JP5156863B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的および新規な特徴の詳細は、本明細書の記述および添付図面に詳述する。
図1は本発明の実施の形態に係るX線CT装置の正面模式図である。本実施の形態に係るX線CT装置は、X線管(X線発生部)1、X線検出器2、回転台3、寝台天板4、ガントリー5、制御装置7、心電計8、メモリ9、コンソール10、計算機11、モニタ12等から構成される。
心電同期撮影の場合には、撮影条件を指示する際に、レトロスペクティブ撮影或いはプロスペクティブ撮影を指示する。
<条件設定ステップ306>
差分像作成の条件設定は、図5の設定画面の関心領域設定部500、CT値置換設定部501、ビュー画像加算設定部502、ビュー画像作成範囲設定部503を通して行なうことができる。以下、各部を通して行なう条件設定を説明する。
関心領域設定は、最終的に得られる差分像において検者が描出しようとする領域を指定する処理であり、モニタ12に表示されたCT像をもとに、形状の指定およびCT値(閾値)による抽出や除外を行なうことによりなされる。
閾値抽出は、最終的に作成される差分ビュー画像において、特に描出したい部分を、形状で指定された領域から抽出する処理であり、抽出ありを選択するとともにテキストボックスからCT値の範囲を指定することにより行なう。
CT値置換は、ビュー画像から背景ビュー画像を差し引いたときに関心領域のみが描出されるようにするために、背景ビュー画像の作成に用いるCT像の関心領域のデータ値を所定の値に置換する処理である。本実施の形態では、CT値置換設定部501のラジオボタンを用いて、一定値、内挿値、置換無しの中から1つを選択できる。
ビュー画像の加算は、ビュー画像のS/N向上のために行なわれる。すなわち、本実施の形態に係るX線装置では、撮影系の1回転における撮影回数は代表的には1000回程度であり、回転速度が0.35[秒/回転]の場合、各ビュー画像の露出時間は0.35[ms]となる。このように、各ビュー画像の露出時間が非常に短いため、X線の量子ノイズやX線検出器2の回路ノイズによるS/N低下が課題となる。時系列に撮影されたビュー画像を何枚かを加算することで、S/Nを向上することができる。
ビュー画像加算設定部502では、ステップ405で行なう加算処理の条件を設定する。具体的には、テキストボックスに加算枚数Mまたは露出時間Tを入力する。加算枚数Mを直接入力する代わりに、検者にノイズ量を指定させて、指定されたノイズ量に基づき加算枚数を決定することも可能である。また加算に用いる重み関数はラジオボタンを用いて、例えば矩形型、三角型が選択できる。
検者は、図5に示すビュー画像作成範囲設定部503のテキストボックスを通して、作成する差分ビュー画像の角度範囲および角度ステップを指定する。図5に示した例では、角度範囲が0〜360度、角度ステップが10度と指定されているため、撮影系の回転角度0度から10度毎に差分ビューが作成され、360度までで合計37枚の差分ビュー画像が作成される。
以上のように差分画像作成の条件設定が行われた後、差分像作成のステップ307が開始される。以下、ステップ307の各処理の詳細を説明する。
<<全領域を含むCT像を取得する処理400、401>>
この処理は、実測データであるビュー画像の撮影領域と背景ビュー画像を作成するためのCT像の再構成領域を一致させるための処理であり、メモリ9に格納されているCT像が撮影領域の一部を再構成した部分再構成画像である場合に必要となる。図12〜図14を参照して本処理の詳細を説明する。
既に説明したように、関心領域は条件設定ステップ306で、CT像上の位置や形状を指定することにより、また閾値抽出することにより設定されている。本処理は、図5の関心領域設定部500で領域拡張範囲dの設定が0でない場合にのみ実施される。
条件設定306及び上記処理402により関心領域が確定したならば、CT像の確定した関心領域内のCT値をCT値置換部501によって指定された値で置換する。一定値が選択され、その値が入力されている場合には、関心領域の全画素はその値に置換される。内挿が選択されている場合には、以下、述べる方法により関心領域内の各画素について内挿値を計算し、その値で各画素を置換する。
置換処理後のCT像は、ステップ406において背景ビュー画像計算に用いられる。
本処理では、メモリ9に格納された複数のビュー画像(実測したビュー画像)から、差分ビュー画像の作成に用いるビュー画像を選択する。図17に、差分ビュー画像の作成対象となるビュー画像の選別方法の一例を示す。本実施の形態では、作成対象となるビュー画像は、(条件1)CT像の再構成に使用されていること、(条件2)図5のビュー画像作成範囲設定部503によって指定された範囲に含まれること、(条件3)視野内に関心領域を含むもの、という3条件を全て満たすものとして選別される。
本処理では、上記選択処理404で選択されたビューについて、図5のビュー画像加算設定部502により設定された条件で加算処理を行なう。
M=TK/S (1)
ただし、Tは指定される露出時間、Kは1回転あたりに計測されるビュー画像の数、Sは1回転に要する時間である。例えばT=3.5[ms]、K=1000、S=0.35[S]とすると加算枚数Mは10枚となる。ここで、n番目に撮影されたビュー画像をPn(i,j)とすると、Pn(i,j)を中心とするM枚分の加算画像Qn(i,j)は以下の式(2)又は式(3)で計算される。
本処理では、ステップ403においてCT値置換処理がなされたCT像を用いて、ステップ404において選択されたビュー画像に対応する背景ビュー画像を計算する。背景ビュー画像の計算方法について、図19および図20を用いて説明する。
本処理では、ステップ406で作成した加算後のビュー画像と、それと対応する背景ビュー画像との差分を行なう。ビュー画像作成範囲設定部503で、ビュー画像作成範囲として0〜360が指定され、角度ステップが10度に設定されている場合には、該当する37枚のビュー画像の全てについて差分ビュー画像が作成される。
上述した処理400〜407のプロセスを経て、作成された差分ビュー画像は最後にモニタ12に表示される。
表示の方法は、図21に限らず種々の変更が可能である。例えば、差分ビュー画像を差分前のビュー画像と並べて表示してもよいし、CT画像とともに表示してもよい。
加算後の差分ビュー画像は、前述の実施の形態と同様の表示方法によって、表示される(ステップ308)。
Claims (15)
- X線発生部と、前記X線発生部に対向配置されたX線検出部と、前記X線発生部と前記X線検出部の対を回転させる回転機構部と、前記回転の周方向の複数の位置で撮影した被写体のX線透過像に基づいて前記被写体のCT像を作成する画像処理部と、前記CT像を表示する表示部とを備えたX線CT装置において、
前記画像処理部は、
前記CT像中に関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記関心領域におけるCT像のデータ値を別の値に変換するデータ値変換手段と、
前記データ値を変換した後のCT像を仮想のX線発生部から仮想のX線検出部に対し順投影し、擬似的なX線透過像を計算する順投影手段と、
前記X線透過像と前記擬似X線透過像とを差分し、差分像を作成する差分計算手段とを有することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記画像処理部は、前記複数の位置で撮影したX線透過像から、前記差分計算手段が差分像を作成するのに用いるX線透過像を選択するX線透過像選択手段を備えたことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項2に記載のX線CT装置において、
前記X線透過像選択手段は、前記複数の位置で撮影したX線透過像のうち、前記CT像の計算に利用したX線透過像及び/又は前記関心領域を撮影視野内に含むX線透過像を選択することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記順投影手段は、前記仮想X線検出部が有する複数の検出素子の各々と前記仮想X線発生部とを結ぶ複数のX線ビームのうち前記関心領域を通過するX線ビームのみを用いて、前記擬似X線透過像のデータを作成することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記画像処理部は、前記回転の回転軸と垂直な面内において前記CT像が前記被写体の全体を包含しているかそれより小さい領域の部分領域CT像かを判定する判定手段を備え、前記判定手段により前記CT像が部分領域CT像であると判定されたときに、前記部分領域CT像以外の領域において第2のCT像を計算し、前記順投影手段は、前記部分領域CT像及び前記第2のCT像に対して前記擬似X線透過像を計算することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記関心領域設定手段は、前記CT像における前記関心領域の位置と形状の指定を受け付ける受付手段を備え、前記受付手段が受け付けた位置を基準として前記受付手段が受け付けた形状で囲まれる領域を前記関心領域として設定することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記関心領域設定手段は、CT値の閾値の指定を受け付ける閾値受付手段を備え、前記閾値受付手段が受け付けた閾値と前記CT像のデータ値との比較に基づいて前記関心領域を抽出することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項7に記載のX線CT装置において、
前記閾値受付手段は第1及び第2の閾値を受付け、前記関心領域設定手段は前記CT像のうち、CT値が前記第1の閾値と第2の閾値との間にある画素を関心領域内の画素として抽出することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項7に記載のX線CT装置において、
前記関心領域設定手段は、前記関心領域を拡張又は縮小する手段を備えたことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項6に記載のX線CT装置において、
前記関心領域設定手段は、前記CT像中において前記関心領域から除外する領域の指定を受け付ける除外領域受付手段を備え、前記除外領域受付手段が受け付けた領域を前記関心領域から除外することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記データ値変換手段は、前記関心領域におけるCT像のデータ値を一定値に変換することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記データ値変換手段は、前記関心領域のデータ値を前記関心領域以外の領域のデータ値から内挿して計算する内挿手段を備え、前記関心領域におけるCT像のデータ値を前記内挿された値に変換することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1に記載のX線CT装置において、
前記画像処理部は、前記回転の角度方向に異なる位置で撮影した複数のX線透過像あるいは前記差分計算手段が作成した複数の差分像を加算する加算手段を備えたことを特徴するX線CT装置。 - 請求項13に記載のX線CT装置において、
前記加算手段は、前記回転の角度方向に異なる位置で撮影した複数のX線透過像を加算して加算像を作成し、
前記順投影手段は、前記複数のX線透過像の内の1つのX線透過像に対して前記擬似X線透過像を計算し、
前記差分計算手段は、前記加算像と擬似X線透過像との差分像を計算することを特徴するX線CT装置。 - 請求項13に記載のX線CT装置において、
前記加算手段は、任意の撮影露出時間の指定を受け付ける露出時間受付手段を備え、前記露出時間受付手段が受け付けた前記撮影露出時間に基づき、前記加算における加算枚数を計算し、加算を行うことを特徴とするX線CT装置。
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