JP5511188B2 - Image reconstruction method and X-ray CT apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、X線CT(Computed Tomography)画像の画像再構成方法およびその方法を実施するためのX線CT装置に関する。 The present invention relates to an image reconstruction method for an X-ray CT (Computed Tomography) image and an X-ray CT apparatus for carrying out the method.
従来、X線管およびX線検出器を含むデータ(data)収集系を被検体の体軸方向に相対直線移動させながらスキャン(scan)を行うヘリカルスキャン(helical scan)により収集された投影データに基づいてCT画像を再構成する画像再構成方法が知られている。 Conventionally, projection data collected by a helical scan that scans a data (data) collection system including an X-ray tube and an X-ray detector while moving relative to the body axis of the subject. An image reconstruction method for reconstructing a CT image based on this is known.
また、この画像再構成方法において、データ収集系の基準位置とCT画像の再構成面の位置とが被検体の体軸方向で一致する時刻に対応する基準ビュー(view)を中心とする所定のビュー範囲を、そのCT画像の再構成に用いる投影データのビュー範囲として設定する方法が知られている(特許文献1,第22段落等参照)。なお、データ収集系の基準位置は、例えばX線管のX線焦点とX線検出器の中心とを結ぶ直線とデータ収集系の回転軸との交点の位置である。
Further, in this image reconstruction method, a predetermined centered on a reference view corresponding to a time at which the reference position of the data acquisition system and the position of the reconstruction plane of the CT image coincide with each other in the body axis direction of the subject. A method for setting a view range as a view range of projection data used for reconstruction of the CT image is known (see
しかしながら、上記のヘリカルスキャンが、データ収集系を可変の速度にて相対直線移動させながらスキャンを行う、いわゆる可変ピッチ(pitch)ヘリカルスキャンである場合には、基準ビューに対応する時刻の前後において、その相対直線移動の速度が異なる場合がある。つまり、CT画像の再構成に用いる所定のビュー範囲には、基準ビューに隣接する両側のビュー範囲が含まれるが、一方側のビュー範囲に対応する相対直線移動の距離と、他方側のビュー範囲に対応する相対直線移動の距離とが異なる場合がある。そのため、上記の基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、相対直線移動の速度が遅い側のビュー範囲のさらに外側には、CT画像の再構成に寄与するビューすなわち再構成面を通るX線ビーム(beam)による投影データのビューが再構成に利用されないまま残っており、CT画像の画質向上の余地を残している。 However, when the above helical scan is a so-called variable pitch helical scan in which the data acquisition system is scanned while relatively linearly moving at a variable speed, before and after the time corresponding to the reference view, The speed of the relative linear movement may be different. That is, the predetermined view range used for reconstruction of the CT image includes the view ranges on both sides adjacent to the reference view, but the relative linear movement distance corresponding to the view range on one side and the view range on the other side The distance of the relative linear movement corresponding to may be different. Therefore, among the view ranges on both sides adjacent to the reference view, an X-ray that passes through a view that contributes to the reconstruction of the CT image, that is, an X-ray that passes through the reconstruction plane, is further outside the view range on the slow relative linear movement speed side. The projection data view by the beam remains unused for reconstruction, leaving room for improving the image quality of the CT image.
本発明は、上記事情に鑑み、可変ピッチヘリカルスキャンにより得られるCT画像の画質をより向上させることができる画像再構成方法およびその方法を用いるX線CT装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image reconstruction method capable of further improving the image quality of a CT image obtained by variable pitch helical scanning, and an X-ray CT apparatus using the method.
第1の観点では、本発明は、X線管およびX線検出器を含むデータ収集系を被検体の体軸方向に対し、可変の速度にて相対直線移動させながらスキャンを行う可変ピッチヘリカルスキャンにより収集された投影データに基づいてCT画像を再構成する画像再構成方法であって、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲を設定するステップ(step)であって、前記データ収集系の基準位置と前記CT画像の再構成面の位置とが前記体軸方向において一致する時刻に対応する基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、前記相対直線移動の速度が大きい側のビュー範囲よりも前記速度が小さい側のビュー範囲の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するステップと、前記設定されたビュー範囲の投影データを用いて前記CT画像を再構成するステップとを有する画像再構成方法を提供する。 In a first aspect, the present invention provides a variable pitch helical scan that performs scanning while moving a data acquisition system including an X-ray tube and an X-ray detector relative to the body axis direction of a subject at a variable linear velocity. An image reconstruction method for reconstructing a CT image on the basis of projection data collected by the method, comprising: setting a view range to be used for reconstruction of the CT image, wherein the reference of the data collection system Among the view ranges on both sides adjacent to the reference view corresponding to the time when the position and the position of the reconstruction plane of the CT image coincide with each other in the body axis direction, than the view range on the side with the higher relative linear movement speed A view range composed of the reference view and the view ranges on both sides thereof is used for the reconstruction of the CT image so that the view range on the lower speed side becomes a larger view range. And setting the view range that provides an image reconstruction method and a step of reconstructing the CT image using the projection data of the set view range.
第2の観点では、本発明は、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲を設定するステップが、前記基準ビューに隣接した両側に、所定の同じビュー角度分のビュー範囲を特定するステップと、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度に関する情報を求めるステップと、前記相対直線移動の速度に関する情報に基づいて、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度の大小関係を特定するステップと、前記大小関係が大となる側よりも、前記大小関係が小となる側の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲からなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するステップとを含む上記第1の観点の画像再構成方法を提供する。 In a second aspect, the present invention provides the step of setting a view range used for reconstruction of the CT image, specifying a view range for a predetermined same view angle on both sides adjacent to the reference view; Obtaining information on the speed of the relative linear movement of the specified both-side view range; and information on the speed of the relative linear movement of the specified both-side view range based on the information on the speed of the relative linear movement. The step of specifying the magnitude relationship and the reference view and the view ranges on both sides thereof are set such that the side on which the magnitude relationship is smaller than the side on which the magnitude relationship is larger is a larger view range. And providing a view range as a view range to be used for the reconstruction of the CT image.
第3の観点では、本発明は、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度の大小関係を特定するステップは、前記特定された両側のビュー範囲のうち、一方側のビュー範囲の投影データを収集するための前記相対直線移動の距離と、他方側のビュー範囲の投影データを収集するための前記相対直線移動の距離との大小関係を特定するステップを含む上記第2の観点の画像再構成方法を提供する。 In a third aspect, according to the present invention, the step of specifying the magnitude relationship of the relative linear movement speeds of the specified both-side view ranges includes the one-side view range of the specified both-side view ranges. The second aspect includes a step of specifying a magnitude relationship between the distance of the relative linear movement for collecting the projection data of the first and the distance of the relative linear movement for collecting the projection data of the other-side view range. An image reconstruction method is provided.
第4の観点では、本発明は、前記大小関係が大となる側のビュー範囲として、前記所定の同じビュー角度分のビュー範囲を用い、前記大小関係が小となる側のビュー範囲を、前記所定の同じビュー角度分のビュー範囲より大きくする上記第2の観点または第3の観点の画像再構成方法を提供する。 In a fourth aspect, the present invention uses a view range corresponding to the predetermined same view angle as the view range on the side where the magnitude relationship is large, and the view range on the side where the magnitude relationship is small is An image reconstruction method according to the second aspect or the third aspect, wherein the image range is made larger than a view range for a predetermined same view angle.
第5の観点では、本発明は、X線管およびX線検出器を含むデータ収集系を有しており、前記データ収集系を被検体の体軸方向に対し、可変の速度にて相対直線移動させながらスキャンを行う可変ピッチヘリカルスキャンにより投影データを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段により収集された投影データに基づいてCT画像を再構成する画像再構成手段とを備えるX線CT装置であって、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲を設定するビュー範囲設定手段であって、前記データ収集系の基準位置と前記CT画像の再構成面の位置とが前記体軸方向において一致する時刻に対応する基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、前記相対直線移動の速度が大きい側のビュー範囲よりも前記速度が小さい側のビュー範囲の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するビュー範囲設定手段を備えており、前記画像再構成手段が、前記設定されたビュー範囲の投影データを用いて前記CT画像を再構成するX線CT装置を提供する。 In a fifth aspect, the present invention has a data acquisition system including an X-ray tube and an X-ray detector, and the data acquisition system is a relative straight line at a variable speed with respect to the body axis direction of the subject. X-ray CT comprising: data collection means for collecting projection data by variable pitch helical scan that performs scanning while moving; and image reconstruction means for reconstructing a CT image based on the projection data collected by the data collection means A view range setting means for setting a view range used for reconstruction of the CT image, wherein a reference position of the data acquisition system and a position of a reconstruction plane of the CT image are in the body axis direction Of the view ranges on both sides adjacent to the reference view corresponding to the matching time, the view range on the side with the lower speed than the view range on the side with the higher relative linear movement speed. Includes a view range setting unit that sets a view range including the reference view and the view ranges on both sides of the reference view as a view range used for reconstruction of the CT image so that a large view range is obtained. An reconstruction means provides an X-ray CT apparatus for reconstructing the CT image using projection data of the set view range.
第6の観点では、本発明は、前記ビュー範囲設定手段が、前記基準ビューに隣接した両側に、所定の同じビュー角度分のビュー範囲を特定し、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度に関する情報を求め、前記相対直線移動の速度に関する情報に基づいて、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度の大小関係を特定する大小関係特定手段を備えており、前記大小関係が大となる側よりも、前記大小関係が小となる側の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲からなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定する上記第5の観点のX線CT装置を提供する。 In a sixth aspect, according to the present invention, the view range setting means specifies a view range corresponding to a predetermined same view angle on both sides adjacent to the reference view, and the relative view ranges on the specified both sides are set. A magnitude relation specifying unit that obtains information about the speed of the linear movement and specifies the magnitude relation of the speed of the relative linear movement of the specified view ranges on both sides based on the information about the speed of the relative linear movement; The CT image includes a view range composed of the reference view and the view ranges on both sides of the reference view so that the side on which the magnitude relationship is small is larger than the side on which the magnitude relationship is large. The X-ray CT apparatus according to the fifth aspect, which is set as a view range used for reconstruction of the above, is provided.
第7の観点では、本発明は、前記大小関係特定手段が、前記特定された両側のビュー範囲のうち、一方側のビュー範囲の投影データを収集するための前記相対直線移動の距離と、他方側のビュー範囲の投影データを収集するための前記相対直線移動の距離との大小関係を特定する上記第6の観点のX線CT装置を提供する。 In a seventh aspect, the present invention relates to the relative linear movement distance for the projection of the view range on one side out of the identified view ranges on both sides, and the other An X-ray CT apparatus according to the sixth aspect of the invention that specifies a magnitude relationship with the distance of the relative linear movement for collecting projection data of a side view range is provided.
第8の観点では、本発明は、前記ビュー範囲設定手段が、前記大小関係が大となる側のビュー範囲として、前記所定の同じビュー角度分のビュー範囲を用い、前記大小関係が小となる側のビュー範囲を、前記所定の同じビュー角度分のビュー範囲より大きくする上記第6の観点または第7の観点のX線CT装置を提供する。 In an eighth aspect, according to the present invention, the view range setting unit uses a view range corresponding to the predetermined same view angle as a view range on the side where the magnitude relationship becomes large, and the magnitude relationship becomes small. The X-ray CT apparatus according to the sixth aspect or the seventh aspect, wherein the side view range is made larger than the view range corresponding to the predetermined same view angle.
第9の観点では、本発明は、前記所定の同じビュー角度が、π/2、π/2+X線ビームのファン(fan)角の半分、π、または、π+前記ファン角の半分である上記第6の観点から第8の観点のいずれか1つの観点のX線CT装置を提供する。 In a ninth aspect, the present invention provides the above-described second aspect wherein the predetermined same view angle is half of the fan angle of π / 2, π / 2 + X-ray beam, π, or π + half of the fan angle. An X-ray CT apparatus according to any one of the sixth aspect to the eighth aspect is provided.
第10の観点では、本発明は、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲を構成する前記基準ビューに隣接する両側のビュー範囲の一方側の投影データを収集するための前記相対直線移動の距離と、該両側のビュー範囲の他方側の投影データを収集するための前記相対直線移動の距離とが同じである上記第5の観点から第9の観点のいずれか1つの観点のX線CT装置を提供する。 In a tenth aspect, the present invention relates to the distance of the relative linear movement for collecting projection data on one side of the view ranges on both sides adjacent to the reference view constituting the view range used for reconstruction of the CT image. X-ray CT apparatus according to any one of the fifth to ninth aspects, wherein the distance of the relative linear movement for collecting projection data on the other side of the view ranges on both sides is the same I will provide a.
第11の観点では、本発明は、前記データ収集系の基準位置が、前記X線管のX線焦点と前記X線検出器の中心とを結ぶ直線と前記データ収集系の回転軸との交点の位置である上記第5の観点から第10の観点のいずれか1つの観点のX線CT装置を提供する。 In an eleventh aspect, the present invention provides that the reference position of the data acquisition system is an intersection of a straight line connecting the X-ray focal point of the X-ray tube and the center of the X-ray detector and the rotation axis of the data acquisition system. The X-ray CT apparatus according to any one of the fifth to tenth aspects is provided.
本発明によれば、データ収集系の基準位置とCT画像の再構成面の位置とが一致する時刻に対応する基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、データ収集系の相対直線移動の速度が速い側のビュー範囲よりも遅い側のビュー範囲の方が、大きいビュー範囲となるように、基準ビューとその両側のビュー範囲からなるビュー範囲を、CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するので、従来のように基準ビューとその両側の所定の同じビュー角度分のビュー範囲とからなるビュー範囲をCT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定した場合には利用されない、さらにその外側の有用なビューの投影データを有効利用して、再構成に用いる投影データのノイズ(noise)成分を低減することができ、可変ピッチヘリカルスキャンにより得られるCT画像の画質をより向上させることができる。 According to the present invention, the relative linear movement speed of the data acquisition system in the view ranges on both sides adjacent to the reference view corresponding to the time at which the reference position of the data acquisition system and the position of the reconstruction plane of the CT image coincide with each other. The view range consisting of the reference view and the view ranges on both sides is set as the view range used for CT image reconstruction so that the view range on the slow side is larger than the view range on the fast side Therefore, it is not used when a view range including a reference view and a view range corresponding to a predetermined view angle on both sides of the reference view is set as a view range to be used for CT image reconstruction as in the past, Effective use of projection data of useful views can reduce the noise component of projection data used for reconstruction. The image quality of the obtained CT image can be further improved.
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、本実施形態にかかるX線CT装置100を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an
このX線CT装置100は、操作コンソール(console)1と、寝台装置10と、走査ガントリ(gantry)20とを具備している。
The X-ray
操作コンソール1は、ユーザ(user)の入力を受け付ける入力装置2と、データ収集処理のための制御、画像再構成処理、当該処理に含まれる再構成用ビュー範囲設定処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ(buffer)5と、投影データから再構成したCT画像を表示するモニタ(monitor)6と、プログラム(program)やデータ、CT画像を記憶する記憶装置7とを具備している。
The
寝台装置10は、撮像対象40を載せて走査ガントリ20の開口部Bに入れ出しするテーブル(table)12を具備している。テーブル12は、寝台装置10に内蔵するモータ(motor)で昇降および水平直線移動される。なお、ここでは、テーブル12の直線移動方向をz方向、鉛直方向をy方向、z方向およびy方向に垂直な水平方向をx方向とする。
The
走査ガントリ20は、回転部15と回転部15を回転可能に支持する本体部20aとを有する。回転部15には、X線管21と、X線管21を制御するX線コントローラ(controller)22と、X線管21から発生したコーンビーム(cone beam)X線を整形するコリメータ(collimator)23と、X線検出素子(検出器)がチャネル方向に複数配置された検出器列をz方向に複数配列してなるX線検出器24と、X線検出器24の出力を投影データに変換して収集するDAS(Data Acquisition System)25と、X線コントローラ22,コリメータ23,DAS25の制御を行う回転部コントローラ26とが搭載される。X線管21およびX線検出器24はデータ収集系41を構成する。本体部20aは、制御信号などを操作コンソール1や寝台装置10とやり取りする制御コントローラ29を具備する。回転部15と本体部20aとは、スリップリング(slip ring)30を介して電気的に接合している。
The scanning gantry 20 includes a rotating portion 15 and a
なお、DAS25は、ビュー毎に、投影データが収集されたときのX線管21の円軌道上のビュー角度位置βとテーブル12のz方向の位置TLとを、その収集した投影データに付帯してデータ収集バッファ5に送る。これにより、データ収集系41の幾何学的位置関係を基に、X線検出器24の各検出素子に対応する投影データが、撮像空間においてどの位置関係にあるX線ビームによるものかを特定することができる。
Note that the
なお、走査ガントリ20および中央処理装置3は、本発明におけるX線データ収集手段の一例である。また、中央処理装置3は、本発明におけるビュー範囲設定手段および画像再構成手段の一例である。
The scanning gantry 20 and the
図2は、データ収集処理を示すフロー(flow)図である。 FIG. 2 is a flow diagram showing the data collection process.
ここでは、可変ピッチヘリカルスキャンにより投影データを収集する。このスキャンは、ヘリカルピッチが変化する間においても投影データを収集するヘリカルスキャンである。ここでは、テーブル12を基準にしたときのz方向における直線移動開始点Zsから直線移動終了点Zfまでを走査ガントリ20が加減速を伴って相対直線移動し、直線移動開始点Zsおよび直線移動終了点Zfにおいて走査ガントリ20の滞留時間を設けて投影データを収集する。 Here, projection data is collected by variable pitch helical scanning. This scan is a helical scan that collects projection data even while the helical pitch changes. Here, the scanning gantry 20 moves relatively linearly with acceleration / deceleration from the linear movement start point Zs in the z direction with respect to the table 12 to the linear movement end point Zf, and the linear movement start point Zs and the linear movement end. Projection data is collected by providing a dwell time of the scanning gantry 20 at the point Zf.
ステップ(step)A1では、ユーザにより設定されたパラメータ(parameter)を基に滞留時間τなどを含むスキャン条件を設定する。滞留時間τは、例えば回転部15の1回転時間Rに相当するτ1とする。 In step A1, a scan condition including a residence time τ is set based on a parameter set by the user. The residence time τ is, for example, τ1 corresponding to one rotation time R of the rotating unit 15.
ステップA2では、例えば図3の時刻t0に示すように、「投影データ収集」を開始する。 In step A2, for example, as shown at time t0 in FIG. 3, “projection data collection” is started.
ステップA3では、例えば図3の時刻t0に示すように、X線管21とX線検出器24で構成されるデータ収集系41を搭載する回転部15の「回転」を開始する。
In step A3, for example, as shown at time t0 in FIG. 3, “rotation” of the rotating unit 15 on which the
ステップA4では、回転部15のテーブル12に対する直線移動方向を往路方向(ここでは+z方向)に設定する。 In step A4, the linear movement direction of the rotating unit 15 with respect to the table 12 is set to the forward direction (here, the + z direction).
ステップA5では、例えば図3の時刻t0〜t1に示すように滞留時間τ1だけ待つ。つまり、回転部15の「回転」だけさせ、直線移動はさせないで、滞留時間τ1だけ投影データを収集する。 In step A5, for example, as shown at time t0 to t1 in FIG. That is, the projection data is collected only for the dwell time τ1, without only the “rotation” of the rotating unit 15 and the linear movement.
ステップA6では、例えば図3の時刻t1に示すように、テーブル12の「直線移動」を開始する。 In step A6, for example, as shown at time t1 in FIG. 3, “straight line movement” of the table 12 is started.
ステップA7では、例えば図3の時刻t1〜t2に示すように、テーブル12を加速させる。この間においても投影データを収集する。 In step A7, for example, as shown at times t1 to t2 in FIG. 3, the table 12 is accelerated. During this time, projection data is collected.
ステップA8では、例えば図3の時刻t2〜t3に示すように、テーブル12を一定速度V1で直線移動させる。この間、投影データを収集する。 In step A8, for example, as shown at times t2 to t3 in FIG. 3, the table 12 is linearly moved at a constant speed V1. During this time, projection data is collected.
ステップA9では、直線移動の開始点または終了点の近傍に達したかを判定し、達していなければ達するまで直線移動を継続させ、達していればステップA10に進む。 In step A9, it is determined whether or not the vicinity of the start point or end point of the linear movement has been reached. If not reached, the linear movement is continued until it reaches, and if it has reached, the process proceeds to step A10.
ステップA10では、例えば図3の時刻t3〜t4に示すように、テーブル12を減速させる。この間においても投影データを収集する。 In step A10, for example, as shown at times t3 to t4 in FIG. 3, the table 12 is decelerated. During this time, projection data is collected.
ステップA11では、例えば図3の時刻t4に示すように、テーブル12の「直線移動」を終了する。 In step A11, for example, as shown at time t4 in FIG.
ステップA12では、例えば図3の時刻t4〜t5に示すように滞留時間τ1だけ待つ。つまり、回転部15の回転だけさせ、直線移動はさせないで、滞留時間τ1だけ投影データを収集する。 In step A12, for example, as shown at times t4 to t5 in FIG. That is, the projection data is collected only for the residence time τ1 without rotating the rotating unit 15 and moving it linearly.
ステップA13では、予定のデータ収集が終了してないならステップA13へ進み、終了したならステップA14へ進む。 In step A13, if the scheduled data collection has not been completed, the process proceeds to step A13. If completed, the process proceeds to step A14.
ステップA14では、テーブル12の移動方向を反転する。そして、ステップA6に戻ってデータ収集を継続する。すなわち、前回の終了点を今回の開始点とし、前回の開始点を今回の終了点とし、前回と反対方向にテーブル12を直線移動させながら投影データを収集する。 In step A14, the moving direction of the table 12 is reversed. And it returns to step A6 and continues data collection. That is, the previous end point is the current start point, the previous start point is the current end point, and projection data is collected while the table 12 is linearly moved in the opposite direction to the previous time.
ステップA15では、例えば図3の時刻t9に示すようにX線管21とX線検出器24により構成されるデータ収集系41を搭載する回転部15の「回転」を終了する。
In Step A15, for example, as shown at time t9 in FIG. 3, the “rotation” of the rotating unit 15 on which the
ステップA16では、例えば図3の時刻t9に示すように「投影データ収集」を終了する。 In Step A16, for example, as shown at time t9 in FIG.
図4は、上記データ収集処理により収集された投影データの一例を模式的に示す図である。図4の上段は、直線移動開始時刻および直線移動終了時刻におけるX線管21およびX線検出器24を模式的に表したものであり、図4の下段は、収集された全ビューの投影データPDの一例を模式的に表したものである。図4の下段において、横軸はz方向の位置Z、縦軸はビュー番号(時刻に比例する)Viewを表している。投影データは、ビュー番号毎に、データ収集系41のテーブル12に対する基準位置TLを中心に検出器幅(スキャン幅)W分、すなわち複数検出器列分が収集される。なお、ここでは、データ収集系41の基準位置TLは、X線管21のX線焦点FとX線検出器24の中心とを結ぶ直線とデータ収集系41の回転軸Icとの交点の位置である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of projection data collected by the data collection process. The upper part of FIG. 4 schematically shows the
図5は、画像再構成処理を示すフロー図である。 FIG. 5 is a flowchart showing image reconstruction processing.
ステップB1では、画像再構成するCT画像のフェーズ(phase)Piを指定する。ここでフェーズPiは、ヘリカルスキャンを連続的に行うときのフェーズあるいはパス(pass)を意味しており、1回目の往路をフェーズP1、1回目の復路をフェーズP2、2回目の往路をフェーズP3、2回目の復路をフェーズP4・・・となるように定義する。ステップB1では、例えば、このステップB1が実行される毎に、フェーズを1つずつ時系列順に指定する。なお、ユーザが1または複数の任意のフェーズあるいはフェーズの範囲を設定し、その中でフェーズを順次指定するようにしてもよい。 In step B1, the phase Pi of the CT image to be reconstructed is designated. Here, the phase Pi means a phase or pass when the helical scan is continuously performed, and the first outbound path is the phase P1, the first backward path is the phase P2, and the second outbound path is the phase P3. The second return path is defined to be phase P4. In Step B1, for example, each time Step B1 is executed, the phases are specified one by one in time series order. Note that the user may set one or a plurality of arbitrary phases or phase ranges, and sequentially specify the phases therein.
ステップB2では、画像再構成するCT画像のスライス(slice)位置Zjを指定する。例えば、直線移動開始点Zs側のイメージ(image)拡張領域Rs、直線移動範囲Rm、および直線移動終了点Zf側のイメージ拡張領域Rfの全領域をスライス位置設定領域とする。そして、このステップB2が実行される毎に、上記のスライス位置設定領域において端からz方向に所定のスライス間隔でスライス位置を順次指定する。なお、ユーザが1または複数の任意のスライス位置あるいはスライス範囲を設定し、その中で順次指定するようにしてもよい。 In step B2, a slice position Zj of the CT image to be reconstructed is designated. For example, the entire region of the image extension region Rs on the linear movement start point Zs side, the linear movement range Rm, and the image extension region Rf on the linear movement end point Zf side is set as a slice position setting region. Each time this step B2 is executed, the slice positions are sequentially designated at predetermined slice intervals in the z direction from the end in the slice position setting area. The user may set one or a plurality of arbitrary slice positions or slice ranges, and sequentially specify them.
ステップB3では、フェーズPiにおけるスライス位置ZjのCT画像を画像再構成するのに用いる投影データPDpi,zjのビュー範囲を、例えば次の方法により設定する。 In step B3, the view range of the projection data PDpi, zj used to reconstruct the CT image at the slice position Zj in the phase Pi is set by the following method, for example.
図6は、再構成用ビュー範囲設定処理を示すフロー図である。 FIG. 6 is a flowchart showing the reconstruction view range setting process.
ステップB31では、画像再構成するCT画像の再構成面の位置に対応する基準ビューCVpi,zjを特定する。基準ビューCVpi,zjは、データ収集系41の基準位置TLが、フェーズPiにおけるスライス位置Zjと一致する時刻に収集された投影データのビューである。
In step B31, the reference view CVpi, zj corresponding to the position of the reconstruction plane of the CT image to be reconstructed is specified. The reference view CVpi, zj is a view of projection data collected at a time when the reference position TL of the
ステップB32では、ステップB31にて特定された基準ビューCVpi,zjの両側に、所定の同じビュー角度F/2分(=ビュー角度F分の半分)のビュー範囲を特定し、基準ビューCVpi,zjとその特定された両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を、再構成用のビュー範囲VRpi,zjとして仮決定する。なおビュー範囲VRpi,zjは、ビュー番号Viewが小さい方の第1のビューβ1pi,zjとビュー番号Viewが大きい方の第2のビューβ2pi,zjとを両端とする範囲として規定する。ビュー角度Fは、例えば、π、π+X線ビームのファン角、2π、2π+X線ビームのファン角とすることができる。すなわち、ビュー角度F/2は、例えば、π/2、π/2+X線ビームのファン角の半分、π、π+X線ビームのファン角の半分とすることができる。ここでは、ビュー角度F/2をπとする。 In step B32, a view range of a predetermined same view angle F / 2 minutes (= half of the view angle F) is specified on both sides of the reference view CVpi, zj specified in step B31, and the reference view CVpi, zj And the identified view range on both sides are provisionally determined as a view range VRpi, zj for reconstruction. The view range VRpi, zj is defined as a range having both ends of the first view β1pi, zj having the smaller view number View and the second view β2pi, zj having the larger view number View. The view angle F may be, for example, the fan angle of π, π + X-ray beam, 2π, 2π + X-ray beam. That is, the view angle F / 2 can be, for example, half the fan angle of π / 2, π / 2 + X-ray beam and half the fan angle of π, π + X-ray beam. Here, the view angle F / 2 is π.
ステップB33では、基準ビューCVpi,zjから第1のビューβ1pi,zjまでの第1の範囲VR1pi,zjに対応するビューの投影データが収集される間にデータ収集系41がz方向に相対直線移動した距離である第1の距離K1pi,zjを算出する。また、基準ビューCVpi,zjから第2のビューβ2pi,zjまでの第2の範囲VR2pi,zjに対応するビューの投影データが収集される間にデータ収集系41がz方向に相対直線移動した距離である第2の距離K2pi,zjを算出する。
In step B33, the
ステップB34では、第1の距離K1pi,zjと第2の距離K2pi,zjとが等しいか否かを判定する。ここで、判定条件が成立しない場合には、ステップB35に進み、判定条件が成立する場合には、ステップB39に進む。 In Step B34, it is determined whether or not the first distance K1pi, zj is equal to the second distance K2pi, zj. If the determination condition is not satisfied, the process proceeds to step B35. If the determination condition is satisfied, the process proceeds to step B39.
ステップB39では、現時点の再構成用のビュー範囲VRpi,zjを確定して、再構成用ビュー範囲設定処理を終了する。 In step B39, the current reconstruction view range VRpi, zj is determined, and the reconstruction view range setting process is terminated.
ステップB35では、第1の距離K1pi,zjと第2の距離K2pi,zjとの大小関係を特定し、シフト(shift)対象ビューを決定する。第1の距離K1pi,zjが相対的に小さい場合には、第1のビューβ1pi,zjをシフト対象ビューとし、第2の距離K2pi,zjが相対的に小さい場合には、第2のビューβ2pi,zjをシフト対象ビューとする。 In step B35, the magnitude relationship between the first distance K1pi, zj and the second distance K2pi, zj is specified, and a shift target view is determined. When the first distance K1pi, zj is relatively small, the first view β1pi, zj is the shift target view, and when the second distance K2pi, zj is relatively small, the second view β2pi , zj is the shift target view.
ステップB36では、シフト対象ビューを再構成用のビュー範囲VRpi,zjが大きくなる方向へ微小ビューΔβ分シフトして更新する。例えばΔβ=1ビューとする。 In step B36, the shift target view is shifted and updated by a minute view Δβ in a direction in which the reconstruction view range VRpi, zj becomes larger. For example, Δβ = 1 view.
ステップB37では、基準ビューCVpi,zjからシフト対象ビューまでの範囲に対応する距離である第1の距離K1pi,zjまたは第2の距離K2pi,zjを再度算出する。 In step B37, the first distance K1pi, zj or the second distance K2pi, zj, which is the distance corresponding to the range from the reference view CVpi, zj to the shift target view, is calculated again.
ステップB38では、第1の距離K1pi,zjと第2の距離K2pi,zjとは等しいか否かを判定する。判定条件が成立する場合にはステップB39に進み、判定条件が成立しない場合には、ステップB36に進む。 In Step B38, it is determined whether or not the first distance K1pi, zj is equal to the second distance K2pi, zj. If the determination condition is satisfied, the process proceeds to step B39. If the determination condition is not satisfied, the process proceeds to step B36.
ここで、再構成用ビュー範囲設定処理の具体例について説明する。 Here, a specific example of the reconstruction view range setting process will be described.
第1の具体例を説明する。この例では、画像再構成するCT画像のフェーズを第1フェーズP1、スライス位置を直線移動範囲Rm中央付近の位置Z6とする。 A first specific example will be described. In this example, the phase of the CT image to be reconstructed is the first phase P1, and the slice position is a position Z6 near the center of the linear movement range Rm.
図7は、再構成用ビュー範囲設定処理の第2の具体例を説明するための図である。図7の下段は、図4におけるフェーズP1,直線移動範囲Rm中央付近におけるビューViewとデータ収集系41のz方向の基準位置TLとの対応関係を示しており、図7の上段は、基準位置TLが所定の各位置にあるときのデータ収集系41の状態例を模式的に示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining a second specific example of the reconstruction view range setting process. The lower part of FIG. 7 shows the correspondence between the phase View P1 in FIG. 4 near the center of the linear movement range Rm and the reference position TL in the z direction of the
ステップB31において、例えば図7に示すように、データ収集系41の基準位置TLが位置Z6と一致するビューを基準ビューCVp1,z6として特定する。
In step B31, for example, as shown in FIG. 7, a view in which the reference position TL of the
ステップB32において、例えば図7に示すように、基準ビューCVp1,z6からビュー角度F/2分だけビュー番号が小さいビューを第1のビューβ1p1,z6とし、基準ビューCVp1,z6からビュー角度F/2分だけビュー番号が大きいビューを第2のビューβ2p1,z6とする。これにより、第1のビューβ1p1,z6から第2のビューβ2p1,z6までの範囲を再構成用のビュー範囲VRp1,z6として仮決定する。 In step B32, for example, as shown in FIG. 7, a view having a view number smaller than the reference view CVp1, z6 by the view angle F / 2 is set as the first view β1p1, z6 and the view angle F / from the reference view CVp1, z6. A view having a view number larger by 2 minutes is set as a second view β2p1, z6. Thereby, the range from the first view β1p1, z6 to the second view β2p1, z6 is provisionally determined as the view range VRp1, z6 for reconstruction.
ステップB33において、基準ビューCVp1,z6から第1のビューβ1p1,z6までの第1の範囲VR1p1,z6に対応する第1の距離K1p1,z6を算出し、基準ビューCVp1,z6から第2のビューβ2p1,z6までの第2の範囲VR2p1,z6に対応する第2の距離K2p1,z6を算出する。 In step B33, a first distance K1p1, z6 corresponding to the first range VR1p1, z6 from the reference view CVp1, z6 to the first view β1p1, z6 is calculated, and the second view is calculated from the reference view CVp1, z6. A second distance K2p1, z6 corresponding to the second range VR2p1, z6 up to β2p1, z6 is calculated.
第1のビューβ1p1,z6の投影データが収集される時刻におけるデータ収集系41の基準位置TLは、例えば図7の位置Z5になり、第2のビューβ2p1,z6の投影データが収集される時刻におけるデータ収集系41の基準位置TLは、例えば図7の位置Z7になる。したがって、第1の距離K1p1,z6は、位置Z6と位置Z5との間の距離になり、第2の距離K2p1,z6は、位置Z6と位置Z7との間の距離になる。
The reference position TL of the
データ収集系41の基準位置TLが直線移動範囲Rm中央付近に位置するときは、データ収集系41の相対直線移動の速度が一定の状態、すなわちヘリカルピッチが一定の状態で投影データが収集される。よって、ここでは、図7に示すように、第1の距離K1p1,z6=第2の距離K2p1,z6=ΔZ1となる。
When the reference position TL of the
ステップB34において、第1の距離K1p1,z6と第2の距離K2p1,z6とが等しいか否かを判定する。ここでは上述の通り判定条件が成立するので、ステップB39に進む。 In step B34, it is determined whether or not the first distance K1p1, z6 is equal to the second distance K2p1, z6. Here, since the determination condition is satisfied as described above, the process proceeds to step B39.
ステップB39において、仮決定した再構成用のビュー範囲VRp1,z6をこのまま確定して再構成用ビュー範囲設定処理を終了する。 In step B39, the tentatively determined view range for reconstruction VRp1, z6 is determined as it is, and the reconstruction view range setting process is terminated.
第1の具体例の場合、データ収集系41の基準位置TLが位置Z5のときに再構成面RPを通る最も外寄りのX線ビームXb5と、データ収集系41の基準位置TLが位置Z7のときに再構成面RPを通る最も外寄りのX線ビームXb7とは、図7に示すように、z方向に対して再構成面RPを基準に対称となる。このことから分かるように、ヘリカルピッチが一定の状況では、基準ビューの両側に所定の同じビュー角度分のビュー範囲を割り当てて再構成用のビュー範囲を設定しても、CT画像を再構成する際に、再構成面RPを通るX線ビームによる投影データが、空間的に見てz方向における再構成面RPの両側で均等に使用され、一方側だけに未使用の有用な投影データが残るということがない。
In the case of the first specific example, the outermost X-ray beam Xb5 passing through the reconstruction plane RP when the reference position TL of the
次に、第2の具体例を説明する。この例では、画像再構成するCT画像のフェーズを第1フェーズP1、スライス位置を直線移動開始点Zs付近の位置Z3とする。 Next, a second specific example will be described. In this example, the phase of the CT image to be reconstructed is the first phase P1, and the slice position is a position Z3 near the linear movement start point Zs.
図8は、再構成用ビュー範囲設定処理の第2の具体例を説明するための図である。図8の下段は、図4におけるフェーズP1,直線移動開始点Zs付近におけるビューViewとデータ収集系41のz方向の基準位置TLとの対応関係を示しており、図8の上段は、基準位置TLが所定の各位置にあるときのデータ収集系41の状態例を模式的に示している。
FIG. 8 is a diagram for explaining a second specific example of the reconstruction view range setting process. The lower part of FIG. 8 shows the correspondence between the phase P1 in FIG. 4 and the view View near the linear movement start point Zs and the reference position TL in the z direction of the
ステップB31において、例えば図8に示すように、データ収集系41の基準位置TLが位置Z3と一致するビューを基準ビューCVp1,z3として特定する。
In step B31, for example, as shown in FIG. 8, a view in which the reference position TL of the
ステップB32において、例えば図8に示すように、基準ビューCVp1,z3からビュー角度F/2分だけビュー番号が小さいビューを第1のビューβ1p1,z3とし、基準ビューCVp1,z3からビュー角度F/2分だけビュー番号が大きいビューを第2のビューβ2p1,z3とする。これにより、第1のビューβ1p1,z3から第2のビューβ2p1,z3までの範囲を再構成用のビュー範囲VRp1,z3として仮決定する。 In step B32, for example, as shown in FIG. 8, a view having a view number smaller than the reference view CVp1, z3 by the view angle F / 2 is set as the first view β1p1, z3, and the view angle F / from the reference view CVp1, z3. A view having a larger view number by 2 minutes is set as a second view β2p1, z3. Thereby, the range from the first view β1p1, z3 to the second view β2p1, z3 is provisionally determined as the view range VRp1, z3 for reconstruction.
ステップB33において、基準ビューCVp1,z3から第1のビューβ1p1,z3までの第1の範囲VR1p1,z3に対応する第1の距離K1p1,z3を算出し、基準ビューCVp1,z3から第2のビューβ2p1,z3までの第2の範囲VR2p1,z3に対応する第2の距離K2p1,z3を算出する。 In step B33, a first distance K1p1, z3 corresponding to the first range VR1p1, z3 from the reference view CVp1, z3 to the first view β1p1, z3 is calculated, and the second view is calculated from the reference view CVp1, z3. A second distance K2p1, z3 corresponding to the second range VR2p1, z3 up to β2p1, z3 is calculated.
第1のビューβ1p1,z3の投影データが収集される時刻におけるデータ収集系41の基準位置TLは、例えば図8の位置Z2になり、第2のビューβ2p1,z3の投影データが収集される時刻におけるデータ収集系41の基準位置TLは、例えば図8の位置Z4になる。したがって、第1の距離K1p1,z3は、位置Z2と位置Z3との間の距離になり、第2の距離K2p1,z3は、位置Z3と位置Z4との間の距離になる。
The reference position TL of the
データ収集系41の基準位置TLが直線移動開始点Zs付近に位置するときは、データ収集系41の相対直線移動の速度が変化している状態、すなわちヘリカルピッチが変化している状態で投影データが収集される。よって、ここでは、図8に示すように、第1の距離K1p1,z3=ΔZ2、第2の距離K2p1,z3=ΔZ1(ΔZ2<ΔZ1)となる。
When the reference position TL of the
ステップB34において、第1の距離K1p1,z3と第2の距離K2p1,z3とが等しいか否かを判定する。ここでは上記の通り判定条件が成立しないので、ステップ35に進む。 In step B34, it is determined whether or not the first distance K1p1, z3 is equal to the second distance K2p1, z3. Here, since the determination condition is not satisfied as described above, the process proceeds to step 35.
ステップB35において、第1の距離K1p1,z3と第2の距離K2p1,z3との大小関係を特定し、シフト対象ビューを決定する。ここでは、上述の通り、第1の距離K1p1,z3(=ΔZ2)<第2の距離K2p1,z3(=ΔZ1)と特定され、第1の距離K1p1,z3が相対的に小さいので、第1のビューβ1p1,z3をシフト対象ビューとする。 In step B35, the magnitude relationship between the first distance K1p1, z3 and the second distance K2p1, z3 is specified, and the shift target view is determined. Here, as described above, the first distance K1p1, z3 (= ΔZ2) <the second distance K2p1, z3 (= ΔZ1) is specified, and the first distance K1p1, z3 is relatively small. View β1p1, z3 is the view to be shifted.
ステップB36において、シフト対象ビューである第1のビューβ1p1,z3を、ビュー範囲VRp1,z3が大きくなる方向、すなわちビュー番号が小さくなる方向へΔβシフトして第1のビューβ1p1,z3を更新する。 In step B36, the first view β1p1, z3, which is the view to be shifted, is shifted by Δβ in the direction in which the view range VRp1, z3 increases, that is, the view number decreases, and the first view β1p1, z3 is updated. .
ステップB37において、基準ビューCVp1,z3から更新後の第1のビューβ1p1,z3までの第1の範囲VR1p1,z3に対応する距離である第1の距離K1p1,z3を再度算出する。 In step B37, the first distance K1p1, z3 that is the distance corresponding to the first range VR1p1, z3 from the reference view CVp1, z3 to the updated first view β1p1, z3 is calculated again.
ステップB38では、第1の距離K1p1,z3と第2の距離K2p1,z3とが等しいか否かを判定する。判定条件が成立する場合にはステップB39に進み、判定条件が成立しない場合には、ステップB36に進む。 In step B38, it is determined whether or not the first distance K1p1, z3 is equal to the second distance K2p1, z3. If the determination condition is satisfied, the process proceeds to step B39. If the determination condition is not satisfied, the process proceeds to step B36.
本具体例では、第1の距離K1p1,z3が第2の距離K2p1,z3とが等しくなるまで、すなわち第1の距離K1p1,z3がΔZ2からΔZ1になるまで、ステップB36〜B38を繰り返し実行する。その結果、第1のビューβ1p1,z3は、データ収集系41の基準位置TLが、位置Z2との距離がΔZ1である位置Z1に一致する時刻のビューであるβ1′p1,z3までシフトする。
In this specific example, steps B36 to B38 are repeatedly executed until the first distance K1p1, z3 becomes equal to the second distance K2p1, z3, that is, until the first distance K1p1, z3 changes from ΔZ2 to ΔZ1. . As a result, the first view β1p1, z3 is shifted to β1′p1, z3, which is a view at a time when the reference position TL of the
その後、ステップB39において、この時点、すなわち第1の範囲がVR1′p1,z3となった時点の再構成用のビュー範囲VR′p1,z3を確定して処理を終了する。 Thereafter, in step B39, the view range VR'p1, z3 for reconstruction at this time, that is, the time when the first range becomes VR1'p1, z3, is determined, and the process ends.
第2の具体例の場合、データ収集系41の基準位置TLが位置Z2のときに再構成面RPを通る最も外寄りのX線ビームXb2と、データ収集系41の基準位置TLが位置Z4のときに再構成面RPを通る最も外寄りのX線ビームXb4とは、図8に示すように、z方向に対して再構成面RPを基準に非対称となる。このことから分かるように、ヘリカルピッチが変化する状況では、基準ビューの両側に所定の同じビュー角度分のビュー範囲を割り当てて再構成用のビュー範囲を設定しただけだと、CT画像を再構成する際に、再構成面RPを通るX線ビームによる投影データが、空間的に見てz方向における再構成面RPの両側で不均等に使用され、一方側だけに未使用の有用な投影データが残るということがある。
In the case of the second specific example, the outermost X-ray beam Xb2 passing through the reconstruction plane RP when the reference position TL of the
一方、データ収集系41の基準位置TLが位置Z1のときに再構成面RPを通る最も外寄りのX線ビームXb1と、データ収集系41の基準位置TLが位置Z4のときに再構成面RPを通る最も外寄りのX線ビームXb4とが、図8に示すように、z方向に対して再構成面RPを基準に対称となる。したがって、本実施形態にかかる再構成用ビュー範囲設定処理を実行して再構成用のビュー範囲を設定した場合では、CT画像を再構成する際に、再構成面RPを通るX線ビームによる投影データが、空間的に見てz方向における再構成面RPの両側で均等に使用され、一方の側だけに未使用の有用な投影データが残るということがない。
On the other hand, the outermost X-ray beam Xb1 passing through the reconstruction plane RP when the reference position TL of the
図5に戻って、ステップB4では、再構成面RP上の全画素の中から1つの画素Pを指定する。なお、このステップB4を2回目以降に実行するときは、それまでに指定していない画素を指定する。 Returning to FIG. 5, in step B <b> 4, one pixel P is designated from all the pixels on the reconstruction plane RP. When step B4 is executed for the second time and thereafter, pixels that have not been designated are designated.
ステップB5では、再構成用のビュー範囲VR1pi,zjの投影データのうち、スライス位置Zjに対応する再構成面を貫くパスを通るX線ビームによる投影データを抽出する。そして、抽出された投影データをフィルタード・バックプロジェクション(filtered back-projection)処理等することにより、指定された画素の画素データを再構成する。例えば、次式に従って画素データを再構成する。
なお、この式は、コーンビーム・フィルタード・バックプロジェクション(Cone
Beam FBP)の画像再構成アルゴリズム(algorithm)に相当する式であるが、2次元フィルタード・バックプロジェクション(2D FBP)画像再構成アルゴリズムに相当する式を用いることもできる。
This formula can be expressed by cone beam filtered back projection (Cone
Although it is an expression corresponding to an image reconstruction algorithm (algorithm) of Beam FBP, an expression corresponding to a two-dimensional filtered back projection (2D FBP) image reconstruction algorithm can also be used.
ステップB6では、予定している画素の画素データ再構成が終了したかを判定し、終了していなければステップB4に進み、終了していればフェーズPiにおけるスライス位置ZjのCT画像の画像再構成が完了し、ステップB13に進む。 In step B6, it is determined whether or not the pixel data reconstruction of the planned pixel is completed. If not completed, the process proceeds to step B4. If completed, the image reconstruction of the CT image at the slice position Zj in the phase Pi is performed. Is completed, and the process proceeds to Step B13.
ステップB7では、予定しているスライス位置についてCT画像の画像再構成が終了したかを判定し、終了していない場合にはステップB2に進み、終了している場合にはステップB8に進む。 In step B7, it is determined whether the image reconstruction of the CT image has been completed for the scheduled slice position. If not completed, the process proceeds to step B2, and if completed, the process proceeds to step B8.
ステップB8では、予定しているフェーズについてCT画像の画像再構成が終了したかを判定し、終了していない場合にはステップB1に進み、終了している場合には画像再構成処理を終了する。 In Step B8, it is determined whether or not the image reconstruction of the CT image has been completed for the scheduled phase. If not completed, the process proceeds to Step B1, and if completed, the image reconstruction process is terminated. .
このように、本実施形態によるX線CT装置100によれば、データ収集系の基準位置とCT画像の再構成面の位置とが一致する時刻に対応する基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、データ収集系の相対直線移動の速度が速い側のビュー範囲よりも遅い側のビュー範囲の方が、大きいビュー範囲となるように、基準ビューとその両側のビュー範囲からなるビュー範囲を、CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するので、従来のように基準ビューとその両側の所定の同じビュー角度分のビュー範囲とからなるビュー範囲をCT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定した場合には利用されない、さらにその外側の有用なビューの投影データを有効利用して、再構成に用いる投影データのノイズ(noise)成分を低減することができ、可変ピッチヘリカルスキャンにより得られるCT画像の画質をより向上させることができる。
Thus, according to the
また、本実施形態では、再構成用のビュー範囲として、基準ビューに隣接する両側に、データ収集系の相対直線移動の距離が同じであるビュー範囲を設定しているので、その両側のビュー範囲が担持する空間的な長さが互いに等しくなり、空間的情報がz方向においてバランスの取れたCT画像を再構成することができる。 In this embodiment, since the view ranges having the same distance of the relative linear movement of the data acquisition system are set on both sides adjacent to the reference view as the view ranges for reconstruction, the view ranges on both sides thereof are set. Can be reconstructed with the spatial lengths carried equal to each other and the spatial information balanced in the z direction.
なお、本実施形態では、基準ビューに隣接する両側のビュー範囲における相対直線移動の速度の大小関係を特定するために、そのビュー範囲の投影データを収集するための、相対直線移動の距離の大小関係を特定しているが、その両側のビュー範囲における相対直線移動の速度に関する他の情報を基に特定してもよい。 In this embodiment, in order to specify the magnitude relationship between the relative linear movement speeds in the view ranges on both sides adjacent to the reference view, the relative linear movement distance magnitude for collecting projection data of the view range is specified. Although the relationship is specified, the relationship may be specified based on other information related to the speed of relative linear movement in the view ranges on both sides of the relationship.
また、本実施形態では、基準ビューに隣接する両側のビュー範囲における相対直線移動の速度の大小関係を特定し、その特定された大小関係を基に両側のビュー範囲の大きさを調整しているが、この大小関係を特定せずに、別の情報を基にしてその両側のビュー範囲の大きさを調整してもよい。例えば、データ収集系の相対直線移動範囲における各位置での移動速度が予め分かっている場合には、再構成するCT画像のスライスの位置と、再構成用のビュー範囲として設定すべきビュー範囲とが一意的に決まる。そこで、事前にその対応関係を決めるテーブルや計算式等を用意しておき、再構成するCT画像のスライスの位置を基に、そのテーブルを参照して、あるいは計算式を用いて、再構成用のビュー範囲を設定してもよい。 Further, in the present embodiment, the magnitude relation of the speed of relative linear movement in the view ranges on both sides adjacent to the reference view is specified, and the size of the view ranges on both sides is adjusted based on the specified magnitude relationship. However, the size of the view ranges on both sides may be adjusted based on other information without specifying this magnitude relationship. For example, when the movement speed at each position in the relative linear movement range of the data acquisition system is known in advance, the position of the slice of the CT image to be reconstructed and the view range to be set as the view range for reconstruction Is uniquely determined. Therefore, a table and calculation formulas for determining the correspondence relationship are prepared in advance. Based on the position of the slice of the CT image to be reconstructed, refer to the table or use the calculation formula for reconstruction. You may set the view range.
なお、基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を再構成用のビュー範囲として設定する際に、再構成用のビュー範囲全体をビュー角度F分とし、基準ビューに隣接する両側のビュー範囲を、データ収集系41の相対直線移動の距離が互いに同じになるビュー範囲としてもよい。例えば、基準ビューに隣接する両側のビュー範囲を、それぞれに対応するデータ収集系の相対直線移動の距離を1対1に保ちながら、基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲全体がビュー角度F分のビュー範囲となるまで大きくする。その結果得られた基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を再構成用のビュー範囲として設定する。この場合には、CT画像の再構成面への入射角度が比較的小さいX線ビームによる投影データを用いてそのCT画像を再構成することができるので、CT画像の画質を向上させることができる。
When setting the view range consisting of the reference view and the view ranges on both sides as the view range for reconstruction, the entire view range for reconstruction is set to the view angle F, and the views on both sides adjacent to the reference view are displayed. The range may be a view range in which the distance of the relative linear movement of the
100 X線CT装置
1 操作コンソール
2 入力装置
3 中央処理装置
5 データ収集バッファ
6 モニタ
7 記憶装置
10 寝台装置
12 テーブル
15 回転部
20 走査ガントリ
20a 本体部
21 X線管
22 X線コントローラ
23 コリメータ
24 X線検出器
25 DAS
26 回転部コントローラ
29 制御コントローラ
30 スリップリング
40 撮像対象
41 データ収集系
B 開口部
DESCRIPTION OF
26
Claims (11)
前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲を設定するステップであって、前記データ収集系の基準位置と前記CT画像の再構成面の位置とが前記体軸方向において一致する時刻に対応する基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、前記相対直線移動の速度が大きい側のビュー範囲よりも前記速度が小さい側のビュー範囲の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するステップと、
前記設定されたビュー範囲の投影データを用いて前記CT画像を再構成するステップとを有する画像再構成方法。 CT based on projection data collected by variable-pitch helical scan that scans while moving the data acquisition system including the X-ray tube and X-ray detector relative to the body axis direction of the subject at a linear velocity at a variable speed An image reconstruction method for reconstructing an image,
A step of setting a view range used for reconstruction of the CT image, the reference view corresponding to a time at which a reference position of the data acquisition system and a position of a reconstruction plane of the CT image coincide with each other in the body axis direction Of the reference view and its both sides so that the view range on the side where the speed is smaller than the view range on the side where the relative linear movement speed is larger among the view ranges on both sides adjacent to Setting a view range consisting of the view range as a view range used for reconstruction of the CT image;
Reconstructing the CT image using projection data of the set view range.
前記基準ビューに隣接した両側に、所定の同じビュー角度分のビュー範囲を特定するステップと、
前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度に関する情報を求めるステップと、
前記相対直線移動の速度に関する情報に基づいて、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度の大小関係を特定するステップと、
前記大小関係が大となる側よりも、前記大小関係が小となる側の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲からなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するステップとを含む請求項1に記載の画像再構成方法。 The step of setting a view range used for reconstruction of the CT image includes:
Identifying a view range for a predetermined same view angle on both sides adjacent to the reference view;
Obtaining information about the speed of the relative linear movement of the identified view ranges on both sides;
Identifying a magnitude relationship between the relative linear movement speeds of the identified view ranges on both sides based on information on the relative linear movement speeds;
The view range including the reference view and the view ranges on both sides of the reference view is set so that the side on which the magnitude relationship is small is larger than the side on which the magnitude relationship is large. The image reconstruction method according to claim 1, further comprising a step of setting as a view range used for reconstruction.
前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲を設定するビュー範囲設定手段であって、前記データ収集系の基準位置と前記CT画像の再構成面の位置とが前記体軸方向において一致する時刻に対応する基準ビューに隣接する両側のビュー範囲のうち、前記相対直線移動の速度が大きい側のビュー範囲よりも前記速度が小さい側のビュー範囲の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲とからなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定するビュー範囲設定手段を備えており、
前記画像再構成手段は、前記設定されたビュー範囲の投影データを用いて前記CT画像を再構成するX線CT装置。 A variable pitch helical scan having a data acquisition system including an X-ray tube and an X-ray detector, and performing scanning while moving the data acquisition system relative to the body axis direction of the subject at a variable linear speed An X-ray CT apparatus comprising: data collection means for collecting projection data by means of; and image reconstruction means for reconstructing a CT image based on the projection data collected by the data collection means,
View range setting means for setting a view range used for reconstruction of the CT image, corresponding to a time at which the reference position of the data acquisition system and the position of the reconstruction plane of the CT image coincide with each other in the body axis direction Among the view ranges on both sides adjacent to the reference view, the reference view is set such that the view range on the side with the lower speed is larger than the view range on the side with the higher relative linear movement speed. And a view range setting means for setting a view range including the view ranges on both sides thereof as a view range used for the reconstruction of the CT image,
The X-ray CT apparatus, wherein the image reconstruction unit reconstructs the CT image using projection data of the set view range.
前記基準ビューに隣接した両側に、所定の同じビュー角度分のビュー範囲を特定し、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度に関する情報を求め、前記相対直線移動の速度に関する情報に基づいて、前記特定された両側のビュー範囲の前記相対直線移動の速度の大小関係を特定する大小関係特定手段を備えており、
前記大小関係が大となる側よりも、前記大小関係が小となる側の方が、大きいビュー範囲となるように、前記基準ビューとその両側のビュー範囲からなるビュー範囲を、前記CT画像の再構成に用いるビュー範囲として設定する請求項5に記載のX線CT装置。 The view range setting means includes:
Information on the relative linear movement speed is obtained by specifying a view range corresponding to a predetermined same view angle on both sides adjacent to the reference view, obtaining information on the relative linear movement speed of the specified view ranges on both sides. And a magnitude relation specifying means for specifying the magnitude relation of the speed of the relative linear movement of the specified view ranges on both sides based on
The view range including the reference view and the view ranges on both sides of the reference view is set so that the side on which the magnitude relationship is small is larger than the side on which the magnitude relationship is large. The X-ray CT apparatus according to claim 5, wherein the X-ray CT apparatus is set as a view range used for reconstruction.
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