiogram) of the specimen 40 is generated.
In the second embodiment S500a, a live image-mask image is subtracted on the projection data and then backprojection processing is performed to generate a three-dimensional DSA reconstructed image of the subject 40. Compared to S500, there is an advantage that the calculation time can be greatly shortened.
On the other hand, since the mask X-ray image data translation in step S542 is an approximation of a three-dimensional spatial displacement on two-dimensional projection data, it is not a three-dimensional perfect alignment. Note that in step S542 of the above operation, the alignment is limited to the alignment by parallel movement, but by adding rotation processing or deformation processing by translation different for each local coordinate, the alignment with three-dimensional magnification correction is added. It is also possible to do it.
Since the calculation time and the three-dimensional perfect alignment are a trade-off, it is one method to enable selection of the first embodiment S500 and the second embodiment S500a according to various cases. .

<第四実施形態>
第四実施形態は、本発明をC型アーム方式のコーンビームX線CT装置であって、フラットパネルディテクター(FPD)からなるX線検出器を備えたX線CT装置に適用した実施態様である。以下図21に基づいて、本実施の形態について説明する。図21は、本実施形態に係るX線CT装置の概略構成を示すブロック図である。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to an X-ray CT apparatus provided with an X-ray detector comprising a flat panel detector (FPD), which is a C-arm type cone beam X-ray CT apparatus. . Below with reference to FIG. 21, it described the embodiment. FIG. 21 is a block diagram showing a schematic configuration of the X-ray CT apparatus according to the present embodiment.

21のコーンビームX線CT装置1cにおいて、図1のコーンビームX線CT装置1と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。 In the cone beam X-ray CT apparatus 1c of FIG. 21, the same components as those of the cone beam X-ray CT apparatus 1 of FIG.

コーンビームX線CT装置1cは、FPD12を備えた2次元X線検出器12を備える。FPD12の形状は円形、方形いかなる形状であってもよい。そして、2次元X線検出器12はその検出器素子列が回転中心軸31に平行(0°)あるいは90°の角度をなして設置される。例えば、2次元X線検出器12として長方形のフラットパネルディテクター(FPD)を用いる場合、その長辺を回転中心軸と90°の角度をなして設置すると胸部、腹部等、大視野の断面像の撮影に適合するし、長辺を回転中心軸と平行(0°)の角度をなして設置すると、頭頸部、四肢等の撮影に有用である。2次元X線検出器12は、その検出器素子列が、回転中心軸31に対し所定の基準角度だけ手動もしくは電動で回転できるようになっていてもよい。 Cone-beam X-ray CT apparatus 1c is provided with a two-dimensional X-ray detector 12 with a FPD device 12 f. The shape of the FPD 12 f may be any shape that is circular or square. The two-dimensional X-ray detector 12 is installed such that its detector element array is parallel (0 °) or 90 ° to the rotation center axis 31. For example, when a rectangular flat panel detector (FPD) is used as the two-dimensional X-ray detector 12, if the long side is installed at an angle of 90 ° with the central axis of rotation, a cross-sectional image of a large field of view such as the chest and abdomen can be obtained. It is suitable for photographing, and it is useful for photographing the head and neck, limbs, etc. if the long side is installed at an angle parallel to the rotation center axis (0 °). The two-dimensional X-ray detector 12 may be configured such that its detector element array can be rotated manually or electrically by a predetermined reference angle with respect to the rotation center axis 31.

FPD12を備えたコーンビームX線CT装置1cでは、幾何学パラメータとして、図1のコーンビームX線CT装置1と同様に回転軌道面(ミッドプレーン)30と、回転中心軸31、及び回転中心32があるが、これらに加えて検出器取付け角の基準角度(0°あるいは90°)からのずれもある。2次元X線検出器12として、フラットパネルディテクター(FPD)を用いる場合は、画像歪みはないが、この場合2次元X線検出器12が回転中心軸31に寸分の誤差もなく平行に設置される事はなく、前述した検出器取付け角の基準角度(0°あるいは90°)からのずれが存在する。FPDを用いる場合は、画像歪み補正として、この検出器取付け角度のずれを画像回転手段により補正する必要がある。 In cone-beam X-ray CT apparatus 1c with a FPD device 12 f, as geometrical parameters, likewise rotating raceway surface and the cone-beam X-ray CT apparatus 1 in FIG. 1 (midplane) 30, the rotation center shaft 31, and the center of rotation In addition to these, there is also a deviation from the reference angle (0 ° or 90 °) of the detector mounting angle. When a flat panel detector (FPD) is used as the two-dimensional X-ray detector 12, there is no image distortion, but in this case, the two-dimensional X-ray detector 12 is installed in parallel with the rotation center axis 31 without any errors. There is no deviation from the reference angle (0 ° or 90 °) of the detector mounting angle described above. When the FPD is used, it is necessary to correct this detector mounting angle shift by image rotation means as image distortion correction.

そこで、図21のコーンビームX線CT装置1cは、図1の画像歪み補正手段202に代えて、FPD12の検出器取付け角の基準角度(0°あるいは90°)からのずれを補正するための傾き角補正情報を格納するための傾き角補正情報格納手段330a及び傾き角補正情報格納手段330aから傾き角補正情報を取得して、2次元X線検出器12が出力したX線画像データを補正する傾き角補正手段202aを備える。傾き角補正手段202aは、X線画像データの回転を補正する際に、この補正角を読み出す。幾何学パラメータ計算手段300は、回転軌道面30と、回転中心軸31と、検出器取付け角度とを算出する。 Therefore, the cone-beam X-ray CT apparatus 1c in Fig. 21, instead of the image distortion correcting unit 202 of FIG. 1, for correcting the deviation from the reference angle of the detector mounting angle of the FPD device 12 f (0 ° or 90 °) The inclination angle correction information is acquired from the inclination angle correction information storage means 330a and the inclination angle correction information storage means 330a for storing the inclination angle correction information, and the X-ray image data output from the two-dimensional X-ray detector 12 is obtained. An inclination angle correction unit 202a for correction is provided. The inclination angle correction unit 202a reads the correction angle when correcting the rotation of the X-ray image data. The geometric parameter calculation means 300 calculates the rotation track surface 30, the rotation center axis 31, and the detector mounting angle.

2次元X線検出器12として、フラットパネルディテクター(FPD)を用いる場合は、X線入射面の大きさは400mm×300mmの長方形状であって、画像サイズは2048×1536、そして画素ピッチは0.2mmである。   When a flat panel detector (FPD) is used as the two-dimensional X-ray detector 12, the X-ray incident surface has a rectangular shape of 400 mm × 300 mm, the image size is 2048 × 1536, and the pixel pitch is 0. .2 mm.

フラットパネルディテクター(FPD)を用いる場合は、まずX線入射面でCsI等の発光体により光に変換され、光信号はフォトダイオードにより電荷に変換される。蓄積した電荷は一定のフレームレートごとにTFT素子によりデジタル信号に変換され、読み出される。回転撮影モードでは、毎秒30フレーム、画像サイズ1024×768で2次元X線画像データを読み出す。この2次元X線画像データに基づいてX線CT像を再構成する。その他の構成は、図1のコーンビームX線CT装置1と同様である。よって、第二、三実施形態は、第一実施形態のコーンビームX線CT装置1に基づいて説明したが、第四実施形態に記載のコーンビームX線CT装置1cによっても同様に実施可能である。   When a flat panel detector (FPD) is used, it is first converted into light by a light emitter such as CsI on the X-ray incident surface, and the optical signal is converted into electric charge by a photodiode. The accumulated charge is converted into a digital signal by a TFT element at a constant frame rate and read out. In the rotational imaging mode, two-dimensional X-ray image data is read at 30 frames per second and an image size of 1024 × 768. An X-ray CT image is reconstructed based on the two-dimensional X-ray image data. Other configurations are the same as those of the cone beam X-ray CT apparatus 1 of FIG. Thus, the second and third embodiments have been described based on the cone beam X-ray CT apparatus 1 of the first embodiment, but can be similarly implemented by the cone beam X-ray CT apparatus 1c described in the fourth embodiment. is there.

以上説明した幾何学パラメータ計算手段300により、3次元的X線CT像を生成し表示するコーンビームX線CT装置1において、X線源11と2次元X線検出器12との位置関係が変位する場合にも、逆投影手段204において鮮明な3次元的X線CT像を生成するための幾何学パラメータ、回転中心軸の投影位置、空間変位量を補正することができる。そして、幾何学パラメータ計算手段を搭載することにより、2次元X線像から3次元的X線CT像を生成するコーンビームX線CT装置において、X線源と2次元X線検出器との位置関係が変位する場合にも、鮮明な3次元的X線CT像を生成し表示することができる。これにより、頭部、腹部等の造影撮影、並びに歯顎、腰椎、四肢等の整形分野の診断性能を向上させることができる。   In the cone beam X-ray CT apparatus 1 that generates and displays a three-dimensional X-ray CT image by the geometric parameter calculation means 300 described above, the positional relationship between the X-ray source 11 and the two-dimensional X-ray detector 12 is displaced. In this case, the back projection unit 204 can correct the geometric parameter for generating a clear three-dimensional X-ray CT image, the projection position of the rotation center axis, and the amount of spatial displacement. In the cone beam X-ray CT apparatus that generates a three-dimensional X-ray CT image from the two-dimensional X-ray image by installing the geometric parameter calculation means, the positions of the X-ray source and the two-dimensional X-ray detector Even when the relationship is displaced, a clear three-dimensional X-ray CT image can be generated and displayed. As a result, contrast imaging of the head, abdomen, and the like, and diagnostic performance in the field of shaping of the teeth, jaws, lumbar vertebrae, and limbs can be improved.

なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することができる。例えば、上記実施の形態では、C型アーム方式のコーンビームX線CT装置を用いたが、C型アーム方式以外のコーンビームX線CT装置にも適用することができる。また、回転撮影の全角度が200度以外の場合にも適用することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can deform | transform variously in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the C-arm type cone beam X-ray CT apparatus is used. However, the present invention can also be applied to a cone-beam X-ray CT apparatus other than the C-type arm type. Further, the present invention can also be applied to a case where the total angle of rotational shooting is other than 200 degrees.

本発明は、被検体を撮影して得たX線透過データに基づいて医用画像を生成する処理に限らず、X線源とX線検出器との空間位置が変位するX線CT装置の全てに適用することができる。   The present invention is not limited to a process of generating a medical image based on X-ray transmission data obtained by imaging a subject, and all X-ray CT apparatuses in which the spatial positions of an X-ray source and an X-ray detector are displaced. Can be applied to.

Claims (20)

被検体にX線を照射するX線源と、
前記X線源に対向して配置され、前記被検体を透過した前記X線を検出して前記被検体のX線画像データを出力するX線検出器と、
前記X線源及び前記X線検出器を、所定の投影角度毎に回転移動させる回転手段と、
前記回転移動の回転中心軸の近傍に配置された指標体を、所定の投影角度毎に回転移動しながら撮影して生成した指標体X線画像データを、初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を用いて逆投影処理を行い、指標体再構成像を生成する指標体画像再構成手段と、
前記指標体再構成像から前記指標体が撮像された領域を抽出し、当該領域が前記指標体の理論的な形状と一致するように、前記初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を修正する回転中心軸投影位置決定手段と、
前記修正された回転中心軸投影位置を示す値を用いて再構成された指標体再構成像のうち、最もコントラストの高い領域を基準指標体再構成像とし、前記指標体再構成像が前記基準指標体再構成像に結像するように、前記X線源と前記X線検出器との、前記回転中心軸に直交する回転軌道面内の投影角度毎の空間変位量を補正するための空間変位量補正情報を生成する空間変位量補正情報生成手段と、
前記被検体の所定の投影角度毎のX線画像データに含まれる前記空間変位量を、当該X線画像データの投影角度に対する前記空間変位量補正情報を用いて修正し、修正後のX線画像データを用いて逆投影処理を行い、前記被検体のX線CT像を生成する画像再構成手段と、
前記被検体のX線CT像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするX線CT装置。
An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector disposed opposite to the X-ray source, detecting the X-ray transmitted through the subject and outputting X-ray image data of the subject;
Rotating means for rotating the X-ray source and the X-ray detector for each predetermined projection angle;
The index body X-ray image data generated by photographing the index body arranged in the vicinity of the rotation center axis of the rotational movement while rotating at every predetermined projection angle is set to the rotation center axis projection position that is initially set. Index body image reconstruction means for performing back projection processing using the indicated value and generating an index body reconstruction image;
An area where the index body is imaged is extracted from the index body reconstructed image, and a value indicating the initial rotation center axis projection position is set so that the area matches the theoretical shape of the index body. A rotation center axis projection position determining means to be corrected;
Of the index object reconstructed image reconstructed using the value indicating the corrected rotation center axis projection position, a region having the highest contrast is set as a reference index object reconstructed image, and the index object reconstructed image is the reference object reconstructed image. A space for correcting the amount of spatial displacement for each projection angle in the rotation orbit plane perpendicular to the rotation center axis of the X-ray source and the X-ray detector so as to form an index body reconstructed image. Spatial displacement correction information generating means for generating displacement correction information;
The spatial displacement amount included in the X-ray image data for each predetermined projection angle of the subject is corrected using the spatial displacement correction information for the projection angle of the X-ray image data, and the corrected X-ray image Image reconstruction means for performing back projection processing using data and generating an X-ray CT image of the subject;
Display means for displaying an X-ray CT image of the subject;
An X-ray CT apparatus comprising:
前記指標体は、前記回転中心軸に直交する断面形状が円状となる指標体であり、
前記回転中心軸投影位置決定手段は、前記指標体再構成像から抽出された前記指標体が撮像された領域のうち、最もコントラストの大きい弧の半径が0になるように、前記初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を加減算して修正する、
ことを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
The indicator body is an indicator body having a circular cross-sectional shape orthogonal to the rotation center axis,
The rotation center axis projection position determining means is initialized so that the radius of the arc with the highest contrast becomes 0 in the area where the index body extracted from the index body reconstruction image is captured. Correct by adding or subtracting the value indicating the rotation center axis projection position,
The X-ray CT apparatus according to claim 1.
前記空間変位量補正情報生成手段は、前記各投影角度において、前記X線検出器上に前記指標体を投影した位置と前記基準指標体再構成像を投影した位置と、の変位量を補正する前記空間変位量補正情報を生成する、
ことを特徴とする請求項に記載のX線CT装置。
The spatial displacement correction information generating means corrects a displacement amount between a position where the index body is projected on the X-ray detector and a position where the reference index body reconstructed image is projected at each projection angle. Generating the spatial displacement correction information;
The X-ray CT apparatus according to claim 2 .
前記指標体は、前記回転中心軸と平行に伸長するワイヤー、又は前記X線源と前記X線検出器との間に位置する寝台裏に彫られた前記回転中心軸と平行な細い溝である、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載のX線CT装置。
The indicator is a wire extending parallel to the rotation center axis, or a thin groove parallel to the rotation center axis carved on the back of a bed positioned between the X-ray source and the X-ray detector. ,
The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
複数のX線画像データの組の間で前記指標体に対応するX線画像データ部分を用いて位置合わせをする位置合わせ手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載のX線CT装置。
An alignment unit configured to perform alignment using an X-ray image data portion corresponding to the index body among a plurality of sets of X-ray image data;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein
前記位置合わせ手段は、各々のX線画像データから前記指標体に対応するX線画像データ部分を抽出し、前記指標体に対応するX線画像データ部分の差分が最も小さくなる位置を検出することにより位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項に記載のX線CT装置。
The alignment means extracts an X-ray image data portion corresponding to the index body from each X-ray image data, and detects a position where the difference between the X-ray image data portions corresponding to the index body is the smallest. Align with
The X-ray CT apparatus according to claim 5 .
二つの画像を差分した差分画像を生成する差分手段を更に備え、
前記X線検出器は、前記被検体の血管に造影剤が注入される前に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたマスクX線画像データと、前記造影剤が注入された後に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたライブX線画像データとを出力し、
前記位置合わせ手段は、同一の投影角度において撮影されたマスクX線画像データに基づくマスク投影像に含まれる指標体の投影像と、ライブX線画像データに基づくライブ投影像に含まれる指標体投影像と、に基づいて位置合わせを行い、
前記差分手段は、同一の投影角度において撮影され、位置合わせを行ったマスク投影像とライブ投影像とを差分処理して、投影角度毎の差分投影像を生成し、前記画像再構成手段は、全ての投影角度での差分投影像を再構成することにより造影血管像を再構成する
ことを特徴とする請求項に記載のX線CT装置。
A difference unit that generates a difference image obtained by subtracting the two images;
The X-ray detector is configured to inject mask X-ray image data obtained by imaging a blood vessel and the index body of the subject before the contrast agent is injected into the blood vessel of the subject, and the contrast agent. And outputting live X-ray image data obtained by imaging the blood vessel of the subject and the index body,
The alignment means includes a projected image of the index body included in the mask projection image based on the mask X-ray image data photographed at the same projection angle, and an index body projection included in the live projection image based on the live X-ray image data. Alignment based on the image,
The difference means is subjected to difference processing between the mask projection image and the live projection image that are photographed at the same projection angle and aligned, to generate a difference projection image for each projection angle, and the image reconstruction means includes: Reconstruct a contrast-enhanced blood vessel image by reconstructing differential projection images at all projection angles ;
The X-ray CT apparatus according to claim 6 .
前記指標体が撮像された二つの再構成像を、前記指標体が撮像された領域を基に位置合わせをする位置合わせ手段と、
二つの画像を差分した差分画像を生成する差分手段と、を更に備え、
前記画像再構成手段は、前記被検体の血管に造影剤が注入される前に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたマスクX線画像データに基づいて前記指標体の断面を一点に結像させてマスク像を再構成するとともに、前記造影剤が注入された後に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたライブX線画像データに基づいて前記指標体の断面を一点に結像させてライブ像を再構成し、
前記位置合わせ手段は、前記マスク像と前記ライブ像とを、各々に含まれる前記指標体の断面を基準に位置合わせを行い
前記差分手段は、位置合わせ後の前記マスク像と前記ライブ像とを差分処理して造影血管像を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載のX線CT装置。
Positioning means for aligning two reconstructed images in which the index body is imaged based on an area in which the index body is imaged,
Difference means for generating a difference image obtained by subtracting two images, and
The image reconstruction means includes a cross section of the index body based on mask X-ray image data obtained by imaging the blood vessels and the index body of the subject before the contrast medium is injected into the blood vessels of the subject. the so focused on one point with reconstructing a mask image, the subject of the blood vessel and the index body based on a live X-ray image data obtained by photographing the index body after the contrast agent has been injected The live image is reconstructed by forming the cross section of
The alignment means aligns the mask image and the live image with reference to a cross section of the index body included in each ,
The difference means generates a contrast-enhanced blood vessel image by differentially processing the mask image and the live image after alignment ,
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein
前記X線検出器の検出器取付角の基準角度からのずれを補正する傾き角補正情報を格納する傾き角補正情報格納手段と、
前記傾き角補正情報に基づいて前記被検体のX線画像データを補正する傾き角補正手段と、を更に備え、
前記X線検出器は、フラットパネルディテクターを用いたものであり、
前記傾き角補正情報格納手段は、前記フラットパネルディテクターの取付角の基準角度からのずれを補正する傾き角補正情報を格納する、
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載のX線CT装置。
Inclination angle correction information storage means for storing inclination angle correction information for correcting a deviation from a reference angle of the detector mounting angle of the X-ray detector;
Tilt angle correction means for correcting X-ray image data of the subject based on the tilt angle correction information,
The X-ray detector uses a flat panel detector,
The inclination angle correction information storage means stores inclination angle correction information for correcting a deviation of the mounting angle of the flat panel detector from a reference angle.
The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein
前記X線源及び前記X線検出器の回転移動の回転中心軸の近傍に配置された指標体を、所定の投影角度毎に回転移動しながら撮影して生成した指標体X線画像データを、初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を用いて逆投影処理を行い、指標体再構成像を生成する指標体画像再構成ステップと、
前記指標体再構成像から前記指標体が撮像された領域を抽出し、当該領域が前記指標体の理論的な形状と一致するように、前記初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を修正する回転中心軸投影位置決定ステップと、
前記修正された回転中心軸投影位置を示す値を用いて再構成された指標体再構成像のうち、最もコントラストの高い領域を基準指標体再構成像とし、前記指標体再構成像が前記基準指標体再構成像に結像するように、前記X線源と前記X線検出器との、前記回転中心軸に直交する回転軌道面内の投影角度毎の空間変位量を補正するための空間変位量補正情報を生成する空間変位量補正情報生成ステップと、
前記X線CT装置が被検体を撮影して得たX線画像データを読み込む読込ステップと、
前記被検体の所定の投影角度毎のX線画像データに含まれる前記変位量を、当該X線画像データの投影角度に対する前記空間変位補正情報を用いて修正し、修正後のX線画像データに基づいて逆投影処理を行い、前記被検体のX線CT像を生成する画像再構成ステップと、
前記X線CT像を表示する表示ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
Index body X-ray image data generated by photographing an index body arranged in the vicinity of the rotation center axis of the rotational movement of the X-ray source and the X-ray detector while rotating at predetermined projection angles, An index body image reconstruction step for performing a back projection process using a value indicating the initially set rotation center axis projection position and generating an index body reconstruction image;
An area where the index body is imaged is extracted from the index body reconstructed image, and a value indicating the initial rotation center axis projection position is set so that the area matches the theoretical shape of the index body. A rotation center axis projection position determination step to be corrected;
Of the index object reconstructed image reconstructed using the value indicating the corrected rotation center axis projection position, a region having the highest contrast is set as a reference index object reconstructed image, and the index object reconstructed image is the reference object reconstructed image. A space for correcting the amount of spatial displacement for each projection angle in the rotation orbit plane perpendicular to the rotation center axis of the X-ray source and the X-ray detector so as to form an index body reconstructed image. A spatial displacement correction information generating step for generating displacement correction information;
A reading step of reading X-ray image data obtained by imaging the subject by the X-ray CT apparatus;
The displacement amount included in the X-ray image data for each predetermined projection angle of the subject is corrected using the spatial displacement correction information with respect to the projection angle of the X-ray image data, and the corrected X-ray image data is obtained. An image reconstruction step for performing back projection processing based on the generated X-ray CT image of the subject;
A display step for displaying the X-ray CT image;
An image processing program for causing a computer to execute.
前記指標体は、前記回転中心軸に直交する断面形状が円状となる指標体であり、The indicator body is an indicator body having a circular cross-sectional shape orthogonal to the rotation center axis,
前記回転中心軸投影位置決定ステップにおいて、前記指標体再構成像から抽出された前記指標体が撮像された領域のうち、最もコントラストの大きい弧の半径が0になるように、前記初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を加減算して修正する、In the rotation center axis projection position determination step, the initial setting is performed such that the radius of the arc having the highest contrast is 0 in the region where the index body extracted from the index body reconstruction image is captured. Correct by adding or subtracting the value indicating the rotation center axis projection position,
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理プログラム。The image processing program according to claim 10.
前記空間変位量補正情報生成ステップにおいて、前記各投影角度に、前記X線検出器上に前記指標体を投影した位置と記基準指標体再構成像を投影した位置と、の変位量を補正する前記空間変位量補正情報を生成する、
ことを特徴とする請求項11に記載の画像処理プログラム。
In the spatial displacement amount correction information generation step, the displacement amount between the position where the index body is projected on the X-ray detector and the position where the reference index body reconstruction image is projected is corrected at each projection angle. Generating the spatial displacement correction information;
The image processing program according to claim 11 , wherein:
前記複数のX線画像データの位置合わせを行う位置合わせステップを更に含み、
前記読込ステップにおいて、複数のX線画像データの組を読込み、
前記位置合わせステップにおいて、前記複数のX線画像データの組の間で前記指標体に対応するX線画像データ部分を用いて位置合わせをする
ことを特徴とする請求項10乃至12の何れか一つに記載の画像処理プログラム。
An alignment step of aligning the plurality of X-ray image data;
In the reading step, a plurality of sets of X-ray image data are read,
In the alignment step, alignment is performed using an X-ray image data portion corresponding to the index body between the plurality of sets of X-ray image data .
13. The image processing program according to claim 10 , wherein the image processing program is any one of claims 10 to 12.
前記位置合わせステップにおいて、各々のX線画像データから前記指標体に対応するX線画像データ部分を抽出し、前記指標体に対応するX線画像データ部分の差分が最も小さくなる位置を検出することにより位置合わせを行う、
ことを特徴とする請求項13に記載の画像処理プログラム。
In the alignment step, an X-ray image data portion corresponding to the index body is extracted from each X-ray image data, and a position where the difference between the X-ray image data portions corresponding to the index body is minimized is detected. Align with
The image processing program according to claim 13.
二つの画像を差分した差分画像を生成する差分ステップを更に含み、
前記読込ステップにおいて、前記被検体の血管に造影剤が注入される前に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたマスクX線画像データと、前記造影剤が注入された後に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたライブX線画像データとを読込み、
前記位置合わせステップにおいて、同一の投影角度において撮影されたマスクX線画像データに基づくマスク投影像に含まれる指標体の投影像と、ライブX線画像データに基づくライブ投影像に含まれる指標体投影像と、に基づいて位置合わせを行い、
前記差分ステップにおいて、同一の投影角度において撮影され、位置合わせを行ったマスク投影像とライブ投影像とを差分処理して差分投影像を生成し、
前記画像再構成ステップにおいて、全ての投影角度での差分投影像を再構成することにより造影血管像を再構成する、
ことを特徴とする請求項14に記載の画像処理プログラム。
A difference step for generating a difference image obtained by subtracting the two images;
In the reading step, the mask X-ray image data obtained by imaging the blood vessel and the index body of the subject before the contrast agent is injected into the blood vessel of the subject, and after the contrast agent is injected Read live X-ray image data obtained by imaging the blood vessel of the subject and the index body,
In the alignment step, the projected image of the index object included in the mask projection image based on the mask X-ray image data photographed at the same projection angle and the index object projection included in the live projection image based on the live X-ray image data Alignment based on the image,
In the difference step, a differential projection image is generated by performing a differential process on the mask projection image and the live projection image that are photographed at the same projection angle and aligned,
In the image reconstruction step, a contrasted blood vessel image is reconstructed by reconstructing differential projection images at all projection angles.
The image processing program according to claim 14.
前記指標体が撮像された二つの再構成像を、前記指標体が撮像された領域を基に位置合わせをする位置合わせステップと、An alignment step of aligning two reconstructed images in which the index body is imaged based on an area in which the index body is imaged;
二つの画像を差分した差分画像を生成する差分ステップと、を更に含み、A difference step for generating a difference image obtained by subtracting the two images; and
前記画像再構成ステップにおいて、前記被検体の血管に造影剤が注入される前に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたマスクX線画像データに基づいて前記指標体の断面を一点に結像させてマスク像を再構成するとともに、前記造影剤が注入された後に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたライブX線画像データに基づいて前記指標体の断面を一点に結像させてライブ像を再構成し、In the image reconstruction step, a cross section of the index body based on mask X-ray image data obtained by imaging the blood vessel and the index body of the subject before the contrast medium is injected into the blood vessel of the subject The index body is reconstructed on the basis of live X-ray image data obtained by imaging the blood vessel and the index body of the subject after the contrast agent is injected. The live image is reconstructed by forming the cross section of
前記位置合わせステップにおいて、前記マスク像と前記ライブ像とを、各々に含まれる前記指標体の断面を基準に位置合わせを行い、In the alignment step, the mask image and the live image are aligned based on a cross section of the index body included in each,
前記差分ステップにおいて、位置合わせ後の前記マスク像と前記ライブ像とを差分処理して造影血管像を生成する、In the difference step, a differential blood vessel image is generated by performing a differential process on the mask image after the alignment and the live image,
ことを特徴とする請求項10乃至12の何れか一つに記載の画像処理プログラム。13. The image processing program according to claim 10, wherein the image processing program is any one of claims 10 to 12.
前記X線検出器の検出器取付角の基準角度からのずれを補正する傾き角補正情報に基づいて前記被検体のX線画像データを補正する傾き角補正ステップを更に含み、A tilt angle correcting step of correcting the X-ray image data of the subject based on tilt angle correction information for correcting a deviation from a reference angle of a detector mounting angle of the X-ray detector;
前記X線検出器は、フラットパネルディテクターを用いたものであり、The X-ray detector uses a flat panel detector,
前記傾き角補正ステップにおいて、前記フラットパネルディテクターの取付角の基準角度からのずれを補正する、In the inclination angle correction step, a deviation from a reference angle of the mounting angle of the flat panel detector is corrected,
ことを特徴とする請求項10乃至16の何れか一つに記載の画像処理プログラム。The image processing program according to claim 10, wherein the image processing program is any one of claims 10 to 16.
前記X線源及び前記X線検出器の回転移動の回転中心軸の近傍に配置された指標体を、所定の投影角度毎に回転移動しながら撮影して生成した指標体X線画像データを、初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を用いて逆投影処理を行い、指標体再構成像を生成する指標体画像再構成ステップと、
前記指標体再構成像から前記指標体が撮像された領域を抽出し、当該領域が前記指標体の理論的な形状と一致するように、前記初期設定された回転中心軸投影位置を示す値を修正する回転中心軸投影位置決定ステップと、
前記修正された回転中心軸投影位置を示す値を用いて再構成された指標体再構成像のうち、最もコントラストの高い領域を基準指標体再構成像とし、前記指標体再構成像が前記基準指標体再構成像に結像するように、前記X線源と前記X線検出器との、前記回転中心軸に直交する回転軌道面内の投影角度毎の空間変位量を補正するための空間変位量補正情報を生成する空間変位量補正情報生成ステップと、
前記X線CT装置が被検体を撮影して得たX線画像データを読み込む読込ステップと、
前記被検体の所定の投影角度毎のX線画像データに含まれる前記変位量を、当該X線画像データの投影角度に対する前記空間変位補正情報を用いて修正し、修正後のX線画像データに基づいて逆投影処理を行い、前記被検体のX線CT像を生成する画像再構成ステップと、
前記X線CT像を表示する表示ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
Index body X-ray image data generated by photographing an index body arranged in the vicinity of the rotation center axis of the rotational movement of the X-ray source and the X-ray detector while rotating at predetermined projection angles, An index body image reconstruction step for performing a back projection process using a value indicating the initially set rotation center axis projection position and generating an index body reconstruction image;
An area where the index body is imaged is extracted from the index body reconstructed image, and a value indicating the initial rotation center axis projection position is set so that the area matches the theoretical shape of the index body. A rotation center axis projection position determination step to be corrected;
Of the index object reconstructed image reconstructed using the value indicating the corrected rotation center axis projection position, a region having the highest contrast is set as a reference index object reconstructed image, and the index object reconstructed image is the reference object reconstructed image. A space for correcting the amount of spatial displacement for each projection angle in the rotation orbit plane perpendicular to the rotation center axis of the X-ray source and the X-ray detector so as to form an index body reconstructed image. A spatial displacement correction information generating step for generating displacement correction information;
A reading step of reading X-ray image data obtained by imaging the subject by the X-ray CT apparatus;
The displacement amount included in the X-ray image data for each predetermined projection angle of the subject is corrected using the spatial displacement correction information with respect to the projection angle of the X-ray image data, and the corrected X-ray image data is obtained. An image reconstruction step for performing back projection processing based on the generated X-ray CT image of the subject;
A display step for displaying the X-ray CT image;
An image processing method comprising:
前記複数のX線画像データの位置合わせを行う位置合わせステップを更に含み、
前記読込ステップにおいて、複数のX線画像データの組を読込み、
前記位置合わせステップにおいて、前記複数のX線画像データの組の間で前記指標体に対応するX線画像データ部分を用いて位置合わせをする
ことを特徴とする請求項18に記載の画像処理方法。
An alignment step of aligning the plurality of X-ray image data;
In the reading step, a plurality of sets of X-ray image data are read,
In the alignment step, alignment is performed using an X-ray image data portion corresponding to the index body between the plurality of sets of X-ray image data .
The image processing method according to claim 18.
二つの画像を差分した差分画像を生成する差分ステップを更に含み、
前記読込ステップにおいて、前記被検体の血管に造影剤が注入される前に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたマスクX線画像データと、前記造影剤が注入された後に前記被検体の血管及び前記指標体を撮影して得られたライブX線画像データと、を読込み、
前記位置合わせステップにおいて、同一の投影角度において撮影されたマスクX線画像データに基づくマスク投影像とライブX線画像データに基づくライブ投影像とを前記指標体投影像に基づいて位置合わせを行い、
前記差分ステップにおいて、同一の投影角度において撮影され、位置合わせを行ったマスク投影像とライブ投影像とを差分処理して差分投影像を生成し、
前記画像再構成ステップにおいて、全ての投影角度での差分投影像を再構成することにより造影血管像を再構成する、
ことを特徴とする請求項19に記載の画像処理方法。
A difference step for generating a difference image obtained by subtracting the two images;
In the reading step, the mask X-ray image data obtained by imaging the blood vessel and the index body of the subject before the contrast agent is injected into the blood vessel of the subject, and after the contrast agent is injected Reading live X-ray image data obtained by imaging the blood vessel of the subject and the index body,
In the alignment step, the mask projection image based on the mask X-ray image data photographed at the same projection angle and the live projection image based on the live X-ray image data are aligned based on the index object projection image,
In the difference step, a differential projection image is generated by performing a differential process on the mask projection image and the live projection image that are photographed at the same projection angle and aligned,
In the image reconstruction step, a contrasted blood vessel image is reconstructed by reconstructing differential projection images at all projection angles.
The image processing method according to claim 19.
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