JP5523715B2 - X-ray CT apparatus and image processing apparatus - Google Patents

X-ray CT apparatus and image processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5523715B2
JP5523715B2 JP2009020512A JP2009020512A JP5523715B2 JP 5523715 B2 JP5523715 B2 JP 5523715B2 JP 2009020512 A JP2009020512 A JP 2009020512A JP 2009020512 A JP2009020512 A JP 2009020512A JP 5523715 B2 JP5523715 B2 JP 5523715B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
image
tube voltage
substance
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009020512A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010172590A (en
Inventor
靖浩 今井
明彦 西出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2009020512A priority Critical patent/JP5523715B2/en
Publication of JP2010172590A publication Critical patent/JP2010172590A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5523715B2 publication Critical patent/JP5523715B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、X線CT(Computed Tomography)装置および画像処理装置に関し、特にデュアルエネルギー(dual energy)撮影によって得られる画像の処理に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus and an image processing apparatus, and more particularly to processing of an image obtained by dual energy imaging.

従来、X線CT装置により被検体をデュアルエネルギー撮影して得られた、X線管の管電圧(照射するX線のエネルギー分布)が異なる2つの画像を重み付け減算処理することにより、所定の物質の成分が抑制された物質抑制画像(所定の物質の成分を抑制することにより他の物質の成分が強調されることから物質強調画像ともいうが、ここでは、以下、物質抑制画像という呼称で統一する)を求める画像処理方法が知られている(例えば、特許文献1,図5等参照)。   Conventionally, a predetermined substance is obtained by weighting and subtracting two images obtained by performing dual energy imaging of a subject with an X-ray CT apparatus and having different X-ray tube voltage (energy distribution of irradiated X-rays). Substance-suppressed image in which the components of the substance are suppressed (This is also called a substance-enhanced image because components of other substances are emphasized by suppressing the components of a given substance. There is known an image processing method for obtaining (see, for example, Patent Document 1, FIG. 5 and the like).

このようにして求められた物質抑制画像は、そのまま画像診断に供されたり、別の画像を求めるための元になる画像として用いられたりする。   The substance suppression image obtained in this way is used for image diagnosis as it is, or used as an image from which another image is obtained.

特開2008−154784号公報JP 2008-154784 A

しかし、上記の画像処理方法では、各画素について同一の重み係数を用いて重み付け減算処理するため、被検体に照射されるX線ビーム(beam)の線質が空間的な位置によって異なることによる影響が排除されておらず、求める物質抑制画像の精度向上の余地を残している。   However, in the above image processing method, weighting subtraction processing is performed using the same weighting coefficient for each pixel, and therefore the influence of the quality of the X-ray beam (beam) irradiated on the subject varies depending on the spatial position. Is not eliminated, leaving room for improving the accuracy of the desired substance suppression images.

本発明は、上記事情に鑑み、デュアルエネルギー撮影により得られた管電圧が異なる2つの画像に基づいて、被検体の物質抑制画像を精度よく求めることが可能なX線CT装置および画像処理装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention provides an X-ray CT apparatus and an image processing apparatus capable of accurately obtaining a substance-suppressed image of a subject based on two images having different tube voltages obtained by dual energy imaging. The purpose is to provide.

第1の観点では、本発明は、X線管とX線検出器とを有しており、被検体を第1の管電圧と前記第1の管電圧とは異なる第2の管電圧とによりX線CT撮影して投影データを収集する撮影手段と、前記第1の管電圧による投影データに基づく第1の画像と前記第2の管電圧による投影データに基づく第2の画像とを画像再構成する画像再構成手段と、前記第1および第2の画像における互いに対応する画素の画素値同士を、前記画素の位置に応じて異なる重み係数を用いて重み付け減算処理することにより、画像を求める重み付け減算手段とを備えるX線CT装置を提供する。   In a first aspect, the present invention includes an X-ray tube and an X-ray detector, and the subject is subjected to a first tube voltage and a second tube voltage different from the first tube voltage. An imaging unit that collects projection data by X-ray CT imaging, a first image based on projection data based on the first tube voltage, and a second image based on projection data based on the second tube voltage are image-reproduced. An image is obtained by performing weighted subtraction processing on the pixel values of the corresponding pixels in the first and second images using different weighting coefficients depending on the position of the pixel. An X-ray CT apparatus comprising weighted subtraction means is provided.

第2の観点では、本発明は、前記撮影手段が、通過するX線の線質を空間的に変化させるX線フィルタ(filter)を有しており、前記X線管から発生するX線ビームを、前記X線フィルタを介して前記被検体に照射する上記第1の観点のX線CT装置を提供する。   In a second aspect, the present invention provides the X-ray beam generated from the X-ray tube, in which the imaging means has an X-ray filter that spatially changes the quality of the X-ray passing therethrough. Is provided to the subject via the X-ray filter. The X-ray CT apparatus of the first aspect is provided.

第3の観点では、本発明は、前記撮影手段が、X線吸収特性が異なる複数のX線フィルタを有し、前記X線ビームを前記複数のX線フィルタの中から選択されたX線フィルタを介して前記被検体に照射しており、前記重み付け減算手段が、前記選択されたX線フィルタに応じた重み係数を用いて重み付け減算処理する上記第2の観点のX線CT装置を提供する。   In a third aspect, the present invention provides an X-ray filter in which the imaging unit has a plurality of X-ray filters having different X-ray absorption characteristics, and the X-ray beam is selected from the plurality of X-ray filters. The X-ray CT apparatus according to the second aspect is provided, wherein the subject is irradiated via a weight, and the weighted subtracting means performs weighted subtraction using a weighting factor corresponding to the selected X-ray filter. .

第4の観点では、本発明は、前記重み係数が、前記第1および第2の画像における画像再構成領域の中心から前記対応する画素までの距離に応じて変化する上記第1の観点から第3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 fourth aspect, the present invention is the first aspect according to the first aspect, wherein the weighting factor changes according to a distance from a center of an image reconstruction area in the first and second images to the corresponding pixel. An X-ray CT apparatus according to any one of the three viewpoints is provided.

第5の観点では、本発明は、前記重み係数が、前記画像再構成領域の中心部よりも周辺部の方が大きくなる上記第4の観点のX線CT装置を提供する。   In a fifth aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to the fourth aspect, wherein the weighting factor is larger in the peripheral part than in the central part of the image reconstruction area.

第6の観点では、本発明は、前記X線検出器が、前記被検体の体軸方向に複数の検出素子列を有しており、前記第1および第2の画像が、前記被検体の体軸方向における前記X線検出器に対する所定の位置の画像であり、前記重み付け減算手段が、前記所定の位置に応じた重み係数を用いて重み付け減算処理する上記第1の観点から第5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 sixth aspect, the present invention provides that the X-ray detector has a plurality of detection element arrays in the body axis direction of the subject, and the first and second images are obtained from the subject. From the first aspect to the fifth aspect, an image of a predetermined position with respect to the X-ray detector in the body axis direction, wherein the weighted subtraction means performs a weighted subtraction process using a weighting factor corresponding to the predetermined position. An X-ray CT apparatus according to any one of the aspects is provided.

第7の観点では、本発明は、前記重み係数が、前記撮影手段を用いて前記第1の管電圧によりX線CT撮影した場合に得られる画像の前記対応する画素と同じ位置の画素における前記所定の物質に相当する第1の画素値と、前記撮影手段を用いて前記第2の管電圧によりX線CT撮影した場合に得られる画像の前記対応する画素と同じ位置の画素における前記所定の物質に相当する第2の画素値との比に基づく上記第1の観点から第5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 seventh aspect, the present invention provides the weight coefficient in the pixel at the same position as the corresponding pixel of the image obtained when X-ray CT imaging is performed with the first tube voltage using the imaging unit. The first pixel value corresponding to a predetermined substance and the predetermined pixel in a pixel at the same position as the corresponding pixel of an image obtained when X-ray CT imaging is performed with the second tube voltage using the imaging unit. An X-ray CT apparatus according to any one of the first to fifth aspects is provided based on a ratio with a second pixel value corresponding to a substance.

第8の観点では、本発明は、前記重み付け減算手段が、第1の物質に応じた重み係数を用いる重み付け減算処理により、前記第1の物質の成分が抑制された第1の物質抑制画像を求めるとともに、第2の物質に応じた重み係数を用いる重み付け減算処理により、前記第2の物質の成分が抑制された第2の物質抑制画像を求めており、前記第1の物質抑制画像と前記第2の物質抑制画像とを重み付け加算することにより第3の画像を求める重み付け加算手段をさらに備える上記第1の観点から第7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 eighth aspect, the present invention provides the first substance-suppressed image in which the weighted subtracting unit suppresses the component of the first substance by the weighted subtraction process using the weighting coefficient corresponding to the first substance. And obtaining a second substance suppression image in which a component of the second substance is suppressed by weighted subtraction processing using a weighting factor according to the second substance, and the first substance suppression image and the There is provided an X-ray CT apparatus according to any one of the first to seventh aspects, further comprising weighted addition means for obtaining a third image by weighted addition with a second substance suppression image.

第9の観点では、本発明は、前記第1および第2の物質の一方が水であり、他方がヨウ素である上記第1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 X-ray CT according to any one of the first to eighth aspects, wherein one of the first and second substances is water and the other is iodine. Providing equipment.

第10の観点では、本発明は、X線管とX線検出器とを有する撮影手段により、被検体を第1の管電圧と前記第1の管電圧とは異なる第2の管電圧とによりX線CT撮影して収集された投影データに基づいて画像再構成された、前記第1の管電圧による第1の画像と前記第2の管電圧による第2の画像とを受け取る画像受取手段と、前記第1および第2の画像における互いに対応する画素の画素値同士を、前記画素の位置に応じて異なる重み係数を用いて重み付け減算処理することにより、画像を求める重み付け減算手段とを備える画像処理装置を提供する。   In a tenth aspect, the present invention provides an imaging device having an X-ray tube and an X-ray detector, wherein the subject is subjected to a first tube voltage and a second tube voltage different from the first tube voltage. Image receiving means for receiving a first image based on the first tube voltage and a second image based on the second tube voltage, which are reconstructed based on projection data acquired by X-ray CT imaging; An image comprising weighted subtracting means for obtaining an image by subjecting pixel values of pixels corresponding to each other in the first and second images to weighted subtraction using different weighting coefficients according to the positions of the pixels. A processing device is provided.

本発明によれば、管電圧が異なる2つの画像を、対応する画素ごとにその位置に応じた適正な重み係数を用いて重み付け減算処理することができ、X線ビームの線質が空間的な位置によって異なることによる影響を低減して、被検体の物質抑制画像を精度よく求めることができる。   According to the present invention, two images having different tube voltages can be weighted and subtracted by using an appropriate weighting coefficient corresponding to the position of each corresponding pixel, and the X-ray beam quality is spatial. It is possible to reduce the influence of being different depending on the position and to obtain the substance suppression image of the subject with high accuracy.

本発明の実施例1に係るX線CT装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the X-ray CT apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 走査ガントリ(gantry)の撮影系の主要部をz方向に見たときの図である。It is a figure when the principal part of the imaging system of a scanning gantry is seen in the z direction. 走査ガントリの撮影系の主要部をx方向に見たときの図である。It is a figure when the principal part of the imaging system of a scanning gantry is seen in the x direction. 中央処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a central processing unit. 所望の管電圧相当の画像を生成するためのデータ(data)処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the data (data) process for producing | generating the image equivalent to a desired tube voltage. 再構成される画像の各スライス(slice)位置を示す図である。It is a figure which shows each slice (slice) position of the image to be reconfigure | reconstructed. 所定の管電圧によるX線のスペクトル(spectrum)を示す図である。It is a figure which shows the spectrum (spectrum) of the X-ray by a predetermined | prescribed tube voltage. 所定の物質におけるX線フォトンエネルギー(x-ray photon energy)とX線吸収係数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the X-ray photon energy (x-ray photon energy) and X-ray absorption coefficient in a predetermined substance. 画像再構成領域の中心から対象画像までの距離とデュアルエネルギー比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance from the center of an image reconstruction area | region, and a target image, and a dual energy ratio. 断層像の中央部におけるヨウ素のデュアルエネルギー比の測定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement of the dual energy ratio of the iodine in the center part of a tomogram. 断層像の周辺部におけるヨウ素のデュアルエネルギー比の測定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement of the dual energy ratio of the iodine in the peripheral part of a tomogram. 断層像のz方向の位置とデュアルエネルギー比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the z direction of a tomogram, and a dual energy ratio. ヨウ素のデュアルエネルギー比における断層像のz方向の位置Zに対する変化を示す図である。It is a figure which shows the change with respect to the position Z of the z direction of the tomogram in the dual energy ratio of iodine.

本発明の実施例1に係るX線CT装置の動作の一例を示すフロー(flow)図である。It is a flow figure which shows an example of operation | movement of the X-ray CT apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る画像処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image processing apparatus which concerns on Example 2 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below. Note that the present invention is not limited thereby.

実施例1に係るX線CT装置について説明する。このX線CT装置は、デュアルエネルギー撮影により投影データを収集し、収集された投影データに基づいてX線管の管電圧が異なる2つの断層像を画像再構成し、これら2つの断層像の重み付け減算処理(加重減算処理ともいう)により、所定の物質の成分が抑制されて別の物質の密度分布を表す2つの物質密度画像(物質抑制画像)を求め、これら2つの物質密度画像の重み付け加算処理(加重加算処理)により所望の管電圧相当の断層像を生成する。そして、その特徴は、これら物質密度画像を求めるための重み付け減算処理に用いる重み係数(加重係数ともいう)を、画素の位置等を含む諸条件によって変化させ、精度のよい物質密度画像を生成することにある。   An X-ray CT apparatus according to Embodiment 1 will be described. This X-ray CT apparatus collects projection data by dual energy imaging, reconstructs two tomographic images having different tube voltages of the X-ray tube based on the collected projection data, and weights these two tomographic images. By subtraction processing (also called weighted subtraction processing), two substance density images (substance suppression images) representing the density distribution of another substance are obtained by suppressing the component of a predetermined substance, and weighted addition of these two substance density images A tomographic image corresponding to a desired tube voltage is generated by processing (weighted addition processing). The feature is that a weighting coefficient (also referred to as a weighting coefficient) used for weighting subtraction processing for obtaining these substance density images is changed according to various conditions including pixel positions and the like, and a highly accurate substance density image is generated. There is.

図1は、実施例1に係るX線CT装置100の構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an X-ray CT apparatus 100 according to the first embodiment.

X線CT装置100は、操作コンソール(console)1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ(撮影手段)20とを具備している。   The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry (imaging means) 20.

操作コンソール1は、操作者からの入力を受け付ける入力装置2と、デュアルエネルギー撮影を行うための各部の制御や画像を生成するためのデータ処理等を行う中央処理装置3と、走査ガントリ20で取得したデータを収集するデータ収集バッファ(buffer)5と、画像を表示するモニタ(monitor)6と、プログラム(program)やデータ等を記憶する記憶装置7とを具備している。   The operation console 1 is acquired by an input device 2 that receives input from an operator, a central processing unit 3 that performs control of each unit for performing dual energy imaging, data processing for generating an image, and the like, and a scanning gantry 20. A data collection buffer (buffer) 5 that collects the data, a monitor 6 that displays an image, and a storage device 7 that stores a program, data, and the like.

撮影テーブル10は、被検体40を載せて走査ガントリ20の開口部Bに入れ出しするクレードル(cradle)12を具備している。クレードル12は、撮影テーブル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、被検体40の体軸方向すなわちクレードル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 imaging table 10 includes a cradle 12 on which the subject 40 is placed and put into and out of the opening B of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and horizontally moved by a motor built in the imaging table 10. Here, the body axis direction of the subject 40, that is, the linear movement direction of the cradle 12 is the z direction, the vertical direction is the y direction, and the horizontal direction perpendicular to the z direction and the y direction is the x direction.

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X線ビームXbをコリメート(collimate)して整形するコリメータ(collimator)23と、コリメータ23により整形されたX線ビームXbの線質や強度を調整するX線フィルタ部28と、被検体40を透過したX線ビームXbを検出する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)(データ収集装置ともいう)25と、X線コントローラ22,コリメータ23,DAS25,X線フィルタ部28の制御を行う回転部コントローラ26とが搭載される。本体部20aは、制御信号などを操作コンソール1や撮影テーブル10と通信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続されている。   The scanning gantry 20 includes a rotating unit 15 and a main body 20a that rotatably supports the rotating unit 15. The rotating unit 15 includes an X-ray tube 21, an X-ray controller 22 that controls the X-ray tube 21, and a collimator (collimate) that shapes and collimates the X-ray beam Xb generated from the X-ray tube 21. collimator) 23, an X-ray filter unit 28 for adjusting the quality and intensity of the X-ray beam Xb shaped by the collimator 23, an X-ray detector 24 for detecting the X-ray beam Xb transmitted through the subject 40, The DAS (Data Acquisition System) 25 (also referred to as a data acquisition device) that converts the output of the X-ray detector 24 into projection data and collects it, and the X-ray controller 22, collimator 23, DAS 25, and X-ray filter unit 28 are controlled. A rotating unit controller 26 is mounted. The main body 20 a includes a control controller 29 that communicates control signals and the like with the operation console 1 and the imaging table 10. The rotating part 15 and the main body part 20 a are electrically connected via a slip ring 30.

走査ガントリ20における撮影系の主要部の構成について説明する。   The configuration of the main part of the imaging system in the scanning gantry 20 will be described.

図2は、撮影系の主要部をz方向に見たときの図であり、図3は、撮影系の主要部をx方向に見たときの図である。   2 is a diagram when the main part of the imaging system is viewed in the z direction, and FIG. 3 is a diagram when the main part of the imaging system is viewed in the x direction.

X線管21とX線検出器24とは、図2に示すように、走査ガントリ20の開口部Bを挟むように相対向して配置されている。   As shown in FIG. 2, the X-ray tube 21 and the X-ray detector 24 are arranged to face each other so as to sandwich the opening B of the scanning gantry 20.

X線管21は、図3に示すように、陰極フィラメント(filament)21cと回転陽極21aとを有しており、陰極フィラメント21cから放出された電子eが、電極間に印加された管電圧により加速されて回転陽極21aに衝突し、X線ビームXbを発生する。   As shown in FIG. 3, the X-ray tube 21 includes a cathode filament 21c and a rotating anode 21a. Electrons e emitted from the cathode filament 21c are generated by a tube voltage applied between the electrodes. It is accelerated and collides with the rotating anode 21a to generate an X-ray beam Xb.

X線検出器24は、図2および図3に示すように、複数のX線検出素子24sをチャネル方向CHに配置した検出素子列24rを、スライス方向であるz方向に複数有する多列検出器である。なお、本実施例では、X線検出器24は、図3に示すように、検出素子列番号jをz方向に32A,…,1A,1B,…,32Bとする64列分の検出素子列24rを有している。また、各検出素子列24rは、図2に示すように、チャネル番号iをチャネル方向CHに1〜1000とする1000チャネル分のX線検出素子24sを有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the X-ray detector 24 is a multi-row detector having a plurality of detection element arrays 24r in which a plurality of X-ray detection elements 24s are arranged in the channel direction CH in the z direction which is the slice direction. It is. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the X-ray detector 24 has 64 detection element arrays having detection element array numbers j of 32A,..., 1A, 1B,. 24r. Each detection element array 24r includes X-ray detection elements 24s for 1000 channels in which the channel number i is 1 to 1000 in the channel direction CH, as shown in FIG.

コリメータ23およびX線フィルタ部28は、図2および図3に示すように、X線管21と開口部Bとの間に配置される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the collimator 23 and the X-ray filter unit 28 are disposed between the X-ray tube 21 and the opening B.

コリメータ23は、X線管21で発生したX線ビームXbをチャネル方向およびスライス方向(z方向)にコリメートしてファンビーム状に整形する。   The collimator 23 collimates the X-ray beam Xb generated by the X-ray tube 21 in the channel direction and the slice direction (z direction) and shapes it into a fan beam shape.

X線フィルタ部28は、コリメータ23により整形されたX線ビームXbの線質および強度を空間的に調整するビーム形成X線フィルタを有する。ビーム形成X線フィルタは、X線ビームXbのチャネル方向における中心部が最も薄く、周辺部に近づくにつれ厚くなる凹面形状を有しており、中心部よりも周辺部の方がX線をより吸収するよう設計されている。これにより、円形または楕円形に近い断面形状を有する被検体の体表面に過剰なX線が照射されないようにする。   The X-ray filter unit 28 includes a beam forming X-ray filter that spatially adjusts the quality and intensity of the X-ray beam Xb shaped by the collimator 23. The beam forming X-ray filter has a concave shape in which the central portion in the channel direction of the X-ray beam Xb is the thinnest and becomes thicker as it approaches the peripheral portion, and the peripheral portion absorbs X-rays more than the central portion. Designed to do. This prevents excessive X-rays from being irradiated on the body surface of the subject having a circular or elliptical cross-sectional shape.

本実施例では、X線フィルタ部28は、空間的なX線吸収特性が異なる複数のビーム形成X線フィルタ28L,28M,28Sを有している。そして、これらの中から被検体の大きさ等に基づいて選択されたいずれかのビーム形成X線フィルタを、X線ビームXbの照射経路内に挿入する。なお、X線フィルタ部28が有するX線フィルタは、ビーム形成X線フィルタに限定されない。   In this embodiment, the X-ray filter unit 28 has a plurality of beam forming X-ray filters 28L, 28M, and 28S having different spatial X-ray absorption characteristics. Then, any one of the beam forming X-ray filters selected based on the size of the subject is inserted into the irradiation path of the X-ray beam Xb. The X-ray filter included in the X-ray filter unit 28 is not limited to the beam forming X-ray filter.

X線管21から発生するX線ビームXbは、コリメータ23で整形された後、X線フィルタ部28で空間的に線質および強度が調整され、開口部B内に搬送される被検体40に照射される。被検体を透過したX線ビームXbは、X線検出器24で検出される。   After the X-ray beam Xb generated from the X-ray tube 21 is shaped by the collimator 23, the X-ray filter unit 28 spatially adjusts the quality and intensity of the X-ray beam Xb, and the X-ray beam Xb is applied to the subject 40 conveyed into the opening B. Irradiated. The X-ray beam Xb that has passed through the subject is detected by the X-ray detector 24.

なお、X線管21からX線ビームXbを照射しながら回転部15を回転中心ISOの周りに回転させたときに全方向からX線ビームが照射される領域が撮像視野SFOVである。また、断層像の画像再構成領域は、回転中心ISOを中心とする撮像視野SFOVに含まれる領域である。   In addition, when the rotating unit 15 is rotated around the rotation center ISO while irradiating the X-ray beam Xb from the X-ray tube 21, a region irradiated with the X-ray beam from all directions is the imaging field of view SFOV. The image reconstruction area of the tomographic image is an area included in the imaging field of view SFOV with the rotation center ISO as the center.

図4は、中央処理装置3の構成を示す図である。中央処理装置3は、撮影条件設定部31と、スキャン制御部32と、画像再構成部33と、重み付け減算部34と、重み付け加算部35と、表示制御部36とを有する。なお、これらの構成要素は、中央処理装置3の機能により実現される。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the central processing unit 3. The central processing unit 3 includes an imaging condition setting unit 31, a scan control unit 32, an image reconstruction unit 33, a weighting subtraction unit 34, a weighting addition unit 35, and a display control unit 36. Note that these components are realized by the functions of the central processing unit 3.

撮影条件設定部31は、操作者からの入力に応じてデュアルエネルギー撮影の撮影条件を設定する。撮影条件としては、例えば、デュアルエネルギー撮影における設定管電圧である高い管電圧HV(第1の管電圧)と低い管電圧LV(第2の管電圧)、撮影に用いるビーム形成X線フィルタの種類FL、撮影範囲、スライス厚、スキャン1回転時間等がある。なお、設定管電圧は、例えば、高い管電圧HVを140kV、低い管電圧LVを80kVとする。   The shooting condition setting unit 31 sets shooting conditions for dual energy shooting in accordance with an input from the operator. As imaging conditions, for example, a high tube voltage HV (first tube voltage) and a low tube voltage LV (second tube voltage), which are set tube voltages in dual energy imaging, and types of beam forming X-ray filters used for imaging FL, imaging range, slice thickness, scan one rotation time, etc. The set tube voltage is, for example, a high tube voltage HV of 140 kV and a low tube voltage LV of 80 kV.

スキャン制御部32は、設定された撮影条件に従ってデュアルエネルギー撮影を実行するよう走査ガントリ2および撮影テーブル10を制御する。例えば、X線管21の管電圧を高い管電圧HV(または低い管電圧)に設定して所定の回転角度であるビュー(view)角度分に相当する複数ビューの投影データを収集し、次いで、X線管21の管電圧を低い管電圧LV(または高い管電圧)に設定して同ビュー角度分に相当する複数ビューの投影データを収集するよう、走査ガントリ2および撮影テーブル10を制御する。あるいは、X線管21の管電圧を1または数ビュー単位にて高い管電圧HVと低い管電圧LVとに繰り返し切り換えながら管電圧毎に所定のビュー角度分に相当する複数ビューの投影データを収集するよう、走査ガントリ2および撮影テーブル10を制御する。これにより、高い管電圧による所定のビュー角度分に相当する複数ビューの投影データPHV(view,j,i)と、低い管電圧による所定のビュー角度分に相当する複数ビューの投影データPLV(view,j,i)とが収集される。ここで、viewはビュー番号(view=1,2,…,2000程度)、jは検出素子列番号(j=32A,…,1A,1B,…,32B)、iはチャネル番号(i=1,2,…,1000)である。なお、後者の方法を用いる場合、収集された投影データをビュー方向に重み付け加算処理するなどして、欠落したビューの投影データを補ってもよい。上記所定のビュー角度分は、例えば2π〔rad〕、またはπ+X線ビームXbのファン角α〔rad〕である。   The scan control unit 32 controls the scanning gantry 2 and the imaging table 10 so as to execute dual energy imaging according to the set imaging conditions. For example, by setting the tube voltage of the X-ray tube 21 to a high tube voltage HV (or a low tube voltage), collecting projection data of a plurality of views corresponding to a view angle that is a predetermined rotation angle, The scanning gantry 2 and the imaging table 10 are controlled so that the tube voltage of the X-ray tube 21 is set to a low tube voltage LV (or a high tube voltage) and projection data of a plurality of views corresponding to the same view angle is collected. Alternatively, projection data of a plurality of views corresponding to a predetermined view angle is collected for each tube voltage while repeatedly switching the tube voltage of the X-ray tube 21 between a high tube voltage HV and a low tube voltage LV in units of one or several views. Thus, the scanning gantry 2 and the imaging table 10 are controlled. Thereby, a plurality of views of projection data PHV (view, j, i) corresponding to a predetermined view angle due to a high tube voltage and a plurality of views of projection data PLV (view corresponding to a predetermined view angle due to a low tube voltage) , j, i) are collected. Here, view is a view number (view = 1, 2,..., About 2000), j is a detection element row number (j = 32A,..., 1A, 1B,..., 32B), and i is a channel number (i = 1). , 2,..., 1000). When the latter method is used, the projection data of the missing view may be supplemented by weighting and adding the collected projection data in the view direction. The predetermined view angle is, for example, 2π [rad] or the fan angle α [rad] of the π + X-ray beam Xb.

画像再構成部33は、デュアルエネルギー撮影によって収集された投影データを基に高い管電圧の断層像(第1の画像)と低い管電圧の断層像(第2の画像)とを画像再構成する。すなわち、図5に示すように、高い管電圧による投影データPHV(view,j,i)を基に高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)を画像再構成し、低い管電圧による投影データPLV(view,j,i)を基に低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)を画像再構成する。本実施例では、図6に示すように、回転部15の回転中心(軸)ISO上でX線管21からX線検出器24に照射されるX線ビームXbの通過領域におけるz方向の各位置z1〜z64を各スライス位置とするスライスSL1〜SL64について、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)および低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)(z=z1,z2,…,z64)を画像再構成する。なお、画像再構成には、例えば、フィルタ逆投影法(filtered back-projection)等を用いる。   The image reconstruction unit 33 reconstructs a high tube voltage tomogram (first image) and a low tube voltage tomogram (second image) based on projection data collected by dual energy imaging. . That is, as shown in FIG. 5, a tomographic image GHV (x, y, z) with a high tube voltage is reconstructed based on projection data PHV (view, j, i) with a high tube voltage, and with a low tube voltage. Based on the projection data PLV (view, j, i), a tomographic image GLV (x, y, z) having a low tube voltage is reconstructed. In this embodiment, as shown in FIG. 6, each of the z-directions in the passage region of the X-ray beam Xb irradiated from the X-ray tube 21 to the X-ray detector 24 on the rotation center (axis) ISO of the rotating unit 15. For slices SL1 to SL64 having positions z1 to z64 as slice positions, a high tube voltage tomogram GHV (x, y, z) and a low tube voltage tomogram GLV (x, y, z) (z = z1, z2,..., z64) are reconstructed. For image reconstruction, for example, a filtered back-projection method or the like is used.

重み付け減算部34は、高い管電圧の断層像と低い管電圧の断層像とを重み付け減算処理して2つの異なる物質密度画像を求める。すなわち、図5に示すように、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)と低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)とを重み付け減算処理することにより、被検体40の水の密度分布を表す水密度画像W(x,y,z)(第1の物質抑制画像)と、被検体40のヨウ素の密度分布を表すヨウ素密度画像Io(x,y,z)(第2の物質抑制画像)とを求める。本実施例では、スライスSL1〜SL64の各々について、水密度画像W(x,y,z)とヨウ素密度画像Io(x,y,z)(z=z1,z2,…,z64)とを求める。   The weighted subtracting unit 34 obtains two different material density images by performing weighted subtraction on the high tube voltage tomogram and the low tube voltage tomogram. In other words, as shown in FIG. 5, the tomographic image GHV (x, y, z) having a high tube voltage and the tomographic image GLV (x, y, z) having a low tube voltage are subjected to weighted subtraction processing, so that the subject 40 Water density image W (x, y, z) (first substance suppression image) representing the density distribution of water and iodine density image Io (x, y, z) representing the density distribution of iodine in the subject 40 ( 2nd substance suppression image). In this embodiment, a water density image W (x, y, z) and an iodine density image Io (x, y, z) (z = z1, z2,..., Z64) are obtained for each of the slices SL1 to SL64. .

ここで、重み付け減算部34による重み付け減算処理について詳細に説明する。   Here, the weighting subtraction processing by the weighting subtraction unit 34 will be described in detail.

図7は、所定の管電圧によるX線のスペクトル(エネルギー分布)を示す図である。この図において、SP80は管電圧80kVによるX線のスペクトル、SP140は管電圧140kVによるX線のスペクトルを示す。また、図8は、所定の物質におけるX線フォトンエネルギーとX線吸収係数との関係を示す図である。この図において、μaは物質aのX線吸収係数、μbは物質bのX線吸収係数を示す。   FIG. 7 is a diagram showing an X-ray spectrum (energy distribution) with a predetermined tube voltage. In this figure, SP80 indicates the X-ray spectrum when the tube voltage is 80 kV, and SP140 indicates the X-ray spectrum when the tube voltage is 140 kV. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the X-ray photon energy and the X-ray absorption coefficient in a predetermined substance. In this figure, μa represents the X-ray absorption coefficient of the substance a, and μb represents the X-ray absorption coefficient of the substance b.

X線のスペクトルは、図7に示すように、そのX線を発生するX線管の管電圧によって異なる。また、物質のX線吸収係数は、図8に示すように、X線フォトンエネルギーに応じて変化し、その変化曲線は物質を構成する元素の種類またはその組合せによって異なる。   The X-ray spectrum varies depending on the tube voltage of the X-ray tube that generates the X-ray, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8, the X-ray absorption coefficient of the substance changes according to the X-ray photon energy, and the change curve differs depending on the kind of elements constituting the substance or a combination thereof.

一方、被検体の投影データまたは断層像は、2つの異なる物質の密度分布およびそのX線吸収係数により近似的に表現できる。   On the other hand, the projection data or tomographic image of the subject can be approximately expressed by the density distributions of two different substances and their X-ray absorption coefficients.

この近似モデルに基づき、水密度画像W(x,y,z)とヨウ素密度画像Io(x,y,z)とを求めることができる。つまり、管電圧が異なる2つの画像GHV(x,y,z)とGLV(x,y,z)を、ヨウ素の成分を抑制し、水の成分を強調すべく、ヨウ素に相当する画素の画素値が零になるよう重み付け減算処理することにより、水の密度分布を表す水密度画像W(x,y,z)を求めることができる。同様に、管電圧が異なる2つの画像GHV(x,y,z)とGLV(x,y,z)を、水の成分を抑制し、ヨウ素の成分を強調すべく、水に相当する画素の画素値が零になるよう重み付け減算処理することにより、ヨウ素の密度分布を表すヨウ素密度画像Io(x,y,z)を求めることができる。   Based on this approximate model, a water density image W (x, y, z) and an iodine density image Io (x, y, z) can be obtained. In other words, two images GHV (x, y, z) and GLV (x, y, z) with different tube voltages are pixels corresponding to iodine in order to suppress the iodine component and emphasize the water component. By performing weighted subtraction processing so that the value becomes zero, a water density image W (x, y, z) representing the water density distribution can be obtained. Similarly, two images GHV (x, y, z) and GLV (x, y, z) with different tube voltages are used for the pixel corresponding to water to suppress the water component and emphasize the iodine component. By performing weighted subtraction processing so that the pixel value becomes zero, an iodine density image Io (x, y, z) representing the density distribution of iodine can be obtained.

具体的には、例えば次の数式に従って重み付け減算処理を行う。

Figure 0005523715
Specifically, for example, a weighted subtraction process is performed according to the following formula.
Figure 0005523715

ここで、kwは水密度画像の画素値W(x,y,z)を水の密度〔mg/ml〕を表す値に変換するための変換係数、kioはヨウ素密度画像Ioの画素値(x,y,z)をヨウ素の密度〔mg/ml〕を表す値に変換するための変換係数、Rioは高い管電圧HVと低い管電圧LVとにおけるヨウ素のデュアルエネルギー比、Rwは高い管電圧HVと低い管電圧LVとにおける水のデュアルエネルギー比である。   Here, kw is a conversion coefficient for converting the pixel value W (x, y, z) of the water density image into a value representing the density [mg / ml] of water, and kio is the pixel value (x of the iodine density image Io). , y, z) is a conversion coefficient for converting iodine density [mg / ml], Rio is the dual energy ratio of iodine between the high tube voltage HV and the low tube voltage LV, and Rw is the high tube voltage HV. And the dual energy ratio of water at low tube voltage LV.

水密度画像W(x,y,z)を求めるための重み付け減算処理を表す数式1において、低い管電圧の断層像の画素値GLV(x,y,z)に乗算する重み係数はkwであり、高い管電圧の断層像の画素値GHV(x,y,z)に乗算する重み係数はkw・Rioである。また、ヨウ素密度画像Io(x,y,z)を求めるための重み付け減算処理を表す数式2において、低い管電圧の断層像の画素値GLV(x,y,z)に乗算する重み係数はkioであり、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)の画素値に乗算する重み係数はkio・Rwである。   In Equation 1 representing weighted subtraction processing for obtaining the water density image W (x, y, z), the weighting coefficient to be multiplied by the pixel value GLV (x, y, z) of the tomographic image of the low tube voltage is kw. The weighting factor for multiplying the pixel value GHV (x, y, z) of the tomographic image with a high tube voltage is kw · Rio. Further, in Equation 2 representing the weighted subtraction process for obtaining the iodine density image Io (x, y, z), the weighting coefficient to be multiplied by the pixel value GLV (x, y, z) of the tomographic image of the low tube voltage is kio. The weighting factor for multiplying the pixel value of the high tube voltage tomogram GHV (x, y, z) is kio · Rw.

さらに、デュアルエネルギー比Rioは、低い管電圧LVによるX線を用いて撮影した場合に得られる断層像GCLV(x,y,z)上のヨウ素に相当する画素値(CT値)GCio,LV(x,y,z)を、高い管電圧HVによるX線を用いて撮影した場合に得られる断層像GCHV(x,y,z)上のヨウ素に相当する画素値GCio,HV(x,y,z)で除算してなる値(画素値の比)としている。また、デュアルエネルギー比Rwは、断層像GCLV(x,y,z)上の水に相当する画素値GCw,LV(x,y,z)を、断層像GCHV(x,y,z)上の水に相当する画素値GCw,140(x,y,z)で除算してなる値としている。   Furthermore, the dual energy ratio Rio is a pixel value (CT value) GCio, LV (corresponding to iodine on a tomographic image GCLV (x, y, z) obtained when X-rays are taken with a low tube voltage LV. x, y, z) is a pixel value GCio, HV (x, y, x, y) corresponding to iodine on a tomographic image GCHV (x, y, z) obtained when X-rays are taken with a high tube voltage HV. The value obtained by dividing by z) (pixel value ratio). Further, the dual energy ratio Rw is obtained by calculating the pixel value GCw, LV (x, y, z) corresponding to water on the tomographic image GCLV (x, y, z) on the tomographic image GCHV (x, y, z). The pixel value GCw, 140 (x, y, z) corresponding to water is divided into values.

これらのデュアルエネルギー比Rは、X線管の管電圧と物質の種類に応じて変化するが、実際にはこれらに加え、次に示すような他の条件に応じても変化する。   These dual energy ratios R change according to the tube voltage of the X-ray tube and the type of the substance, but actually, in addition to these, they also change according to other conditions as shown below.

第一に、デュアルエネルギー比Rは、断層像内の画素の位置に応じて変化し、特に図9(a)に示すように、断層像Gにおける画像再構成領域の中心ISOから画素g(x,y,z)までの距離rに応じて変化するという特徴を有する。すなわち、デュアルエネルギー比Rが同じ値を取る画素の位置を線で繋げると、図9(b)に示すように、画像再構成領域の中心ISOを中心とする同心円に近い分布として表される。これは、被検体40に照射されるX線ビームXbの線質が、チャネル方向CHに変化すること、またはビーム形成X線フィルタのX線透過経路がチャネル方向CHに変化することなどによるものと考えられる。   First, the dual energy ratio R changes according to the position of the pixel in the tomographic image, and particularly, as shown in FIG. 9A, the pixel g (x , y, z) has a feature of changing according to the distance r. That is, if the positions of the pixels having the same dual energy ratio R are connected by a line, as shown in FIG. 9B, the distribution is represented as a distribution close to a concentric circle centering on the center ISO of the image reconstruction area. This is because the quality of the X-ray beam Xb irradiated to the subject 40 changes in the channel direction CH, or the X-ray transmission path of the beam forming X-ray filter changes in the channel direction CH. Conceivable.

X線管21から発生するX線ビームXbは、X線管21を構成する回転陽極21aの構造に起因して、図2に示すように、チャネル方向CHの中心部では軟らかいX線ビームXsとなり、チャネル方向CHの周辺部では硬いX線ビームXhとなることが知られている。軟らかいX線ビームとは、低いX線エネルギー成分が多い、すなわちX線実効エネルギーが比較的低いX線ビームのことであり、硬いX線ビームとは、高いX線エネルギー成分が多い、すなわちX線実効エネルギーが比較的高いX線ビームのことである。また、ビーム形成X線フィルタは、X線フォトンエネルギーが低いX線の吸収量が多く、チャネル方向CHの周辺部に近いほどそのフィルタの厚さが増してX線の吸収量が増えるため、ビーム形成X線フィルタを通過したX線ビームXbは、さらにこの傾向が強くなると考えられる。   The X-ray beam Xb generated from the X-ray tube 21 becomes a soft X-ray beam Xs at the center of the channel direction CH as shown in FIG. 2 due to the structure of the rotating anode 21a constituting the X-ray tube 21. It is known that a hard X-ray beam Xh is generated at the periphery in the channel direction CH. A soft X-ray beam is an X-ray beam with a large amount of low X-ray energy components, that is, an X-ray effective energy is relatively low, and a hard X-ray beam is a high X-ray energy component, that is, an X-ray beam. An X-ray beam having a relatively high effective energy. In addition, the beam forming X-ray filter has a large amount of X-ray absorption with low X-ray photon energy, and the closer to the periphery in the channel direction CH, the thicker the filter is, and the amount of X-ray absorption increases. It is considered that this tendency is further increased in the X-ray beam Xb that has passed through the formed X-ray filter.

なお、一例として、ヨウ素が中央部あるいは周辺部に配置されたファントムを撮影した場合における、管電圧80kVと140kVの断層像の中央部におけるヨウ素のデュアルエネルギー比Rioの測定例を図10に、管電圧80kVと140kVの断層像の周辺部におけるヨウ素のデュアルエネルギー比Rioの測定例を図11に示す。この測定例では、ヨウ素のデュアルエネルギー比Rioは、断層像の中央部(r=0cm)で1.70、断層像の周辺部(r=25cm)で1.80となり、距離rが大きくなるとデュアルエネルギー比Rioも大きくなる傾向があることが分かる。   As an example, FIG. 10 shows a measurement example of the dual energy ratio Rio of iodine in the central part of the tomographic images of tube voltages of 80 kV and 140 kV when photographing a phantom in which iodine is arranged in the central part or the peripheral part. FIG. 11 shows an example of measurement of the dual energy ratio Rio of iodine in the peripheral part of the tomographic images of voltages 80 kV and 140 kV. In this measurement example, the dual energy ratio Rio of iodine is 1.70 at the central portion (r = 0 cm) of the tomographic image, 1.80 at the peripheral portion (r = 25 cm) of the tomographic image, and dual when the distance r increases. It can be seen that the energy ratio Rio also tends to increase.

第二に、デュアルエネルギー比Rは、撮影に使用するビーム形成X線フィルタの種類、すなわちその形状やX線吸収特性に応じて変化するという特徴を有する。ビーム形成X線フィルタの種類が異なれば、そのフィルタが有する空間的なX線吸収特性も異なるため、ビーム形成X線フィルタを通過したX線ビームXbの線質も空間的に変化するからである。   Secondly, the dual energy ratio R has a characteristic that it changes according to the type of beam forming X-ray filter used for imaging, that is, its shape and X-ray absorption characteristics. This is because, if the type of the beam forming X-ray filter is different, the spatial X-ray absorption characteristics of the filter are also different, so that the quality of the X-ray beam Xb that has passed through the beam forming X-ray filter also changes spatially. .

第三に、デュアルエネルギー比Rは、図12に示すように、重み付け減算処理の対象となる断層像の、X線検出器24に対するz方向の位置Zに応じて変化するという特徴を有する。X線管21から発生するX線ビームXbは、X線管21を構成する回転陽極21aの構造に起因して、図3に示すように、z方向の陰極フィラメント21c寄りの周辺部においては軟らかいX線ビームXsとなり、z方向の回転陽極21a寄りの周辺部においては硬いX線ビームXhとなることが知られている。デュアルエネルギー比Rにおける断層像のz方向の位置Zに対する依存性は、このようなX線ビームXbのz方向における線質の違いによるものと考えられる。   Third, as shown in FIG. 12, the dual energy ratio R has a feature that it changes in accordance with the position Z in the z direction with respect to the X-ray detector 24 of the tomographic image to be subjected to the weighting subtraction process. The X-ray beam Xb generated from the X-ray tube 21 is soft at the peripheral portion near the cathode filament 21c in the z direction, as shown in FIG. 3, due to the structure of the rotating anode 21a constituting the X-ray tube 21. It is known that the X-ray beam Xs becomes a hard X-ray beam Xh in the peripheral portion near the rotary anode 21a in the z direction. The dependency of the dual energy ratio R on the position Z in the z direction of the tomographic image is considered to be due to the difference in the quality of the X-ray beam Xb in the z direction.

なお、一例として、ヨウ素のデュアルエネルギー比Rioにおける断層像のz方向の位置Zに対する変化を図13に示す。デュアルエネルギー比Rは、この例で示すように、断層像のz方向の位置Zがフィラメント陰極21c側から回転陽極21a側へ近づくにつれて大きくなる傾向があることが分かる。   As an example, FIG. 13 shows a change in the z-direction position Z of the tomographic image in the dual energy ratio Rio of iodine. As shown in this example, it is understood that the dual energy ratio R tends to increase as the position Z in the z direction of the tomographic image approaches from the filament cathode 21c side to the rotating anode 21a side.

本実施例では、被検体40の水密度画像W(x,y,z)および要素密度画像Io(x,y,z)を精度よく求めるため、デュアルエネルギー比Rに関するこれらの特徴を考慮して、次のような構成を取る。   In this embodiment, the water density image W (x, y, z) and the element density image Io (x, y, z) of the subject 40 are obtained with high accuracy in consideration of these characteristics regarding the dual energy ratio R. Take the following configuration.

記憶装置7は、物質の種類Mと、管電圧HV,LVと、ビーム形成X線フィルタの種類FLと、断層像のz方向の位置Z(これにスライス厚を加えてもよい)とによる組合せ別に、断層像における各画素の座標(x,y)または断層像における画像再構成領域の中心ISOから各画素までの距離rとデュアルエネルギー比Rとの関係を表す情報RTを記憶する。   The storage device 7 is a combination of a material type M, tube voltages HV and LV, a beam forming X-ray filter type FL, and a position Z in the z direction of a tomographic image (a slice thickness may be added thereto). Separately, information RT representing the relationship between the coordinates (x, y) of each pixel in the tomographic image or the distance r from the center ISO of the image reconstruction area to each pixel in the tomographic image and the dual energy ratio R is stored.

組合せを構成する各要素の選択肢としては、例えば、物質M=水,ヨウ素、管電圧HV,LV=(140kV,80kV),(120kV,60kV)、ビーム形成X線フィルタの種類FL=28L,28M,28S、断層像のz方向の位置Z=z1,z2,…,z64などとする。   Options for each element constituting the combination include, for example, substance M = water, iodine, tube voltage HV, LV = (140 kV, 80 kV), (120 kV, 60 kV), beam forming X-ray filter type FL = 28L, 28M , 28S, the position Z of the tomographic image in the z direction Z = z1, z2,.

また、各組合せ毎の情報RTとしては、例えば、断層像における画素とその画素でのデュアルエネルギー比Rとを画素毎に対応付けて表す情報とする。また例えば、デュアルエネルギー比Rを、断層像の中心部から周辺部に向かって連続的にあるいは段階的に大きくなるものとして規定する情報とする。すなわち、低い管電圧の断層像と高い管電圧の断層像との重み付け減算処理に用いる重み係数を、断層像の中心部より周辺部の方が大きくなるように設定する。デュアルエネルギー比の情報RTの形式は、数式でもテーブル(table)でもよい。   The information RT for each combination is, for example, information representing a pixel in a tomographic image and a dual energy ratio R at that pixel in association with each pixel. Further, for example, the dual energy ratio R is information that is defined as increasing continuously or stepwise from the center of the tomogram to the periphery. That is, the weighting coefficient used for the weighted subtraction process between the low tube voltage tomogram and the high tube voltage tomogram is set so that the peripheral portion is larger than the central portion of the tomogram. The format of the dual energy ratio information RT may be a mathematical expression or a table.

なお、デュアルエネルギー比Rの値は、ヨウ素や水などの物質がxy平面内の各位置に配置されたファントム(phantom)を、実際に走査ガントリ20を用いて撮影することにより得られた断層像の画素値から求めたり、理論計算に基づくシミュレーションによって求めたりすることができる。上記の情報RTは、このようにして求めた値に基づいて決定することができる。この際、多項式近似などの計算方法を用いて決定してもよい。   Note that the value of the dual energy ratio R is a tomographic image obtained by actually photographing a phantom in which substances such as iodine and water are arranged at respective positions in the xy plane using the scanning gantry 20. It can be obtained from the pixel value of or a simulation based on theoretical calculation. The information RT can be determined based on the value thus obtained. At this time, it may be determined using a calculation method such as polynomial approximation.

重み付け減算部34は、抑制しようとする物質の種類Mと、設定された管電圧HV,LVと、撮影に使用されたビーム形成X線フィルタの種類FLと、重み付け減算処理の対象となる断層像のz方向の位置Zとによる組合せに応じたデュアルエネルギー比の情報RT(M,HV,LV,FL,Z)を記憶装置7から読み出す。次いで、高い管電圧の断増像GHV(x,y,z)と低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)との間で互いに対応する画素ごとに、その画素の位置に応じたデュアルエネルギー比Rを、先に読み出したデュアルエネルギー比の情報RT(M,HV,LV,FL,Z)に基づいて特定する。そして、特定したデュアルエネルギー比Rを、上記の数式1および数式2に示すような重み付け減算処理の数式に代入して、対応する画素の画素値同士を重み付け減算処理する。つまり、重み付け減算部34は、物質の種類M,管電圧HV,LV、X線フィルタの種類FL、断層像のz方向の位置Z、および画素の座標(x,y)あるいは距離rに応じた重み係数を用いて重み付け減算処理を行う。   The weighting subtracting unit 34 includes the type M of the substance to be suppressed, the set tube voltages HV and LV, the type FL of the beam forming X-ray filter used for imaging, and the tomographic image to be subjected to the weighting subtraction process. The information RT (M, HV, LV, FL, Z) of the dual energy ratio corresponding to the combination with the position Z in the z direction is read from the storage device 7. Next, for each pixel corresponding to each other between the high tube voltage cut-off image GHV (x, y, z) and the low tube voltage tomogram GLV (x, y, z), the position of the pixel is determined. The dual energy ratio R is specified based on the dual energy ratio information RT (M, HV, LV, FL, Z) read out earlier. Then, the specified dual energy ratio R is substituted into the weighted subtraction formulas shown in the above formulas 1 and 2, and the pixel values of corresponding pixels are weighted and subtracted. That is, the weighting subtraction unit 34 corresponds to the material type M, tube voltage HV, LV, X-ray filter type FL, tomographic position Z in the z direction, and pixel coordinates (x, y) or distance r. A weighted subtraction process is performed using a weighting coefficient.

重み付け加算部35は、2つの異なる物質密度画像を重み付け加算処理して他の管電圧相当の断層像(第3の画像)を求める。すなわち、図5に示すように、水密度画像W(x,y,z)とヨウ素密度画像Io(x,y,z)とを重み付け加算処理することにより、所望の管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)を求める。本実施例では、スライスSL1〜SL64の各々について、管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)(z=z1,z2,…,z64)を求める。   The weighted addition unit 35 performs a weighted addition process on two different material density images to obtain a tomographic image (third image) corresponding to another tube voltage. That is, as shown in FIG. 5, a tomographic image corresponding to a desired tube voltage NV is obtained by performing weighted addition processing on the water density image W (x, y, z) and the iodine density image Io (x, y, z). Find GNV (x, y, z). In this embodiment, a tomographic image GNV (x, y, z) (z = z1, z2,..., Z64) corresponding to the tube voltage NV is obtained for each of the slices SL1 to SL64.

管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)は、例えば次の数式に従って重み付け加算処理を行うことにより求めることができる。

Figure 0005523715
The tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the tube voltage NV can be obtained by performing weighted addition processing according to the following formula, for example.
Figure 0005523715

ここで、keV1は管電圧NVによるX線の実効エネルギー、μw(keV1)は実効エネルギーkeV1における水のX線吸収係数、μio(keV1)は実効エネルギーkeV1におけるヨウ素のX線吸収係数、kcは管電圧NV相当の断層像の画素値をCT値を表す値に変更するための変更係数である。なお、CT値は、周知の通り、物質のX線吸収の程度を示す値であり、空気のCT値は−1000〔HU〕、水のCT値は0〔HU〕で表される。   Here, keV1 is the effective energy of X-rays by the tube voltage NV, μw (keV1) is the X-ray absorption coefficient of water at the effective energy keV1, μio (keV1) is the X-ray absorption coefficient of iodine at the effective energy keV1, and kc is the tube This is a change coefficient for changing the pixel value of the tomographic image corresponding to the voltage NV to a value representing the CT value. As is well known, the CT value is a value indicating the degree of X-ray absorption of a substance, the CT value of air is represented by -1000 [HU], and the CT value of water is represented by 0 [HU].

管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)を求めるための重み付け加算処理を表す数式5において、水密度画像W(x,y,z)に乗算する重み係数はkc・μw(keV1)であり、ヨウ素密度画像Io(x,y,z)に乗算する重み係数はkc・μio(keV1)である。   In Equation 5 representing weighted addition processing for obtaining a tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the tube voltage NV, the weighting coefficient to be multiplied with the water density image W (x, y, z) is kc · μw (keV1 ) And the weighting coefficient to be multiplied with the iodine density image Io (x, y, z) is kc · μio (keV1).

表示制御部36は、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)、低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)、水密度画像W(x,y,z)、ヨウ素密度画像Io(x,y,z)、管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)等を操作者の求めに応じて、あるいは自動でモニタ6の画面に表示するための制御を行う。   The display control unit 36 includes a high tube voltage tomogram GHV (x, y, z), a low tube voltage tomogram GLV (x, y, z), a water density image W (x, y, z), and an iodine density. Control is performed to display the image Io (x, y, z), the tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the tube voltage NV, etc. on the screen of the monitor 6 according to the operator's request or automatically. .

これより、本発明の実施例1に係るX線CT装置の動作について説明する。   Now, the operation of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

図14は、本発明の実施例1に係るX線CT装置の動作の一例を示すフロー図である。   FIG. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the X-ray CT apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

ステップ(step)ST1では、撮影条件を設定する。ここで、撮影条件設定部31が、操作者が入力装置2を介して入力した情報を基に、デュアルエネルギー撮影に必要な撮影条件を設定する。   In step ST1, shooting conditions are set. Here, the imaging condition setting unit 31 sets imaging conditions necessary for dual energy imaging based on information input by the operator via the input device 2.

ステップST2では、設定された撮影条件に従ってデュアルエネルギー撮影を行う。ここで、スキャン制御部32が、撮影条件に従って走査ガントリ20と撮影テーブル10とを制御してデュアルエネルギー撮影を実行し、低い管電圧による投影データPLV(view,j,i)と高い管電圧による投影データPHV(view,j,i)とを収集する。   In step ST2, dual energy imaging is performed according to the set imaging conditions. Here, the scan control unit 32 controls the scanning gantry 20 and the imaging table 10 according to the imaging conditions to execute dual energy imaging, and uses projection data PLV (view, j, i) with a low tube voltage and a high tube voltage. Projection data PHV (view, j, i) is collected.

ステップST3では、画像再構成処理を行う。ここで、画像再構成部33が、スライスSL1〜SL64の各々について、低い管電圧による投影データPLV(view,j,i)に基づいて低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)を画像再構成するとともに、高い管電圧による投影データPHV(view,j,i)に基づいて高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)を画像再構成する。   In step ST3, an image reconstruction process is performed. Here, for each of the slices SL1 to SL64, the image reconstruction unit 33 generates a tomographic image GLV (x, y, z) with a low tube voltage based on the projection data PLV (view, j, i) with a low tube voltage. While reconstructing an image, a tomographic image GHV (x, y, z) with a high tube voltage is reconstructed based on projection data PHV (view, j, i) with a high tube voltage.

ステップST4では、重み付け減算処理を行う。ここで、重み付け減算部34が、抑制しようとする物質の種類Mと、設定された高い管電圧HVおよび低い管電圧LVと、撮影に使用されたビーム形成X線フィルタの種類FLと、重み付け減算処理の対象となる断層像のz方向の位置Zとによる組合せに応じたデュアルエネルギー比の情報RT(M,HV,LV,FL,Z)を記憶装置7から読み出す。次いで、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)と低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)との間で互いに対応する画素ごとに、その画素の位置に応じたデュアルエネルギー比を、先に読み出したデュアルエネルギー比の情報RT(M,HV,LV,FL,Z)に基づいて特定する。そして、その対応する画素の画素値同士を、数式1または数式2に従って重み付け減算処理する。これにより、スライスSL1〜SL64の各々について、水密度画像W(x,y,z)およびヨウ素密度画像Io(x,y,z)を求める。   In step ST4, a weighted subtraction process is performed. Here, the weighting subtractor 34 sets the type M of the substance to be suppressed, the set high tube voltage HV and low tube voltage LV, the type FL of the beam forming X-ray filter used for imaging, and the weighted subtraction. Dual energy ratio information RT (M, HV, LV, FL, Z) corresponding to the combination of the tomographic image to be processed and the position Z in the z direction is read from the storage device 7. Next, for each pixel corresponding to each other between the high tube voltage tomogram GHV (x, y, z) and the low tube voltage tomogram GLV (x, y, z), a dual corresponding to the position of the pixel is obtained. The energy ratio is specified based on the previously read dual energy ratio information RT (M, HV, LV, FL, Z). Then, the pixel values of the corresponding pixels are subjected to weighted subtraction according to Equation 1 or Equation 2. Thereby, the water density image W (x, y, z) and the iodine density image Io (x, y, z) are obtained for each of the slices SL1 to SL64.

ステップST5では、重み付け加算処理を行う。ここで、重み付け加算部35が、スライスSL1〜SL64の各々について、数式5に従って、水密度画像W(x,y,z)とヨウ素密度画像Io(x,y,z)とを重み付け加算処理することにより、所望の管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)を求める。   In step ST5, a weighted addition process is performed. Here, the weight addition unit 35 performs the weight addition process on the water density image W (x, y, z) and the iodine density image Io (x, y, z) according to Equation 5 for each of the slices SL1 to SL64. Thus, a tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the desired tube voltage NV is obtained.

ステップST6では、表示制御部36が、モニタ6を制御して、求められた管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)をモニタ6の画面に表示させる。   In step ST <b> 6, the display control unit 36 controls the monitor 6 to display the tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the obtained tube voltage NV on the screen of the monitor 6.

このように、実施例1に係るX線CT装置100によれば、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)と低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)とを、画素の位置を含む諸種の条件に応じたデュアルエネルギー比Rを考慮した適正な重み係数を用いて重み付け減算処理することができ、被検体に照射するX線ビームXbの線質が空間的な位置よって異なることによる影響を低減して、被検体の水密度画像W(x,y,z)やヨウ素密度画像Io(x,y,z)などの物質密度画像、さらには所望の管電圧相当の断層像GNV(x,y,z)を精度よく求めることができる。   Thus, according to the X-ray CT apparatus 100 according to the first embodiment, a high tube voltage tomogram GHV (x, y, z) and a low tube voltage tomogram GLV (x, y, z) are obtained. Weighting and subtraction processing can be performed using an appropriate weighting factor in consideration of the dual energy ratio R according to various conditions including the pixel position, and the quality of the X-ray beam Xb irradiated to the subject is a spatial position. Therefore, the influence of the difference is reduced, the substance density image such as the water density image W (x, y, z) and iodine density image Io (x, y, z) of the subject, and further, the tube voltage corresponding to the desired tube voltage. The tomographic image GNV (x, y, z) can be obtained with high accuracy.

実施例2に係る画像処理装置について説明する。この画像処理装置は、X線CT装置100からデュアルエネルギー撮影により得られた低い管電圧の断層像と高い管電圧の断層像とを入力され、管電圧が異なるこれら2つの断層像の重み付け減算処理により、被検体の水の密度分布を表す水密度画像と被検体のヨウ素の密度分布を表すヨウ素密度画像とを求め、これら2つの物質密度画像の重み付け加算処理により所望の管電圧相当の断層像を生成する。   An image processing apparatus according to the second embodiment will be described. This image processing apparatus receives a low tube voltage tomogram and a high tube voltage tomogram obtained by dual energy imaging from the X-ray CT apparatus 100, and performs weighted subtraction processing of these two tomograms having different tube voltages. To obtain a water density image representing the water density distribution of the subject and an iodine density image representing the density distribution of iodine of the subject, and a tomographic image corresponding to a desired tube voltage by weighted addition processing of these two substance density images Is generated.

図15は、実施例2に係る画像処理装置102の構成を示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the image processing apparatus 102 according to the second embodiment.

画像処理装置102は、ワークステーション(workstation)等で構成されており、その機能として、データ受取部(画像受取手段)50と、重み付け減算部34と、重み付け加算部35と、表示制御部36とを有する。   The image processing apparatus 102 includes a workstation and the like, and functions thereof include a data receiving unit (image receiving unit) 50, a weighting subtracting unit 34, a weighting adding unit 35, a display control unit 36, and the like. Have

データ受取部50は、X線CT装置100からデュアルエネルギー撮影により得られた高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)と低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)とを受け取る。   The data receiving unit 50 generates a high tube voltage tomogram GHV (x, y, z) and a low tube voltage tomogram GLV (x, y, z) obtained from the X-ray CT apparatus 100 by dual energy imaging. receive.

また、データ受取部50は、X線CT装置100から重み付け減算部34による重み付け減算処理に用いる重み係数を特定するための情報を受け取る。本実施例では、このような情報として、抑制しようとする物質の種類Mと、設定された管電圧HV,LVと、撮影に使用されたビーム形成X線フィルタの種類FLと、重み付け減算処理の対象となる断層像のz方向の位置Zとの組合せに応じたデュアルエネルギー比の情報RT(M,HV,LV,FL,Z)を受け取る。   Further, the data receiving unit 50 receives information for specifying a weighting coefficient used for the weighted subtraction process by the weighted subtracting unit 34 from the X-ray CT apparatus 100. In this embodiment, such information includes the type M of the substance to be suppressed, the set tube voltages HV and LV, the type FL of the beam forming X-ray filter used for imaging, and the weighted subtraction process. Dual energy ratio information RT (M, HV, LV, FL, Z) corresponding to the combination with the position Z in the z direction of the target tomographic image is received.

重み付け減算部34は、高い管電圧の断層像GHV(x,y,z)と低い管電圧の断層像GLV(x,y,z)との間で互いに対応する画素ごとに、その画素の位置に応じたデュアルエネルギー比Rを、先に読み出したデュアルエネルギー比の情報RT(M,HV,LV,FL,Z)に基づいて特定する。そして、その対応する画素の画素値同士を、実施例1にて説明した数式1または数式2に従って重み付け減算処理する。これにより、水密度画像W(x,y,z)およびヨウ素密度画像Io(x,y,z)を求める。   The weighting subtractor 34 determines the position of each pixel corresponding to each other between the high tube voltage tomogram GHV (x, y, z) and the low tube voltage tomogram GLV (x, y, z). The dual energy ratio R corresponding to is specified based on the dual energy ratio information RT (M, HV, LV, FL, Z) read out earlier. Then, the pixel values of the corresponding pixels are subjected to a weighted subtraction process according to Equation 1 or Equation 2 described in the first embodiment. Thereby, the water density image W (x, y, z) and the iodine density image Io (x, y, z) are obtained.

重み付け加算部35は、実施例1にて説明した数式5に従って、水密度画像W(x,y,z)とヨウ素密度画像Io(x,y,z)とを重み付け加算処理することにより、所望の管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)を求める。   The weighted addition unit 35 performs a weighted addition process on the water density image W (x, y, z) and the iodine density image Io (x, y, z) according to Equation 5 described in the first embodiment, thereby obtaining a desired value. A tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the tube voltage NV is obtained.

表示制御部36は、画像処理装置102が有する不図示のモニタを制御して、求められた管電圧NV相当の断層像GNV(x,y,z)をそのモニタの画面に表示させる。   The display control unit 36 controls a monitor (not shown) included in the image processing apparatus 102 to display a tomographic image GNV (x, y, z) corresponding to the obtained tube voltage NV on the screen of the monitor.

このように、実施例2に係る画像処理装置102によれば、実施例1に係るX線CT装置100と同様に、X線ビームの線質が空間的な位置によって異なることによる影響を低減して、被検体の物質密度画像や所望の管電圧相当の断層像を精度よく求めることができる。また、このような画像を、X線CT装置が設置された場所とは異なる場所で生成することができ、これらの画像の取扱いについて自由度が広がる。   As described above, according to the image processing apparatus 102 according to the second embodiment, similarly to the X-ray CT apparatus 100 according to the first embodiment, the influence of the X-ray beam quality depending on the spatial position is reduced. Thus, a substance density image of the subject and a tomographic image corresponding to a desired tube voltage can be obtained with high accuracy. Further, such an image can be generated at a place different from the place where the X-ray CT apparatus is installed, and the degree of freedom in handling these images is expanded.

なお、従来、被検体の物質密度画像を生成する他の方法として、デュアルエネルギー撮影により得られた高い管電圧による投影データと低い管電圧による投影データとを重み付け減算処理して新たな投影データを生成し、その新たな投影データに基づいて物質密度画像を再構成する方法が知られている。また、この方法を用いる場合に、被検体に照射するX線ビームXbの線質が空間的な位置によって異なることによる影響を低減するため、投影データ空間において補正を行う方法も知られている。しかしながら、この方法は、データ処理量が多く、計算機に負担が掛かり、目的の画像が高速に得られない。   Conventionally, as another method for generating a substance density image of a subject, new projection data is obtained by weighting and subtracting projection data with a high tube voltage and projection data with a low tube voltage obtained by dual energy imaging. A method for generating and reconstructing a material density image based on the new projection data is known. In addition, when this method is used, a method of performing correction in the projection data space is also known in order to reduce the influence of the quality of the X-ray beam Xb irradiated on the subject depending on the spatial position. However, this method requires a large amount of data processing, puts a burden on the computer, and cannot obtain a target image at high speed.

一方、実施例1,2のように、投影データから、一旦、高い管電圧の断層像と低い管電圧の断層像とを画像再構成し、これらを重み付け減算処理して被検体の物質密度画像を求める方法は、データ処理量が比較的少なく、目的の画像を高速に得ることができる。しかしながら、この方法において、被検体に照射するX線ビームXbの線質が空間的な位置によって異なることによる影響を低減する方法は、これまで確立されていなかった。   On the other hand, as in the first and second embodiments, a high tube voltage tomogram and a low tube voltage tomogram are once reconstructed from the projection data, and these are weighted and subtracted to subject the substance density image of the subject. Is a relatively small amount of data processing, and a target image can be obtained at high speed. However, in this method, no method has been established so far to reduce the influence of the quality of the X-ray beam Xb irradiated on the subject depending on the spatial position.

従って、実施例1に係るX線CT装置100、実施例2に係る画像処理装置102は、被検体の物質密度画像を”精度よく”かつ”高速に”得ることができるという優れた効果を発揮する。   Therefore, the X-ray CT apparatus 100 according to the first embodiment and the image processing apparatus 102 according to the second embodiment exhibit an excellent effect that the substance density image of the subject can be obtained “accurately” and “at high speed”. To do.

なお、上記の実施例1,2に関しては、種々の変形が可能である。   Various modifications can be made to the first and second embodiments.

実施例1では、単一のX線管を用いてデュアルエネルギー撮影を行っているが、X線の照射方向が互いに異なる複数のX線管を用いてデュアルエネルギー撮影を行ってもよい。この場合、第1のX線管は高い管電圧が設定され、第2のX線管は低い管電圧が設定されてもよい。   In the first embodiment, dual energy imaging is performed using a single X-ray tube, but dual energy imaging may be performed using a plurality of X-ray tubes having different X-ray irradiation directions. In this case, a high tube voltage may be set for the first X-ray tube, and a low tube voltage may be set for the second X-ray tube.

また、実施例1では、デュアルエネルギー撮影におけるスキャン方式をアキシャルスキャン(axial scan)としているが、これをヘリカルスキャン(helical scan)としてもよい。   In the first embodiment, the scanning method in dual energy imaging is an axial scan, but this may be a helical scan.

また、実施例1,2では、重み付け減算処理を行う被検体の物質密度画像として、水密度画像とヨウ素密度画像を用いているが、この組合せに限定されない。例えば、水密度画像とカルシウム(calcium)密度画像の組合せ、ヨウ素密度画像とカルシウム密度画像の組合せであってもよい。   In the first and second embodiments, the water density image and the iodine density image are used as the substance density image of the subject to be subjected to the weighted subtraction process. However, the present invention is not limited to this combination. For example, a combination of a water density image and a calcium density image, or a combination of an iodine density image and a calcium density image may be used.

また、実施例1,2では、所望の管電圧相当の断層像を求めているが、物質密度画像だけでも画像診断における有用な資料となるので、上述の重み付け加算処理を実行しないで物質密度画像だけを求めてもよい。   In Examples 1 and 2, a tomographic image corresponding to a desired tube voltage is obtained. However, since the material density image alone is a useful material for image diagnosis, the material density image is not executed without performing the above-described weighted addition processing. You may only ask for it.

また、実施例1では、デュアルエネルギー比の情報RTを記憶しておき、読み出されたデュアルエネルギー比Rに所定の係数を乗算してなる値を重み係数として用いて重み付け減算処理を行っているが、デュアルエネルギー比Rに基づいて定まる重み係数の情報を記憶しておき、読み出された重み係数を用いて重み付け減算処理を行ってもよい。   In the first embodiment, dual energy ratio information RT is stored, and weighted subtraction processing is performed using a value obtained by multiplying the read dual energy ratio R by a predetermined coefficient as a weighting coefficient. However, information on weighting factors determined based on the dual energy ratio R may be stored, and weighted subtraction processing may be performed using the read weighting factors.

同様に、実施例2では、X線CT装置からデュアルエネルギー比の情報RTを受け取り、そのデュアルエネルギー比Rに所定の係数を乗算してなる値を重み係数として用いて重み付け減算処理を行っているが、デュアルエネルギー比Rに基づいて定まる重み係数の情報を受け取り、その重み係数を用いて重み付け減算処理を行ってもよい。   Similarly, in the second embodiment, dual energy ratio information RT is received from the X-ray CT apparatus, and weighted subtraction processing is performed using a value obtained by multiplying the dual energy ratio R by a predetermined coefficient as a weighting coefficient. However, information on a weighting factor determined based on the dual energy ratio R may be received, and weighted subtraction processing may be performed using the weighting factor.

なお、実施例1,2において、デュアルエネルギー撮影における2つの設定管電圧の一方を設定可能な最小管電圧とし、他方を設定可能な最高管電圧とすることが好適である。これにより、エネルギー分離度が上がり、SN比のよい断層像が得られる。一応の目安としては、設定管電圧の一方を60kV以上、100kV以下とし、他方を120kV以上、160kV以下とする。   In the first and second embodiments, it is preferable that one of the two set tube voltages in the dual energy imaging is set as a settable minimum tube voltage and the other is set as a settable maximum tube voltage. As a result, the degree of energy separation is increased and a tomographic image with a good SN ratio is obtained. As a temporary guide, one of the set tube voltages is set to 60 kV or more and 100 kV or less, and the other is set to 120 kV or more and 160 kV or less.

なお、実施例1,2では、重み係数を、抑制しようとする物質の種類Mと、設定された高い管電圧HVおよび低い管電圧LVと、撮影に使用されたビーム形成X線フィルタの種類FLと、重み付け減算処理の対象となる断層像のz方向の位置Zとに応じて変えているが、ビーム形成X線フィルタの種類FLと断層像のz方向の位置Zのいずれか一方または両方を考慮しない形態であってもよい。   In the first and second embodiments, the weighting factor includes the type M of the substance to be suppressed, the set high tube voltage HV and the low tube voltage LV, and the type FL of the beam forming X-ray filter used for imaging. And the position Z in the z direction of the tomographic image to be subjected to weighted subtraction processing, but either or both of the beam forming X-ray filter type FL and the position Z in the z direction of the tomographic image are changed. It may be in a form not considered.

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 撮影テーブル
12 クレードル
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
28 X線フィルタ部
28L,28M,28S ビーム形成X線フィルタ
29 制御コントローラ
30 スリップリング
31 撮影条件設定部
32 スキャン制御部
33 画像再構成部
34 重み付け減算部
35 重み付け加算部
36 表示制御部
40 被検体
50 データ受取部
100 X線CT装置
102 画像処理装置
B 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation console 2 Input device 3 Central processing unit 5 Data collection buffer 6 Monitor 7 Storage device 10 Imaging table 12 Cradle 15 Rotating unit 20 Scanning gantry 20a Main unit 21 X-ray tube 22 X-ray controller 23 Collimator 24 X-ray detector 25 DAS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 26 Rotation part controller 28 X-ray filter part 28L, 28M, 28S Beam forming X-ray filter 29 Control controller 30 Slip ring 31 Imaging condition setting part 32 Scan control part 33 Image reconstruction part 34 Weighting subtraction part 35 Weighting addition part 36 Display control Unit 40 subject 50 data receiving unit 100 X-ray CT apparatus 102 image processing apparatus B opening

Claims (10)

X線管とX線検出器とを有しており、被検体を第1の管電圧と前記第1の管電圧とは異なる第2の管電圧とによりX線CT撮影して投影データを収集する撮影手段と、
前記第1の管電圧による投影データに基づく第1の画像と前記第2の管電圧による投影データに基づく第2の画像とを画像再構成する画像再構成手段と、
前記第1および第2の画像における互いに対応する画素の画素値同士を、前記第1および第2の画像における画像再構成領域の中心から前記対応する画素までの距離に応じて変化する重み係数を用いて重み付け減算処理することにより、画像を求める重み付け減算手段とを備えるX線CT装置。
An X-ray tube and an X-ray detector are provided, and the subject is subjected to X-ray CT imaging with a first tube voltage and a second tube voltage different from the first tube voltage to collect projection data Photographing means to
Image reconstruction means for reconstructing a first image based on projection data based on the first tube voltage and a second image based on projection data based on the second tube voltage;
A weighting factor that changes pixel values of corresponding pixels in the first and second images according to a distance from a center of an image reconstruction area in the first and second images to the corresponding pixel. An X-ray CT apparatus comprising weighted subtracting means for obtaining an image by performing weighted subtracting processing.
前記重み係数は、前記画像再構成領域の中心部よりも周辺部の方が大きくなる請求項1に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the weighting coefficient is larger in a peripheral portion than in a central portion of the image reconstruction area. 前記撮影手段は、通過するX線の線質を空間的に変化させるX線フィルタを有しており、前記X線管から発生するX線ビームを、前記X線フィルタを介して前記被検体に照射する請求項1または請求項2に記載のX線CT装置。   The imaging means has an X-ray filter that spatially changes the quality of X-rays passing therethrough, and an X-ray beam generated from the X-ray tube is applied to the subject via the X-ray filter. The X-ray CT apparatus according to claim 1 or 2 for irradiation. 前記撮影手段は、X線吸収特性が異なる複数のX線フィルタを有し、前記X線ビームを前記複数のX線フィルタの中から選択されたX線フィルタを介して前記被検体に照射しており、
前記重み付け減算手段は、前記選択されたX線フィルタに応じた重み係数を用いて重み付け減算処理する請求項3に記載のX線CT装置。
The imaging unit includes a plurality of X-ray filters having different X-ray absorption characteristics, and irradiates the subject with the X-ray beam via an X-ray filter selected from the plurality of X-ray filters. And
The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein the weighting subtraction unit performs weighting subtraction processing using a weighting factor corresponding to the selected X-ray filter.
前記X線検出器は、前記被検体の体軸方向に複数の検出素子列を有しており、
前記第1および第2の画像は、前記被検体の体軸方向における前記X線検出器に対する所定の位置の画像であり、
前記重み付け減算手段は、前記所定の位置に応じた重み係数を用いて重み付け減算処理する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のX線CT装置。
The X-ray detector has a plurality of detection element arrays in the body axis direction of the subject,
The first and second images are images of predetermined positions with respect to the X-ray detector in the body axis direction of the subject,
5. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the weighting subtraction unit performs weighting subtraction processing using a weighting coefficient corresponding to the predetermined position.
前記重み係数は、前記撮影手段を用いて前記第1の管電圧によりX線CT撮影した場合に得られる画像の前記対応する画素と同じ位置の画素における前記所定の物質に相当する第1の画素値と、前記撮影手段を用いて前記第2の管電圧によりX線CT撮影した場合に得られる画像の前記対応する画素と同じ位置の画素における前記所定の物質に相当する第2の画素値との比に基づく請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のX線CT装置。   The weighting factor is a first pixel corresponding to the predetermined substance in a pixel at the same position as the corresponding pixel of an image obtained when X-ray CT imaging is performed with the first tube voltage using the imaging unit. And a second pixel value corresponding to the predetermined substance in a pixel at the same position as the corresponding pixel of an image obtained when X-ray CT imaging is performed with the second tube voltage using the imaging unit The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 4, based on a ratio of: 前記重み付け減算手段は、第1の物質に応じた重み係数を用いる重み付け減算処理により、前記第1の物質の成分が抑制された第1の物質抑制画像を求めるとともに、第2の物質に応じた重み係数を用いる重み付け減算処理により、前記第2の物質の成分が抑制された第2の物質抑制画像を求めており、
前記第1の物質抑制画像と前記第2の物質抑制画像とを重み付け加算することにより第3の画像を求める重み付け加算手段をさらに備える請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のX線CT装置。
The weighting subtraction means obtains a first substance suppression image in which a component of the first substance is suppressed by weighting subtraction processing using a weighting factor corresponding to the first substance, and according to the second substance. A second substance-suppressed image in which a component of the second substance is suppressed by a weighted subtraction process using a weighting factor;
The weight addition means which calculates | requires a 3rd image by carrying out the weight addition of the said 1st substance suppression image and the said 2nd substance suppression image is further provided with X of any one of Claims 1-6. Line CT device.
前記第1および第2の物質の一方は水であり、他方はヨウ素である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein one of the first and second substances is water and the other is iodine. X線管とX線検出器とを有する撮影手段により、被検体を第1の管電圧と前記第1の管電圧とは異なる第2の管電圧とによりX線CT撮影して収集された投影データに基づいて画像再構成された、前記第1の管電圧による第1の画像と前記第2の管電圧による第2の画像とを受け取る画像受取手段と、
前記第1および第2の画像における互いに対応する画素の画素値同士を、前記第1および第2の画像における画像再構成領域の中心から前記対応する画素までの距離に応じて変化する重み係数を用いて重み付け減算処理することにより、画像を求める重み付け減算手段とを備える画像処理装置。
Projection acquired by X-ray CT imaging of a subject with a first tube voltage and a second tube voltage different from the first tube voltage by an imaging means having an X-ray tube and an X-ray detector. Image receiving means for receiving a first image based on the first tube voltage and a second image based on the second tube voltage reconstructed based on data;
A weighting factor that changes pixel values of corresponding pixels in the first and second images according to a distance from a center of an image reconstruction area in the first and second images to the corresponding pixel. An image processing apparatus comprising weighted subtracting means for obtaining an image by performing weighted subtracting processing.
コンピュータを、請求項9に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the image processing apparatus according to claim 9.
JP2009020512A 2009-01-30 2009-01-30 X-ray CT apparatus and image processing apparatus Active JP5523715B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020512A JP5523715B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 X-ray CT apparatus and image processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009020512A JP5523715B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 X-ray CT apparatus and image processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010172590A JP2010172590A (en) 2010-08-12
JP5523715B2 true JP5523715B2 (en) 2014-06-18

Family

ID=42704095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009020512A Active JP5523715B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 X-ray CT apparatus and image processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5523715B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5725930B2 (en) * 2011-03-31 2015-05-27 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Image generating apparatus, X-ray CT apparatus, and program
JP5755031B2 (en) * 2011-05-30 2015-07-29 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Image generating apparatus, X-ray CT apparatus, and program
DE102011053971A1 (en) 2011-09-27 2013-03-28 Wipotec Wiege- Und Positioniersysteme Gmbh Method and device for detecting the structure of moving piece goods, in particular for detecting impurities in liquid or pasty products
JP6546201B2 (en) * 2014-06-04 2019-07-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Imaging system for generating an image of an object

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4146071B2 (en) * 2000-11-08 2008-09-03 富士フイルム株式会社 Energy subtraction method and apparatus, and recording medium
JP2003038478A (en) * 2001-07-17 2003-02-12 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X-ray ct system, gantry device and operation console therefor, and control method
JP2007268241A (en) * 2006-03-07 2007-10-18 Naohiro Toda Computer assisted tomographic x-ray equipment, remodeling method thereof, and absorption filter therefor
JP5220309B2 (en) * 2006-12-22 2013-06-26 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X-ray tomography equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010172590A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5582514B2 (en) X-ray CT system
JP5085310B2 (en) Image processing apparatus, program, and X-ray CT apparatus
US8649479B2 (en) System and method for breast imaging using X-ray computed tomography
JP4937927B2 (en) X-ray CT apparatus and imaging condition determination method in X-ray CT apparatus
JP6242631B2 (en) Medical image processing apparatus and X-ray computed tomography apparatus
JP5336364B2 (en) Gain calibration of X-ray detector according to the ratio of scattered radiation
JP6470837B2 (en) X-ray CT apparatus and sequential correction parameter determination method
JP2004180715A (en) X-ray computed tomography apparatus
JP2009507544A (en) Direct measurement and scatter correction for CT
US6876718B2 (en) Scatter correction methods and apparatus
WO2012049940A1 (en) Medical image processing device, x-ray computer tomography device, and medical image processing method
Delogu et al. Imaging study of a phase-sensitive breast-CT system in continuous acquisition mode
JPWO2014181889A1 (en) Substance identification apparatus and substance identification method using X-ray panorama / CT imaging
Mettivier et al. Measurement of the MTF of a cone-beam breast computed tomography laboratory scanner
JP5535528B2 (en) X-ray CT system
JP7467253B2 (en) X-ray CT system and medical processing equipment
EP3738512A1 (en) Systems and methods for automatic tube potential selection in dual energy imaging
JP2008012206A (en) X-ray tomographic apparatus
JP2011172803A (en) X-ray ct apparatus
JP5523715B2 (en) X-ray CT apparatus and image processing apparatus
WO2016132880A1 (en) Arithmetic device, x-ray ct device, and image reconstruction method
JP3789728B2 (en) Projection data correction method and apparatus, and radiation tomography apparatus
JP7179479B2 (en) X-ray CT device
JP2006239118A (en) X-ray ct system
KR101954644B1 (en) Tomography apparatus using shutter scan method and controlling method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20110826

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140310

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5523715

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250