JP5404767B2 - X線ct装置及び画像修正プログラム - Google Patents
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Description
以下、図1乃至8を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、実施例1のを実現するハードウェア構成について述べる。図1は、本発明の実施例1における装置各部のハードウェアの構成を説明するための図である。図2は、本発明の実施例1における撮影の流れを説明するための図である。図3は、本発明の実施例1における撮影条件入力部の画面例を説明するための図である。図4は、本発明の実施例1における回転撮影時のCT画像の撮影範囲を説明するための図であって、図4(a)は、回転撮影の概要図であり、図4(b)は、図4(a)に示す断層面155におけるAxial像であり、図4(c)は、被写体6の中心付近のSagittal像である。図5は、本発明の実施例1における回転撮影及びスキャノグラム撮影を説明するための図である。図6は、本発明の実施例1における再構成処理部の各部を説明するための図である。図7は、本発明の実施例1における逐次近似再構成の計算手順を説明するためのフローチャートである。図8は、本発明の実施例1におけるシミュレーションに使用したファントムと本発明法の効果を説明するための図であって、図8(a)は、従来法による再構成画像を示す図であり、図8(b)は、本発明法による再構成画像を示す図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、回転撮影による測定投影データ及びスキャノグラムデータ撮影時の心位相が一致するとき、X線を照射する機能を有するX線CT装置について述べる。以下、図9乃至10を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図9は、本発明の実施例2における回転撮影のProspective ECG−triggered scanを説明するための図である。図10は、本発明の実施例2における回転撮影及びスキャノグラム撮影のProspective ECG−triggered scanを説明するための図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、回転撮影により得た測定投影データ及びスキャノグラムデータから、心位相が一致する時間のデータを選択して、CT画像を計算するX線CT装置について述べる。以下、図11乃至12を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図11は、本発明の実施例3における回転撮影のRetrospective ECG−gated scanを説明するための図である。図12は、本発明の実施例3における回転撮影及びスキャノグラム撮影のRetrospective ECG−gated scanを説明するための図である。
以下、本実施例では、実施例2、3の心電図データを利用した心電同期による撮影と同様の方法を用いて、呼吸等の被写体の動きによる画質劣化の影響を軽減させる方法を挙げる。以下、図13乃至14を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図13は、本発明の実施例4における呼吸同期を説明するための図であって、図13(a)は、通常時における被写体6を示す図であり、図13(b)は、吸気時における被写体6を示す図である。図14は、本発明の実施例4における呼吸同期を用いたCT撮影を説明するための図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、不完全撮影領域153sまたは非撮影領域154sに対し、回転撮影による測定投影データやスキャノグラムデータを予め外挿してCT画像を計算するX線CT装置について、図15を参照して述べる。図15は、本発明の実施例5における測定投影データの外挿を説明するための図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、不完全撮影範囲153、または非撮影範囲154のCT画像を予め外挿し計算するX線CT装置について、図16を参照して述べる。図16は、本発明の実施例6におけるCT画像の外挿を説明するための図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、不完全撮影範囲153、または非撮影範囲154のCT画像を予め外挿し計算するX線CT装置について、図17を参照して述べる。図17は、本発明の実施例7におけるスキャノグラムデータを用いた楕円近似を説明するための図であって、図17(a)は、スキャノグラム撮影時におけるスキャノグラムデータを示す図であり、図17(b)は、楕円近似におけるスキャノグラムデータを示す図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、逐次近似再構成手法による更新時、測定投影データ、または前記スキャノグラムデータに合わせるように、CT画像を計算するX線CT装置について、図18乃至19を参照して述べる。図18は、本発明の実施例8における測定投影データを用いたCT画像の縮小処理を説明するための図であって、図18(a)は、測定投影データと計算投影データの比較を示す図であり、図18(b)は、CT画像の縮小処理を示す図である。図19は、本発明の実施例8における測定投影データを用いたCT画像の拡大処理を説明するための図であって、図19(a)は、測定投影データと計算投影データの比較を示す図であり、図19(b)は、CT画像の拡大処理を示す図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、逐次近似再構成手法による更新時、測定投影データ、または前記スキャノグラムデータに合わせるように、CT画像を計算するX線CT装置について、図20を参照して述べる。図20は、本発明の実施例9におけるスキャノグラムデータを用いたCT画像の画素値修正を説明するための図であって、図20(a)は、スキャノグラムデータを示す図であり、図20(b)は、計算投影データを示す図である。
以下、本実施例では実施例1に加えて、逐次近似再構成手法による更新時、不完全撮影範囲、または非撮影範囲のCT画像に対して、完全撮影範囲のCT画像から計算し、画像を修正するX線CT装置について、図21を参照して述べる。図21は、本発明の実施例10における完全撮影範囲のCT画像による修正を説明するための図である。
以下、本実施例でCT画像の不完全な計測領域をスキャノグラムデータに合わせるように修正する画像修正プログラムの構成について、図22を参照して述べる。図22は、本発明の実施例11における画像修正プログラムの構成を示すブロック図である。
Claims (11)
- X線を発生するX線発生部と、
被写体透過後の前記X線を検出するX線検出部と、
前記X線発生部及び前記X線検出部を回転させながら、前記被写体の回転撮影による測定投影データを計測する回転計測部と、
前記X線発生部及び前記X線検出部を回転せずに、前記被写体のスキャノグラム撮影による測定投影データを計測するスキャノグラム計測部と、
前記被写体のX線吸収率分布に相当する初期画像を設定し、前記回転撮影による測定投影データと、前記回転撮影の各角度での前記X線発生部と前記X線検出部とを結ぶ各X線経路に沿って前記初期画像が示すX線吸収率を積分して得た計算投影データとの差がより小さくなるように、前記初期画像の各位置のX線吸収率を逐次修正する処理を所定回数繰り返すことにより、前記被写体のX線吸収率分布を再構成する逐次再構成処理部と、を備え、
前記回転撮影において前記再構成に必要な全ての回転角度の前記X線が計測される空間を完全撮影領域とし、前記回転撮影において一部の回転角度の前記X線が計測される空間を不完全撮影領域とし、前記完全撮影領域と前記不完全撮影領域とを除く空間を非撮影領域とし、
前記逐次再構成処理部は、前記不完全撮影領域及び前記非撮影領域にまで及ぶ範囲で算出されたX線吸収率分布を前記初期画像として設定し、該設定した初期画像のうちの少なくとも前記非撮影領域を通るX線経路上のX線吸収率を、前記非撮影領域を通るX線経路を通過したX線を計測して得られた前記スキャノグラム撮影による測定投影データと、前記スキャノグラム撮影でのX線経路に沿って前記初期画像が示すX線吸収率を積分して得た計算投影データとの差がより小さくなるように修正する、
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、
前記被写体の動きを検出する体動検出部を更に有し、
前記X線発生部は、前記回転撮影及び前記スキャノグラム撮影において前記被写体の位置が略一致する時点においてのみ、前記X線を発生する、
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、
前記被写体の動きを検出する体動検出部を更に有し、
前記逐次再構成処理部は、前記回転撮影による測定投影データ及び前記スキャノグラム撮影による測定投影データから、前記被写体の位置が略一致する時間に相当する前記回転撮影による測定投影データ及び前記スキャノグラム撮影による測定投影データを選択して前記被写体のX線吸収率分布を再構成する、
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、
前記回転撮影による測定投影データに基づき、解析的再構成アルゴリズムを用いて前記被写体のX線吸収率分布を算出する吸収率分布計算部をさらに有し、前記逐次画像再構成処理部は前記吸収率分布計算部が算出したX線吸収率分布に基き前記初期画像を設定する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4に記載のX線CT装置において、
前記吸収率分布計算部は、前記回転撮影による測定投影データに対し、前記非撮影領域と、前記不完全撮影領域において一部の回転角度の前記X線が計測されない領域と、のそれぞれの位置から略近傍距離にある前記回転撮影による測定投影データ又は前記スキャノグラム撮影による測定投影データを予め外挿した後に前記被写体のX線吸収率分布を計算する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4に記載のX線CT装置において、
前記吸収率分布計算部は、前記被写体のX線吸収率分布の中の前記不完全撮影範囲と前記非撮影範囲とに対し、前記不完全撮影範囲及び前記非撮影範囲のそれぞれの位置から略近傍距離にある前記完全撮影範囲の画素値を外挿することにより前記被写体のX線吸収率分布を計算する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4に記載のX線CT装置において、
前記吸収率分布計算部は、前記不完全撮影領域及び前記非撮影領域を通過した前記X線を計測して得られた前記回転撮影による測定投影データに基づき計算される前記被写体のX線吸収率分布の画素値を、前記被写体のX線吸収率分布を近似する関数と、前記回転撮影による測定投影データ又は前記スキャノグラム用の測定データと、に基づき推定することにより前記被写体のX線吸収率分布を計算する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4に記載のX線CT装置において、
前記逐次再構成処理部は、前記回転撮影による測定投影データに基づき計算された前記初期画像に対して、その初期画像から算出された計算投影データの前記X線検出器方向の径と、前記回転撮影による測定投影データの前記X線検出器方向の径又は前記スキャノグラム撮影による測定投影データの前記X線検出器方向の径と、が等しくなるように、前記初期画像を拡大又は縮小する修正を行う、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4に記載のX線CT装置において、
前記逐次再構成処理部は、前記回転撮影による測定投影データに基づき計算された前記初期画像に対して、その初期画像から算出された計算投影データと、前記回転撮影による測定投影データ又は前記スキャノグラム撮影による測定投影データと、を検出器方向にそれぞれ積分し、前記計算投影データの積分値と前記回転撮影による測定投影データの積分値又は前記スキャノグラム撮影による測定投影データの積分値と、が等しくなるように、前記初期画像の画素値を修正する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4に記載のX線CT装置において、
前記吸収率分布計算部は、前記回転撮影による測定投影データに基づき計算された前記X線吸収率分布に対して、そのX線吸収率分布の中の前記完全撮影範囲内で前記被写体が撮影された領域の輪郭領域を抽出し、その輪郭領域に近似関数を適用することにより、前記X線吸収率分布の中の前記不完全撮影範囲及び前記非撮影範囲内の前記被写体の輪郭領域を補間する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - X線CT装置が被写体を回転撮影して得た測定投影データを再構成して得られた前記被写体のX線吸収率分布と、前記X線CT装置に備えられたX線発生部とX線検出器とを回転せずに、前記被写体を撮影して得たスキャノグラム撮影による測定投影データと、を取得するステップと、
前記回転撮影において前記再構成に必要な全ての回転角度の前記X線が計測される空間を完全撮影領域とし、前記回転撮影において一部の回転角度の前記X線が計測される空間を不完全撮影領域とし、前記完全撮影領域と前記不完全撮影領域とを除く空間を非撮影領域とし、前記被写体のX線吸収率分布を基に、前記不完全撮影領域及び前記非撮影領域にまで及ぶ範囲にまで拡張したX線吸収率分布を前記初期画像として算出するステップと、
前記X線発生部及び前記X線検出部を結ぶ経路上における前記被写体のX線吸収率の積分値を示す計算投影データを算出するステップと、
前記回転撮影による測定投影データと、前記回転撮影の各角度での前記X線発生部と前記X線検出部とを結ぶ各X線経路に沿って前記初期画像が示すX線吸収率を積分して得た計算投影データとの差がより小さくなるように、前記初期画像の各位置のX線吸収率を修正する処理、及び、前記非撮影領域を通るX線経路を通過したX線を計測して得られた前記スキャノグラム撮影による測定投影データと、前記スキャノグラム撮影での前記非撮影領域を通るX線経路に沿って前記初期画像が示すX線吸収率を積分して得た計算投影データとの差がより小さくなるように、前記非撮影領域を通るX線経路上のX線吸収率を修正する処理を、交互に複数回繰り返すステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とする画像修正プログラム。
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