JP5455210B2 - X線ct装置およびx線ct画像再構成方法 - Google Patents
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Description
<<第1実施形態>>
<X線CT装置100の構成>
図1は、本発明の一実施形態であるX線CT装置(マルチスライスCT装置)100の全体構成を示すブロック図である。
尚、心電同期撮影における投影データの収集法には、X線を連続的に曝射して複数心拍数分の投影データを連続収集し、連続収集した複数心拍の投影データそれぞれのうち、同時に心電計から取得された被検体の心電波形に基づいて、特定位相(例えば、心臓の動きが少ない位相)の投影データをそれぞれ取り出す方法であるレトロスペクティブ・ゲーティング法と、予め心電計から取得された被検体の心電波形に基づいて断層画像の撮影スケジュールを決定し、決定した撮影スケジュールに従って、X線を断続的に曝射するプロスペクティブ・ゲーティング法とがあるが、どちらを用いることもできる。
画像再構成部30cは、得られた投影データを画像再構成(ハーフリコン)する。
セグメント分割部30eでは画像再構成領域の分割と、所定の分割領域の部分画像の基となる画像を再構成するのに必要な投影データを得るためのX線管20の回転角度範囲(以下、回転角度範囲XRと呼ぶ)とが決定される。詳しくは後述する。
表示制御部30gは、画像合成部30fで合成された合成画像を表示装置32に表示させる。なお、表示制御部30gは2次元画像だけでなく、複数の2次元画像から3次元画像の作成や、所定の方向に投影して表示させて画像合成部30fの合成画像を多方向から表示させてもよい。
図4(a)は、被検体9の心電波形ECGを示した模式図である。図4(b)は、心電波形ECGに、ハーフリコンに必要な180度+ファンビーム角度分の投影データに対応する心位相SPを表示させた模式図である。図4(a)および(b)では心拍数HRが60心拍/分と示されている。
セグメント分割部30eは、あらかじめ設定してあるプロトコルおよび使用者の入力で決定された分割数に応じて、360度の範囲で略均等に回転角度位置に割り振られた分割数分の回転角度範囲XR(180度+ファン角度)を決定する。具体的には、例えば、分割数が2の場合は、2つの回転角度範囲XRの中心の角度位置が180度差となるように決定し、分割数が3の場合は、3との回転角度範囲XRのうち、隣り合う回転角度範囲XRの中心の角度位置が120度差となるように決定される。
図6(a)は、第1セグメント領域SG1に対する第1回転角度範囲XR1を示した図である。図6(b)は、第2セグメント領域SG2に対する第2回転角度範囲XR2を示した図である。
画像合成部30fは各回転角度範囲XRで取得する投影データごとに画像再構成して得られる画像を所定のセグメント領域で分割し、同一部位の複数のセグメント領域を合成して1枚の断層像を作成する。画像合成部30fは、合成には重み付き演算処理(重み付け処理)して合成することで合成画像GPのセグメント境界BLを目立たなくさせることもできる。つまり画像合成部30fは、セグメント境界BLがより滑らかな観察しやすい断層像を作成することができる。
第1実施形態では画像再構成領域PAを2つのセグメント領域に分割して合成する手法を示したが、第2実施形態では5分割を行う場合を示す。分割数を増やすにつれコーンビームアーチファクトCAは少なくなるためX線CT装置100で作成される画像はより観察しやすい画像を作成することができる。第2実施形態では5分割した例を示すが、10分割など任意の分割数にすることができる。なお、以下は第1実施形態と同一な符号を用い、相違する点について説明する。
分割数に応じて1心拍に1回のスキャンを行うと、分割数の増加につれ撮影時間および被爆が多くなるが、本実施形態では1心拍に複数回のスキャンを行うことで撮影時間および被爆の低減が可能となる。本実施形態は2分割より多くの分割数の場合に有効である。
図11は中央処理装置30によるX線CT装置100の制御方法を示したフローチャートである。
4 … 撮影テーブル、5 … 心電計
9 … 被検体、
20 … X線管(201 … X線ビーム)
22 … コリメータ(221 … コリメータプレート)
23 … X線検出器(231 … 検出素子)
24 … データ収集部
25 … X線管コントローラ、26 … コリメータコントローラ
27 … 回転部、28 … 回転コントローラ
29 … ボア
30 … 中央処理装置
30a … 制御部
30b … 投影データ取得部
30c … 画像再構成部
30d … 心電波形同期部
30e … セグメント分割部
30f … 画像合成部
30g … 表示制御部
31 … 入力装置、32 … 表示装置、33 … 記憶装置
41 … クレードル
100 … X線CT装置
ap … アパーチャ
BL … セグメント境界
C … 中心線
CA … コーンビームアーチファクト
d … 角度
ECG … 心電波形
EX … 終点
GP … 合成画像
HR … 心拍数
MA … モーションアーチファクト領域
O … 画像再構成中心
P(P1〜P5) … 画像
PA … 画像再構成領域
R … 心拍間隔
SC … ハーフスキャン
SG(SG1〜SG5) … セグメント領域
SI … スキャン間隔
SP … 心位相
ST … 投影データ収集時間
SX … 始点
XR … 所定の分割領域の部分画像の基となる画像を再構成するのに必要な投影データを得るためのX線管20の回転角度範囲
XT … X線照射時間
Claims (7)
- スキャン手段と、
スキャン制御手段と、
一回転に満たないX線管の回転角度範囲の投影データに基づいて、被検体の断層画像を再構成する画像再構成手段を備えたX線CT装置において、
前記スキャン制御手段は、360度の範囲で略均衡な回転角度位置に割り振られた複数の前記一回転に満たないX線管の回転角度範囲からX線を照射して前記被検体の体軸方向の同じ位置における複数の投影データ群を、前記被検体の少なくとも2つの異なる心拍周期を用いて当該被検体の心電信号に同期して収集するよう、前記スキャン手段を制御するものであり、
前記画像再構成手段は、前記複数の投影データ群それぞれを用いた複数の断層画像を再構成し、それぞれの前記断層画像から、当該断層画像の再構成に用いられた投影データ群を収集した際の前記回転角度位置に基づき部分画像を抽出し、当該抽出した複数の部分画像を合成して当該被検体の当該位置における断層画像を生成するものである
X線CT装置。 - 前記スキャン制御手段は、前記心拍周期の一心拍に複数の投影データ群を収集するよう制御するものである
請求項1に記載のX線CT装置。 - 前記スキャン制御手段は、前記被検体の少なくとも2つの異なる心拍周期を用いて当該被検体の心電信号に同期して前記被検体の少なくとも2つの異なる心拍周期を用いて当該被検体の心電信号に同期して収集されるように、前記X線管の一定の回転速度を制御する
請求項1または請求項2に記載のX線CT装置。 - 前記画像再構成手段において、前記抽出される部分画像は、前記断層画像の画像中心を中心に前記複数の投影データ群の数分の略均衡な角度範囲に前記断層画像を分割して得られる複数の部分画像のうち、前記回転角度範囲の中心の角度位置と前記断層画像の中心を挟んで対向する角度位置を中心に広がる部分画像である
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のX線CT装置。 - 前記画像再構成手段において、前記部分画像は、合成した際に境界部においてオーバーラップするように抽出されるものであり、前記合成は、前記境界部において重み付けして合成するものである
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のX線CT装置。 - 前記一回転に満たないX線管の回転角度範囲が、180度に前記X線のファン角度を足した角度である
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線CT装置 - X線管およびX線検出器を有するスキャン手段を制御するスキャン制御手段で、一回転に満たないX線管の回転角度範囲の投影データを取得し、被検体の断層画像を再構成する画像再構成手段を備えたX線CT画像再構成方法において、
360度の範囲で略均衡な回転角度位置に割り振られた複数の前記一回転に満たないX線管の回転角度範囲からX線を照射して前記被検体の体軸方向の同じ位置における複数の投影データ群を、前記被検体の少なくとも2つの異なる心拍周期を用いて当該被検体の心電信号に同期して収集し、
前記複数の投影データ群それぞれを用いた複数の断層画像を再構成し、それぞれの前記断層画像から、当該断層画像の再構成に用いられた投影データ群を収集した際の前記回転角度位置に基づき部分画像を抽出し、当該抽出した複数の部分画像を合成して当該被検体の当該位置における断層画像を生成する
X線CT画像再構成方法。
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