JP5535528B2 - X-ray CT system - Google Patents

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本発明は、デュアルエネルギー(dual energy)撮影を行うX線CT(Computed Tomography)装置に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus that performs dual energy imaging.

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投影データ(data)を基に、所望のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像を生成する方法が知られている。   A method of generating an image representing a subject imaged using X-rays having desired X-ray energy based on projection data (data) obtained by performing dual energy imaging of the subject with an X-ray CT apparatus. Are known.

例えば、X線管電圧が相対的に高い第1のX線管電圧であるときのX線を被検体に照射して第1のX線管電圧による投影データを収集するとともに、X線管電圧が相対的に低い第2のX線管電圧であるときのX線を被検体に照射して第2のX線管電圧による投影データを収集する。そして、第1のX線管電圧による投影データおよび第2のX線管電圧による投影データを基に、画像再構成処理、投影データ同士または画像同士の重み付け加減算処理等を行って、所望のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像(以下、所望のX線エネルギーによる画像という)を生成する。(例えば特許文献1,図4、特許文献2等参照)   For example, while the X-ray tube voltage is a first X-ray tube voltage that is relatively high, the subject is irradiated with X-rays to collect projection data based on the first X-ray tube voltage, and the X-ray tube voltage The subject is irradiated with X-rays when the second X-ray tube voltage is relatively low, and projection data based on the second X-ray tube voltage is collected. Then, based on the projection data based on the first X-ray tube voltage and the projection data based on the second X-ray tube voltage, image reconstruction processing, weighted addition / subtraction processing between the projection data or between the images, and the like are performed. An image representing a subject imaged using X-rays having linear energy (hereinafter referred to as an image with desired X-ray energy) is generated. (For example, see Patent Document 1, FIG. 4, Patent Document 2, etc.)

特開2009−095405号公報JP 2009-095405 A US2009/0052612US2009 / 0052612

ところで、デュアルエネルギー撮影を行う際には、その撮影条件として、少なくとも第1のX線管電圧により投影データを収集する際の第1のX線管電流と、第2のX線管電圧により投影データを収集する際の第2のX線管電流とを設定する必要がある。   By the way, when performing dual energy imaging, projection is performed by using at least a first X-ray tube current and a second X-ray tube voltage at the time of collecting projection data by using the first X-ray tube voltage. It is necessary to set a second X-ray tube current for collecting data.

一方、上記の所望のX線エネルギーによる画像は、第1のX線管電圧による投影データおよび第2のX線管電圧による投影データを用いて生成するため、当該画像における画像ノイズレベル(image noise level)は、第1のX線管電圧による投影データおよび第2のX線管電圧による投影データにおけるそれぞれのノイズつまりSN比(signal-noise ratio)に依存する。そして、第1のX線管電圧による投影データおよび第2のX線管電圧による投影データにおけるそれぞれのSN比は、上記の第1および第2のX線管電流に依存する。つまり、上記の所望のX線エネルギーによる画像における画像ノイズレベルは、撮影条件として設定される上記の第1および第2のX線管電流に依存することになる。さらに、上記の所望のX線エネルギーによる画像を生成する上で、第1のX線管電圧による投影データと第2のX線管電圧による投影データとの寄与率は、その「所望のX線エネルギー」によって異なる。そのため、当該画像における画像ノイズレベルと上記の第1および第2のX線管電流との関係は、この「所望のX線エネルギー」によって異なることになる。   On the other hand, since the image based on the desired X-ray energy is generated using the projection data based on the first X-ray tube voltage and the projection data based on the second X-ray tube voltage, the image noise level (image noise) in the image is determined. level) depends on the noise, that is, the signal-noise ratio, in the projection data based on the first X-ray tube voltage and the projection data based on the second X-ray tube voltage. The SN ratios in the projection data based on the first X-ray tube voltage and the projection data based on the second X-ray tube voltage depend on the first and second X-ray tube currents. That is, the image noise level in the image with the desired X-ray energy depends on the first and second X-ray tube currents set as the imaging conditions. Further, in generating the image with the desired X-ray energy, the contribution ratio between the projection data based on the first X-ray tube voltage and the projection data based on the second X-ray tube voltage is expressed as “desired X-rays”. It depends on “energy”. Therefore, the relationship between the image noise level in the image and the first and second X-ray tube currents differs depending on the “desired X-ray energy”.

しかしながら、操作者は、通常、生成しようとする上記の所望のX線エネルギーによる画像における画像ノイズレベルと、デュアルエネルギー撮影の撮影条件との関係を直感的に推定することが困難である。   However, it is usually difficult for the operator to intuitively estimate the relationship between the image noise level in the image based on the desired X-ray energy to be generated and the imaging conditions for dual energy imaging.

したがって、操作者が、上記の所望のX線エネルギーによる画像を、最適な画質で、すなわち画像ノイズレベルを最小にして得ようとしても、そのためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を容易に特定できない。   Therefore, even if the operator tries to obtain an image based on the desired X-ray energy with an optimum image quality, that is, with a minimum image noise level, it is not possible to easily specify the imaging conditions for dual energy imaging.

本発明は、上記事情に鑑み、所望のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像を所望の画像ノイズレベルにて生成するためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を、容易に特定することができるX線CT装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention facilitates imaging conditions for dual energy imaging for generating an image representing a subject imaged using X-rays having desired X-ray energy at a desired image noise level. It is an object of the present invention to provide an X-ray CT apparatus that can be specified as follows.

第1の観点では、本発明は、X線管を有しており、被検体をデュアルエネルギー撮影して、第1のX線管電圧による第1の投影データと、前記第1のX線管電圧とは異なる第2のX線管電圧による第2の投影データとを収集するデータ収集手段と、前記第1および第2の投影データを用いて、単一のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す所定の画像を生成する画像生成手段とを備えたX線CT装置であって、前記X線エネルギーを特定するX線エネルギー情報の入力を受け付ける入力受付手段と、前記入力されたX線エネルギー情報に基づき、単一のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像の該X線エネルギーと、前記第1および第2の投影データを収集する際のそれぞれの管電流時間積と、前記所定の画像の画像ノイズレベルとの関係を用いて、前記所定の画像が所望の画像ノイズレベルにて生成されるようなデュアルエネルギー撮影の撮影条件を特定する撮影条件特定手段とを備えているX線CT装置を提供する。   In a first aspect, the present invention includes an X-ray tube, images a subject with dual energy, first projection data based on a first X-ray tube voltage, and the first X-ray tube. Data collection means for collecting second projection data based on a second X-ray tube voltage different from the voltage, and X-rays having a single X-ray energy using the first and second projection data An X-ray CT apparatus including an image generation unit that generates a predetermined image representing a subject imaged by using an input reception unit that receives input of X-ray energy information that specifies the X-ray energy; Based on the input X-ray energy information, the X-ray energy of the image representing the subject imaged using X-rays having a single X-ray energy and the first and second projection data are collected. And each tube current time product when Shooting condition specifying means for specifying shooting conditions for dual energy shooting such that the predetermined image is generated at a desired image noise level using a relationship with an image noise level of the predetermined image; An X-ray CT apparatus is provided.

ここで、「管電流時間積」とは、投影データ収集時のX線管電流とX線照射時間またはデータ収集時間との積であり、投影データ収集時のX線照射線量すなわちX線のフォトン数に比例する指標である。   Here, the “tube current time product” is a product of the X-ray tube current at the time of projection data acquisition and the X-ray irradiation time or data acquisition time, and the X-ray irradiation dose at the time of projection data acquisition, that is, X-ray photons. It is an indicator proportional to the number.

また、「所定の画像」は、デュアルエネルギー撮影によるデュアルエネルギー画像の一つであり、いわゆるモノクロマチック画像(monochromatic image)である。   The “predetermined image” is one of dual energy images obtained by dual energy imaging, and is a so-called monochromatic image.

また、「画像ノイズレベル」は、例えば、画像SD値(ノイズの標準偏差)等を用いて特定することができる。   The “image noise level” can be specified using, for example, an image SD value (standard deviation of noise).

第2の観点では、本発明は、前記X線エネルギー情報が、X線管電圧または実効X線エネルギーである上記第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 CT apparatus according to the first aspect, wherein the X-ray energy information is an X-ray tube voltage or effective X-ray energy.

第3の観点では、本発明は、前記撮影条件特定手段が、前記関係を記憶する記憶手段を有しており、該関係を用いて前記それぞれの管電流時間積に係る条件を前記撮影条件として特定する上記第1の観点または第2の観点のX線CT装置を提供する。   In a third aspect, according to the present invention, the imaging condition specifying unit includes a storage unit that stores the relationship, and using the relationship, the condition relating to each tube current time product is used as the imaging condition. The X-ray CT apparatus according to the first aspect or the second aspect to be specified is provided.

第4の観点では、本発明は、前記撮影条件特定手段が、前記第1の投影データを収集するときに設定すべき第1のX線管電流と、前記第2の投影データを収集するときに設定すべき第2のX線管電流との比率を前記撮影条件として特定する上記第3の観点のX線CT装置を提供する。   In a fourth aspect, the present invention relates to a case in which the imaging condition specifying unit collects the first X-ray tube current to be set when collecting the first projection data and the second projection data. An X-ray CT apparatus according to the third aspect is provided that specifies a ratio with a second X-ray tube current to be set as the imaging condition.

第5の観点では、本発明は、前記入力受付手段が、前記デュアルエネルギー撮影による前記被検体の被曝線量を特定する被曝線量情報の入力をさらに受け付けており、前記撮影条件特定手段が、前記特定された第1のX線管電流と第2のX線管電流との比率と、前記入力された被曝線量情報とに基づいて、前記第1および第2のX線管電流を前記撮影条件として特定する上記第4の観点のX線CT装置を提供する。   In a fifth aspect, the present invention provides that the input receiving unit further receives an input of exposure dose information for specifying the exposure dose of the subject by the dual energy imaging, and the imaging condition specifying unit The first and second X-ray tube currents are used as the imaging conditions based on the ratio between the first X-ray tube current and the second X-ray tube current that has been input and the input dose information. The X-ray CT apparatus according to the fourth aspect to be specified is provided.

「被曝線量情報」としては、例えばCTDI(CT Dose Index)値等を考えることができる。   As “exposure dose information”, for example, a CTDI (CT Dose Index) value or the like can be considered.

第6の観点では、本発明は、前記データ収集手段が、前記第1のX線管電圧によるπ+ファン(fan)角以上かつ2π以下である所定ビュー(view)角度分のスキャン(scan)と、前記第2のX線管電圧による前記所定ビュー角度分のスキャンとを行う上記第4の観点または第5の観点のX線CT装置を提供する。   In a sixth aspect, the present invention relates to a scan for a predetermined view angle that is not less than π + fan angle and not more than 2π by the first X-ray tube voltage. The X-ray CT apparatus according to the fourth aspect or the fifth aspect, wherein scanning for the predetermined view angle by the second X-ray tube voltage is performed.

第7の観点では、本発明は、前記データ収集手段が、X線管電圧を前記第1のX線管電圧と前記第2のX線管電圧とに1または複数ビュー単位にて切り換えながらスキャンを行い、前記撮影条件特定手段が、前記第1の投影データを収集するときに設定すべきデータ収集時間と、前記第2の投影データを収集するときに設定すべきデータ収集時間との比率を前記撮影条件として特定する上記第3の観点のX線CT装置を提供する。   In a seventh aspect, the present invention is directed to the data collection unit, wherein the X-ray tube voltage is scanned while switching between the first X-ray tube voltage and the second X-ray tube voltage in units of one or more views. And the ratio of the data collection time to be set when the first projection data is collected and the data collection time to be set when the second projection data is collected by the imaging condition specifying means An X-ray CT apparatus according to the third aspect specified as the imaging condition is provided.

ここで、「複数ビュー」は、例えば10ビュー以下である。   Here, the “multiple views” are, for example, 10 views or less.

第8の観点では、本発明は、前記特定された撮影条件を、前記被検体の大きさに基づいて補正する補正手段をさらに備えている上記第1の観点から第7の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In an eighth aspect, the present invention provides any one of the first to seventh aspects, further comprising a correction unit that corrects the specified imaging condition based on the size of the subject. An X-ray CT apparatus according to one aspect is provided.

第9の観点では、本発明は、前記画像生成手段が、前記第1の投影データを画像再構成処理して第1の画像を再構成するとともに、前記第2の投影データを画像再構成処理して第2の画像を再構成する再構成手段と、前記第1の画像と前記第2の画像とを第1の重み付けにより重み付け減算処理して第3の画像を得るとともに、前記第1の画像と前記第2の画像とを前記第1の重み付けとは異なる第2の重み付けにより重み付け減算処理して第4の画像を得る重み付け減算手段と、前記第3画像と前記第4の画像とを重み付け加算処理して前記所定の画像を生成する重み付け加算手段とを有している上記第1の観点から第8の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In a ninth aspect, the present invention provides the image generating means, wherein the first projection data is subjected to image reconstruction processing to reconstruct the first image, and the second projection data is subjected to image reconstruction processing. And reconstructing means for reconstructing the second image, weighting and subtracting the first image and the second image with a first weighting to obtain a third image, and the first image A weighted subtracting means for obtaining a fourth image by weighting and subtracting the image and the second image with a second weighting different from the first weighting; and the third image and the fourth image. There is provided an X-ray CT apparatus according to any one of the first to eighth aspects, comprising weighted addition means for performing weighted addition processing to generate the predetermined image.

ここで、「第3の画像」および「第4の画像」は、第1の物質を表す成分が抑制され、第1の物質とは異なる第2の物質を表す成分が強調された画像と、第2の物質を表す成分が抑制され、第1の物質を表す成分が強調された画像とを考えることができる。これらの画像は、物質強調画像、物質密度画像、物質分離画像、あるいは物質弁別画像とも言われる。   Here, the “third image” and the “fourth image” are images in which a component representing the first substance is suppressed and a component representing the second substance different from the first substance is emphasized, An image in which the component representing the second substance is suppressed and the component representing the first substance is emphasized can be considered. These images are also called substance enhancement images, substance density images, substance separation images, or substance discrimination images.

第10の観点では、本発明は、前記画像生成手段が、前記第1の投影データと前記第2の投影データとを第1の重み付けにより重み付け減算処理して第3の投影データを得るとともに、前記第1の投影データと前記第2の投影データとを前記第1の重み付けとは異なる第2の重み付けにより重み付け減算処理して第4の投影データを得る重み付け減算手段と、前記第3の投影データと前記第4の投影データとを重み付け加算処理して第5の投影データを得る重み付け加算手段と、前記第5の投影データを画像再構成処理して前記所定の画像を再構成する再構成手段とを有している上記第1の観点から第8の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In a tenth aspect, according to the present invention, the image generation means obtains third projection data by performing weighted subtraction processing on the first projection data and the second projection data by a first weighting, Weighted subtracting means for obtaining fourth projection data by weighting and subtracting the first projection data and the second projection data with a second weight different from the first weight; and the third projection Weight addition means for obtaining fifth projection data by weighted addition processing of data and the fourth projection data, and reconstruction for reconstructing the predetermined image by image reconstruction processing of the fifth projection data And an X-ray CT apparatus according to any one of the first to eighth aspects.

なお、上記第9の観点および第10の観点における重み付け加算処理および重み付け減算処理は、高次の重み付けによる加算処理および減算処理であってもよい。   The weighted addition process and the weighted subtraction process in the ninth aspect and the tenth aspect may be an addition process and a subtraction process based on higher-order weighting.

第11の観点では、本発明は、前記所望の画像ノイズレベルが、最小の画像ノイズレベルである上記第1の観点から第10の観点のいずれか一つの観点のX線CT装置を提供する。   In an eleventh aspect, the present invention provides the X-ray CT apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the desired image noise level is a minimum image noise level.

本発明によれば、撮影条件特定手段が、入力されたX線エネルギー情報に基づき、単一のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像の該X線エネルギーと、前記第1および第2の投影データを収集する際のそれぞれの管電流時間積と、前記所定の画像の画像ノイズレベルとの関係を用いて、当該X線エネルギー情報により特定される単一のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す所定の画像が、所望の画像ノイズレベルにて生成されるようなデュアルエネルギー撮影の撮影条件を特定するので、上記所定の画像を所望の画像ノイズレベルにて生成するためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を容易に特定することができる。   According to the present invention, the imaging condition specifying means, based on the input X-ray energy information, the X-ray energy of an image representing a subject imaged using X-rays having a single X-ray energy; A single X specified by the X-ray energy information using the relationship between the respective tube current time products when collecting the first and second projection data and the image noise level of the predetermined image. Since a predetermined image representing a subject imaged using X-rays having line energy is generated at a desired image noise level, the imaging condition of dual energy imaging is specified. It is possible to easily specify shooting conditions of dual energy shooting for generating at the image noise level.

第一実施形態に係る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 1st embodiment. デュアルエネルギー撮影の第1の方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st method of dual energy imaging | photography. デュアルエネルギー撮影の第2の方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd method of dual energy imaging | photography. 画像生成処理の一例を示すフローチャート(flowchart)である。It is a flowchart (flowchart) which shows an example of an image generation process. 画像生成処理を概念的に示す図である。It is a figure which shows an image generation process notionally. X線管から発生するX線のスペクトル(spectrum)(エネルギー分布)を示す図である。It is a figure which shows the spectrum (energy distribution) of the X-rays which generate | occur | produce from an X-ray tube. 所定の物質におけるX線フォトンエネルギー(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 (photon energy) and X-ray absorption coefficient in a predetermined substance. 画像生成処理の他の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another example of an image generation process. 第一実施形態のX線CT装置における処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process in the X-ray CT apparatus of 1st embodiment. モニタ(monitor)に表示される撮影条件設定画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the imaging condition setting screen displayed on a monitor (monitor). 撮影条件設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an imaging condition setting process. 生成画像の実効X線エネルギーと画像ノイズレベルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the effective X-ray energy of a production | generation image, and an image noise level. 生成画像の実効X線エネルギーと、画像ノイズレベルが最小となる撮影条件との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the effective X-ray energy of a production | generation image, and the imaging conditions that an image noise level becomes the minimum. 第二実施形態による撮影条件設定画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the imaging condition setting screen by 2nd embodiment. 第二実施形態による撮影条件設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging condition setting process by 2nd embodiment. モニタに表示される撮影条件設定画面の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the imaging condition setting screen displayed on a monitor. 第三実施形態による撮影条件設定画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the imaging condition setting screen by 3rd embodiment. 第三実施形態による撮影条件設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging | photography condition setting process by 3rd embodiment. 1ビュー当りデータ収集時間の比率を変更したときの投影データ収集を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally projection data collection when the ratio of the data collection time per view is changed. 生成画像の実効X線エネルギーと画像ノイズレベルとの関係が被検体の大きさに応じて変化する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the relationship between the effective X-ray energy of a production | generation image and an image noise level changes according to the magnitude | size of a subject.

以下、本発明の実施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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited thereby.

(第一実施形態)
図1は、第一実施形態に係るX線CT装置の構成を概略的に示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the X-ray CT apparatus 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(table)10と、走査ガントリ(gantry)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 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(beam)Xbをコリメート(collimate)して整形するコリメータ(collimator)23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 (controller) 22 that controls the X-ray tube 21, and an X-ray beam (beam) Xb generated from the X-ray tube 21 by collimating and shaping. Collimator 23, X-ray detector 24 for detecting the X-ray beam Xb transmitted through the subject 40, and DAS (Data Acquisition System) for converting the output of the X-ray detector 24 into projection data and collecting it (Also referred to as a data collection device) 25 and a rotation unit controller 26 for controlling the X-ray controller 22, the collimator 23, and the DAS 25 are 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.

なお、走査ガントリ20は、本発明におけるデータ収集手段の一例である。入力装置2は、本発明における入力受付手段の一例である。また、中央処理装置3は、本発明における画像生成手段、撮影条件特定手段、再構成手段、重み付け減算手段、重み付け加算手段、および補正手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。   The scanning gantry 20 is an example of data collection means in the present invention. The input device 2 is an example of an input receiving unit in the present invention. The central processing unit 3 is an example of an image generation unit, a photographing condition specifying unit, a reconstruction unit, a weighting subtraction unit, a weighting addition unit, and a correction unit in the present invention. By executing a predetermined program, the central processing unit 3 It functions as a means.

ここで、本発明の特徴部分である、デュアルエネルギー撮影の撮影条件の特定に係る処理の理解を容易にするため、デュアルエネルギー撮影と、デュアルエネルギー撮影により得られた投影データに基づく画像生成処理について説明する。   Here, in order to facilitate understanding of the processing related to the specification of imaging conditions for dual energy imaging, which is a feature of the present invention, dual energy imaging and image generation processing based on projection data obtained by dual energy imaging explain.

まず、デュアルエネルギー撮影について説明する。   First, dual energy imaging will be described.

図2および図3は、デュアルエネルギー撮影の方法を説明するための図である。   2 and 3 are diagrams for explaining a method of dual energy imaging.

デュアルエネルギー撮影には、例えば、図2に示すように、X線管21のX線管電圧を相対的に高い第1のX線管電圧HVと相対的に低い第2のX線管電圧LVとに1または数ビュー単位にて高速に切り換えながら、所定ビュー角度分、被検体40の透過X線を検出して投影データを収集する方法を用いる。所定ビュー角度分は、例えばハーフスキャン分に相当するπ+X線ビームのファン角α〔rad〕〜フルスキャン分に相当する2π〔rad〕分とする。   For dual energy imaging, for example, as shown in FIG. 2, the X-ray tube voltage of the X-ray tube 21 is set to a relatively high first X-ray tube voltage HV and a relatively low second X-ray tube voltage LV. In addition, a method of collecting projection data by detecting transmission X-rays of the subject 40 for a predetermined view angle while switching at high speed in units of one or several views. The predetermined view angle is set to, for example, a π + X-ray beam fan angle α [rad] corresponding to a half scan to 2π [rad] corresponding to a full scan.

また例えば、図3に示すように、X線管21のX線管電圧を一方のX線管電圧(例えば第1のX線管電圧HV)にしたまま所定ビュー角度分、被検体40の透過X線を検出し、次にX線管21のX線管電圧を他方のX線管電圧(例えば第2のX線管電圧LV)にしたまま所定ビュー角度分、被検体40の透過X線を検出して投影データを収集する方法を用いる。   Further, for example, as shown in FIG. 3, the X-ray tube voltage of the X-ray tube 21 is kept at one X-ray tube voltage (for example, the first X-ray tube voltage HV) and transmitted through the subject 40 by a predetermined view angle. X-rays are detected, and then the X-ray tube voltage of the X-ray tube 21 is kept at the other X-ray tube voltage (for example, the second X-ray tube voltage LV) and transmitted X-rays of the subject 40 by a predetermined view angle. Is used to collect projection data.

これにより、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHVと、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLVとをスリップリング30経由で収集する。ただし、前者の方法の場合、第1および第2の投影データPHV,PLVは、互いに切り換えられた他方のX線管電圧によるビューの投影データを収集できない。そこで、収集できなかった投影データについては、そのビューに近接するビューの投影データを重み付け加算処理したり、ビュー方向にフィルタリングしたりして求める。   Thereby, the first projection data PHV based on the first X-ray tube voltage HV and the second projection data PLV based on the second X-ray tube voltage LV are collected via the slip ring 30. However, in the case of the former method, the first and second projection data PHV and PLV cannot collect the projection data of the view by the other X-ray tube voltage switched to each other. Therefore, the projection data that could not be collected is obtained by performing weighted addition processing on the projection data of the view adjacent to the view or filtering in the view direction.

なお、本例では、第1および第2のX線管電圧HV,LVを、それぞれ140〔kV〕と80〔kV〕とする。また、第1および第2の投影データPHV,PLVは、例えば、ビュー(view)角度範囲がπ+X線ビーム(X-ray beam)のファン角(fan angle)α〔rad〕であるハーフスキャン(half scan)分、またはビュー角度範囲が2π〔rad〕であるフルスキャン(full
scan)分の投影データとする。
In this example, the first and second X-ray tube voltages HV and LV are 140 [kV] and 80 [kV], respectively. The first and second projection data PHV and PLV are, for example, a half scan (half angle) in which a view angle range is a fan angle α (rad) of a π + X-ray beam (X-ray beam). scan) or full scan (full) (view angle range 2π [rad])
scan) projection data.

次に、画像生成処理について説明する。この画像生成処理では、デュアルエネルギー撮影により得られた投影データ、すなわちX線管電圧が互いに異なる2種類の投影データを基に、所望のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像を生成する。本例では、所望のX線管電圧を定め、そのX線管電圧によるX線の実効X線エネルギーと同じ実効X線エネルギーを有する単色X線を用いて撮影された被検体を表す画像(モノクロマチック画像と呼ばれる)を生成する。ここでは、簡単のため、当該所望のX線管電圧を「目標X線管電圧」、当該画像を「目標X線管電圧画像」と呼ぶことにする。   Next, image generation processing will be described. In this image generation process, a subject imaged using X-rays having desired X-ray energy based on projection data obtained by dual energy imaging, that is, two types of projection data having different X-ray tube voltages. An image representing is generated. In this example, a desired X-ray tube voltage is determined, and an image (mono image) representing a subject imaged using monochromatic X-rays having the same effective X-ray energy as the X-ray effective X-ray energy by the X-ray tube voltage. Called a chromatic image). Here, for simplicity, the desired X-ray tube voltage is referred to as a “target X-ray tube voltage”, and the image is referred to as a “target X-ray tube voltage image”.

図4は、画像生成処理の一例を示すフローチャートである。また、図5は、画像生成処理を概念的に示す図である。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of image generation processing. FIG. 5 is a diagram conceptually showing the image generation processing.

ステップ(step)Z1では、図4に示すように、第1の投影データPHVを画像再構成処理して第1のX線管電圧画像GHV(第1の画像)を再構成するとともに、第2の投影データPLVを画像再構成処理して第2のX線管電圧画像GLV(第2の画像)を再構成する。   In step Z1, as shown in FIG. 4, the first projection data PHV is subjected to image reconstruction processing to reconstruct the first X-ray tube voltage image GHV (first image), and the second The second X-ray tube voltage image GLV (second image) is reconstructed by performing image reconstruction processing on the projection data PLV.

具体的には、まず、第1および第2の投影データPHV,PLVに対して、対数変換、線質硬化補正、X線検出器の感度補正等を含む所定の前処理を行う。次に、前処理された第1および第2の投影データPHV,PLVに所定の再構成関数を重畳する。その後、再構成関数が重畳された第1および第2の投影データPHV,PLVをそれぞれ逆投影処理して、第1および第2のX線管電圧画像GHV,GLVを得る。   Specifically, first, predetermined pre-processing including logarithmic conversion, correction of radiation quality, correction of sensitivity of the X-ray detector, and the like is performed on the first and second projection data PHV and PLV. Next, a predetermined reconstruction function is superimposed on the preprocessed first and second projection data PHV and PLV. Thereafter, the first and second projection data PHV and PLV on which the reconstruction function is superimposed are respectively backprojected to obtain first and second X-ray tube voltage images GHV and GLV.

ステップZ2では、図4に示すように、第1のX線管電圧画像GHVと第2のX線管電圧画像GLVとを第1の重み付けにより重み付け減算処理して、第1の物質の密度分布を表す第1の物質密度画像(第3の画像)を得る。また、第1のX線管電圧画像GHVと第2のX線管電圧画像GLVとを第2の重み付けにより重み付け減算処理して、第2の物質の密度分布を表す第2の物質密度画像(第4の画像)を得る。本例では、第1の物質を水、第2の物質をヨウ素とし、水の密度分布を表す第1の物質密度画像Wと、ヨウ素の密度分布を表す第2の物質密度画像Ioとを得る。   In step Z2, as shown in FIG. 4, the first X-ray tube voltage image GHV and the second X-ray tube voltage image GLV are weighted and subtracted by the first weighting to obtain the density distribution of the first substance. To obtain a first material density image (third image). In addition, the first X-ray tube voltage image GHV and the second X-ray tube voltage image GLV are weighted and subtracted by the second weighting to obtain a second substance density image ( A fourth image) is obtained. In this example, the first substance is water, the second substance is iodine, and a first substance density image W representing the density distribution of water and a second substance density image Io representing the density distribution of iodine are obtained. .

第1および第2の物質密度画像W,Ioは、例えば次の数式に従って重み付け減算処理を行うことにより求めることができる。   The first and second material density images W and Io can be obtained by performing weighted subtraction processing according to the following mathematical formula, for example.

Figure 0005535528
Figure 0005535528

ここで、kwは第1の物質密度画像の画素値W(x,y)を水の密度〔mg/ml〕で表すための変換係数、kioは第2の物質密度画像の画素値Io(x,y)をヨウ素の密度〔mg/ml〕で表すための変換係数、Rioは第1のX線管電圧HVと第2のX線管電圧LVとにおけるヨウ素のデュアルエネルギー比、Rwは第1のX線管電圧HVと第2のX線管電圧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 expressing the pixel value W (x, y) of the first substance density image by the density [mg / ml] of water, and kio is the pixel value Io (x of the second substance density image. , y) is a conversion coefficient to express iodine density [mg / ml], Rio is the dual energy ratio of iodine in the first X-ray tube voltage HV and the second X-ray tube voltage LV, and Rw is the first This is the dual energy ratio of water in the X-ray tube voltage HV and the second X-ray tube voltage LV.

第1の物質密度画像W(x,y)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、第2のX線管電圧画像の画素値GLV(x,y)に乗算する重み係数はkwであり、第1のX線管電圧画像の画素値GHV(x,y)に乗算する重み係数はkw・Rioである。また、第2の物質密度画像Io(x,y)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、第2のX線管電圧画像の画素値GLV(x,y)に乗算する重み係数はkioであり、第1のX線管電圧画像GHV(x,y)の画素値に乗算する重み係数はkio・Rwである。   In Equation 1 representing the weighted subtraction process for obtaining the first material density image W (x, y), the weighting factor for multiplying the pixel value GLV (x, y) of the second X-ray tube voltage image is kw. Yes, the weighting factor by which the pixel value GHV (x, y) of the first X-ray tube voltage image is multiplied is kW · Rio. In Equation 2 representing the weighted subtraction process for obtaining the second material density image Io (x, y), the weighting coefficient to be multiplied by the pixel value GLV (x, y) of the second X-ray tube voltage image is kio, and the weighting factor by which the pixel value of the first X-ray tube voltage image GHV (x, y) is multiplied is kio · Rw.

デュアルエネルギー比Rioは、第2のX線管電圧LVによるX線を用いて撮影した場合に得られる画像GCLV(x,y)上のヨウ素に相当する画素値(CT値)GCio,LV(x,y)を、第1のX線管電圧HVによるX線を用いて撮影した場合に得られる画像GCHV(x,y)上のヨウ素に相当する画素値GCio,HVで除算してなる値(画素値の比)である。また、デュアルエネルギー比Rwは、画像GCLV(x,y)上の水に相当する画素値GCw,LV(x,y)を、画像GCHV(x,y)上の水に相当する画素値GCw,HV(x,y)で除算してなる値である。   The dual energy ratio Rio is a pixel value (CT value) GCio, LV (x corresponding to iodine on the image GCLV (x, y) obtained when the X-ray is taken with the second X-ray tube voltage LV. , y) is divided by a pixel value GCio, HV corresponding to iodine on the image GCHV (x, y) obtained when X-rays are taken with the first X-ray tube voltage HV ( Pixel value ratio). Further, the dual energy ratio Rw is obtained by converting the pixel value GCw, LV (x, y) corresponding to water on the image GCLV (x, y) to the pixel value GCw, LV corresponding to water on the image GCHV (x, y). A value obtained by dividing by HV (x, y).

以下、この処理の詳細について説明する。   Details of this process will be described below.

図6は、X線管から発生するX線のスペクトルを示す図である。この図において、SP1は第1のX線管電圧HV(例えば140〔kV〕)によるX線のスペクトル、SP2は第2のX線管電圧LV(例えば80〔kV〕)によるX線のスペクトルを示す。また、図7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. 6 is a diagram showing a spectrum of X-rays generated from the X-ray tube. In this figure, SP1 is an X-ray spectrum based on a first X-ray tube voltage HV (eg 140 [kV]), and SP2 is an X-ray spectrum based on a second X-ray tube voltage LV (eg 80 [kV]). Show. FIG. 7 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.

図6に示すように、X線のスペクトルはそのX線を発生するときのX線管電圧によって異なる。また、図7に示すように、物質のX線吸収係数は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、比率等によって異なる。   As shown in FIG. 6, the X-ray spectrum varies depending on the X-ray tube voltage when the X-ray is generated. Further, as shown in FIG. 7, the X-ray absorption coefficient of the substance changes according to the X-ray photon energy, and the change curve varies depending on the type of element constituting the substance, the combination thereof, the ratio, or the like.

一方、被検体の投影データまたはこれを基に再構成される画像は、互いに異なる2種類の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。この近似モデルに基づき、第1の物質密度画像Wと第2の物質密度画像Ioとを求めることができる。つまり、第1のX線管電圧画像GHVと第2のX線管電圧画像GLVとを、第1の物質である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、第1の物質である水の成分が抑制され、第2の物質であるヨウ素の密度分布を表す第2の物質密度画像Ioが得られる。同様に、第1のX線管電圧画像GHVと第2のX線管電圧画像GLVとを、第2の物質である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、第2の物質であるヨウ素の成分が抑制され、第1の物質である水の密度分布を表す第1の物質密度画像Wが得られる。   On the other hand, the projection data of the subject or an image reconstructed based on the projection data can be approximately expressed by the density distributions of two different types of substances and their X-ray absorption coefficients. Based on this approximate model, the first substance density image W and the second substance density image Io can be obtained. That is, by subjecting the first X-ray tube voltage image GHV and the second X-ray tube voltage image GLV to weighted subtraction processing so that the pixel value of the pixel corresponding to water as the first substance becomes zero, The component of water as the first substance is suppressed, and a second substance density image Io representing the density distribution of iodine as the second substance is obtained. Similarly, the first X-ray tube voltage image GHV and the second X-ray tube voltage image GLV are weighted and subtracted so that the pixel value of the pixel corresponding to iodine as the second substance becomes zero. The component of iodine which is the second substance is suppressed, and a first substance density image W representing the density distribution of water which is the first substance is obtained.

なお、第1および第2のX線管電圧画像GHV,GLVのそれぞれにおける第1および第2の物質に相当する画素値は、デュアルエネルギー撮影の撮影条件により推定することができる。したがって、上記の重み付け減算処理に用いるべき重みは、これら推定される画素値の比から特定することができる。   Note that the pixel values corresponding to the first and second substances in the first and second X-ray tube voltage images GHV and GLV can be estimated based on imaging conditions of dual energy imaging. Therefore, the weight to be used for the weighted subtraction process can be specified from the ratio of these estimated pixel values.

ステップZ3では、図4に示すように、第1の物質密度画像Wと第2の物質密度画像Ioとを重み付け加算処理して、所定のX線管電圧NVによるX線を用いて撮影された被検体を表す画像GNVを得る。   In step Z3, as shown in FIG. 4, the first substance density image W and the second substance density image Io are weighted and added and photographed using X-rays with a predetermined X-ray tube voltage NV. An image GNV representing the subject is obtained.

画像GNV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。   The image GNV can be obtained, for example, by performing a weighted addition process according to the following formula.

Figure 0005535528
Figure 0005535528

ここで、keV1はX線管電圧NVによるX線の実効X線エネルギー、μw(keV1)は実効X線エネルギーkeV1における水のX線吸収係数、μio(keV1)は実効X線エネルギーkeV1におけるヨウ素のX線吸収係数、kcはX線管電圧NVによる画像の画素値をCT値に変換するための変換係数である。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 X-ray energy of the X-ray by the X-ray tube voltage NV, μw (keV1) is the X-ray absorption coefficient of water at the effective X-ray energy keV1, and μio (keV1) is the iodine of the effective X-ray energy keV1. An X-ray absorption coefficient, kc, is a conversion coefficient for converting the pixel value of the image by the X-ray tube voltage NV into a 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].

画像GNV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、第1の物質密度画像W(x,y)に乗算する重み係数はkc・μw(keV1)であり、第2の物質密度画像Io(x,y)に乗算する重み係数はkc・μio(keV1)である。   In Formula 5 representing the weighted addition process for obtaining the image GNV, the weighting factor to be multiplied with the first substance density image W (x, y) is kc · μw (keV1), and the second substance density image Io ( The weighting coefficient multiplied by x, y) is kc · μio (keV1).

以上が画像生成処理の一例であるが、画像生成処理は上記の処理に限定されず、例えば下記のような処理でもよい。   The above is an example of the image generation process, but the image generation process is not limited to the above process, and for example, the following process may be used.

図8は、画像生成処理の他の一例を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart illustrating another example of the image generation process.

ステップZ11では、第1の投影データPHVと第2の投影データPLVとを第1の重み付けにより重み付け減算処理して、第1の物質の密度分布を表す第1の物質密度画像の基になる第3の投影データPWを得る。また、第1の投影データPHVと第2の投影データPLVとを第2の重み付けにより重み付け減算処理して、第1の物質とは異なる第2の物質の密度分布を表す第2の物質密度画像の基になる第4の投影データPIOを得る。   In step Z11, the first projection data PHV and the second projection data PLV are weighted and subtracted by the first weighting, and the first material density image representing the density distribution of the first material is obtained. 3 projection data PW is obtained. Further, a second material density image representing a density distribution of a second substance different from the first substance by performing a weighted subtraction process on the first projection data PHV and the second projection data PLV with a second weighting. To obtain fourth projection data PIO.

ステップZ12では、第3の投影データPWと第4の投影データPIOとを重み付け加算処理して、所定のX線管電圧NVによるX線を用いて撮影された被検体を表す画像GNVの基になる第5の投影データPNVを得る。   In step Z12, the third projection data PW and the fourth projection data PIO are weighted and added, and based on an image GNV representing the subject imaged using X-rays with a predetermined X-ray tube voltage NV. The fifth projection data PNV is obtained.

ステップZ13では、第5の投影データPNVを画像再構成処理して、所定のX線管電圧NVによるX線を用いて撮影された被検体を表す画像GNVを再構成する。   In step Z13, the fifth projection data PNV is subjected to image reconstruction processing to reconstruct an image GNV representing the subject imaged using X-rays with a predetermined X-ray tube voltage NV.

これより、第一実施形態のX線CT装置における処理の流れについて説明する。   Hereafter, the flow of processing in the X-ray CT apparatus of the first embodiment will be described.

図9は、第一実施形態のX線CT装置における処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing the flow of processing in the X-ray CT apparatus of the first embodiment.

ステップS1では、デュアルエネルギー撮影の撮影条件を設定する(以下、この処理を撮影条件設定処理という)。この撮影条件設定処理の詳細については、後ほど図10および図11を参照して説明する。   In step S1, shooting conditions for dual energy shooting are set (hereinafter, this processing is referred to as shooting condition setting processing). Details of the photographing condition setting process will be described later with reference to FIGS. 10 and 11.

ステップS2では、ステップS1にて設定された撮影条件に従って、前述のデュアルエネルギー撮影を実施する。   In step S2, the above-described dual energy imaging is performed according to the imaging conditions set in step S1.

ステップS3では、前述の画像生成処理を行って、ステップS2のデュアルエネルギー撮影により得られた投影データを基に、目標X線管電圧画像を生成する。   In step S3, the above-described image generation processing is performed to generate a target X-ray tube voltage image based on the projection data obtained by the dual energy imaging in step S2.

ステップS4では、ステップS3にて生成された画像をモニタに表示する。   In step S4, the image generated in step S3 is displayed on the monitor.

ここで、撮影条件設定処理(S1)の詳細について説明する。   Here, details of the photographing condition setting process (S1) will be described.

撮影条件設定処理は、モニタ6に表示される撮影条件設定画面において行われる。   The shooting condition setting process is performed on a shooting condition setting screen displayed on the monitor 6.

図10は、撮影条件設定画面の一例を示す図である。また、図11は、撮影条件設定処理を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the shooting condition setting screen. FIG. 11 is a flowchart showing the photographing condition setting process.

撮影条件設定画面52内には、「生成画像のX線管電圧」欄61、および「実効X線エネルギー」欄62が表示される。「生成画像のX線管電圧」欄61は、目標X線管電圧TVを入力および表示する欄である。「実効X線エネルギー」欄62は、目標X線管電圧TVにより定められるX線の実効X線エネルギーである目標実効X線エネルギーTEを表示する欄である。   In the imaging condition setting screen 52, an “X-ray tube voltage of generated image” column 61 and an “effective X-ray energy” column 62 are displayed. The “generated image X-ray tube voltage” column 61 is a column for inputting and displaying the target X-ray tube voltage TV. The “effective X-ray energy” column 62 is a column that displays a target effective X-ray energy TE that is an effective X-ray energy of X-rays determined by the target X-ray tube voltage TV.

また、撮影条件設定画面52内には、「高いX線管電圧」欄63、「X線管電流」欄64、「低いX線管電圧」欄65、「X線管電流」欄66、および「X線管電流比」欄67が表示される。「高いX線管電圧」欄63は、デュアルエネルギー撮影において設定するX線管電圧のうち相対的に高い第1のX線管電圧HVを表示する欄である。本例では、第1のX線管電圧HVは140〔kV〕である。「X線管電流」欄64は、X線管21を第1のX線管電圧HVにして投影データを収集するときに設定するX線管電流HIを入力および表示する欄である。「低いX線管電圧」欄65は、デュアルエネルギー撮影において設定するX線管電圧のうち相対的に低い第2のX線管電圧LVを表示する欄である。本例では、第2のX線管電圧LVは80〔kV〕である。「X線管電流」欄66は、X線管21を第2のX線管電圧LVにして投影データを収集するときに設定するX線管電流LIを入力および表示する欄である。「X線管電流比」欄67は、目標X線管電圧画像TGを所望の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件である目標X線管電流比TRを表示する欄である。ここでは、目標X線管電流比TRは、デュアルエネルギー撮影による被検体40の被曝線量を一定にしたときに、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルが最小となるようなX線管電流HIとX線管電流LIとの比である。また、目標X線管電流比TR=撮影条件となる所定のX線管電流比Rであり、X線管電流比R=X線管電流LI/X線管電流HIとする。   In the imaging condition setting screen 52, a “high X-ray tube voltage” column 63, an “X-ray tube current” column 64, a “low X-ray tube voltage” column 65, an “X-ray tube current” column 66, and An “X-ray tube current ratio” column 67 is displayed. The “high X-ray tube voltage” column 63 is a column that displays a relatively high first X-ray tube voltage HV among X-ray tube voltages set in the dual energy imaging. In this example, the first X-ray tube voltage HV is 140 [kV]. The “X-ray tube current” column 64 is a column for inputting and displaying the X-ray tube current HI set when the X-ray tube 21 is set to the first X-ray tube voltage HV and the projection data is collected. The “low X-ray tube voltage” column 65 is a column that displays a relatively low second X-ray tube voltage LV among the X-ray tube voltages set in the dual energy imaging. In this example, the second X-ray tube voltage LV is 80 [kV]. The “X-ray tube current” column 66 is a column for inputting and displaying an X-ray tube current LI set when the X-ray tube 21 is set to the second X-ray tube voltage LV and projection data is collected. The “X-ray tube current ratio” column 67 is a column for displaying a target X-ray tube current ratio TR which is an imaging condition of dual energy imaging for obtaining a target X-ray tube voltage image TG at a desired image noise level. Here, the target X-ray tube current ratio TR is an X-ray tube current that minimizes the image noise level of the target X-ray tube voltage image TG when the exposure dose of the subject 40 by dual energy imaging is constant. It is the ratio of HI and X-ray tube current LI. Further, target X-ray tube current ratio TR = predetermined X-ray tube current ratio R as an imaging condition, and X-ray tube current ratio R = X-ray tube current LI / X-ray tube current HI.

「生成画像のX線管電圧」欄61に値が入力されると(ステップA11)、この入力値、すなわち目標X線管電圧TVを目標実効X線エネルギーTEへ換算する(ステップA12)。   When a value is input to the “X-ray tube voltage of generated image” column 61 (step A11), this input value, that is, the target X-ray tube voltage TV is converted into the target effective X-ray energy TE (step A12).

あるX線管電圧により定められるX線は、ある実効X線エネルギーにより定められるX線として表すことができる。また、X線の条件を実効X線エネルギーにて定める方が好都合であることがある。そこで、本例では、上記のような換算を行う。そして、換算された目標実効X線エネルギーTEを、「実効X線エネルギー」欄62に表示する。なお、目標X線管電圧TVから目標実効X線エネルギーTEへの換算は、X線管電圧と実効X線エネルギーとの対応関係を定める関数あるいはテーブルを用いて行うことができる。   X-rays defined by a certain X-ray tube voltage can be expressed as X-rays defined by a certain effective X-ray energy. It may be more convenient to determine the X-ray conditions by effective X-ray energy. Therefore, in this example, the above conversion is performed. The converted target effective X-ray energy TE is displayed in the “effective X-ray energy” column 62. The conversion from the target X-ray tube voltage TV to the target effective X-ray energy TE can be performed using a function or a table that defines the correspondence between the X-ray tube voltage and the effective X-ray energy.

目標実効X線エネルギーTEへの換算が行われると、この目標実効X線エネルギーTEを基に、上記の目標X線管電流比TRを特定する(ステップA13)。   When the conversion to the target effective X-ray energy TE is performed, the target X-ray tube current ratio TR is specified based on the target effective X-ray energy TE (step A13).

ここで、目標X線管電流比TRを特定する方法について説明する。   Here, a method for specifying the target X-ray tube current ratio TR will be described.

まず、画像ノイズレベルとX線管電流との関係について考えてみることにする。   First, let us consider the relationship between the image noise level and the X-ray tube current.

一般のCT画像は、単一のX線管電圧による投影データを基に再構成されるので、そのCT画像の画像ノイズレベルは、その単一のX線管電圧による投影データのノイズに依存する。投影データのノイズは、この投影データを収集する際のX線照射線量に依存する。したがって、CT画像の画像ノイズレベルは、X線照射線量により定まる。   Since a general CT image is reconstructed based on projection data based on a single X-ray tube voltage, the image noise level of the CT image depends on the noise of the projection data based on the single X-ray tube voltage. . The noise of the projection data depends on the X-ray irradiation dose when collecting the projection data. Therefore, the image noise level of the CT image is determined by the X-ray irradiation dose.

一方、画像GNVは、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHVと第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLVとを用いて生成される。また、第1の投影データPHVと第2の投影データPLVとは、画像GNVに対して、画像GNVの実効X線エネルギーEにより定まる所定の寄与率にて寄与する。つまり、画像GNVの画像ノイズレベルは、第1の投影データPHVおよび第2の投影データPLVのノイズと、これらのノイズのバランスとに依存する。   On the other hand, the image GNV is generated using the first projection data PHV based on the first X-ray tube voltage HV and the second projection data PLV based on the second X-ray tube voltage LV. Further, the first projection data PHV and the second projection data PLV contribute to the image GNV at a predetermined contribution rate determined by the effective X-ray energy E of the image GNV. That is, the image noise level of the image GNV depends on the noise of the first projection data PHV and the second projection data PLV and the balance of these noises.

したがって、被検体40の被曝線量の総和が同じである条件の下では、第1の投影データPHVおよび第2の投影データPLVを収集する際のX線照射線量の総和は一定となり、画像GNVの画像ノイズレベルは、これらX線照射線量のバランスによって定まる。   Therefore, under the condition that the sum of the exposure doses of the subject 40 is the same, the sum of the X-ray irradiation doses when collecting the first projection data PHV and the second projection data PLV is constant, and the image GNV The image noise level is determined by the balance of these X-ray irradiation doses.

X線照射線量は、X線管電流とX線照射時間またはデータ収集時間との積である、いわゆる管電流時間積〔mA・s〕に比例する。したがって、上記のX線照射線量のバランス、すなわち、第1のX線管電圧HVによるX線照射線量と第2のX線管電圧LVによるX線照射線量とのバランスは、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時の管電流時間積と、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時の管電流時間積との比(以下、管電流時間積比という)によって特定することができる。   The X-ray irradiation dose is proportional to the so-called tube current time product [mA · s], which is the product of the X-ray tube current and the X-ray irradiation time or data acquisition time. Therefore, the balance of the above X-ray irradiation dose, that is, the balance between the X-ray irradiation dose by the first X-ray tube voltage HV and the X-ray irradiation dose by the second X-ray tube voltage LV is as follows. The ratio of the tube current time product at the time of collecting the first projection data PHV by the tube voltage HV and the tube current time product at the time of collecting the second projection data PLV by the second X-ray tube voltage LV (hereinafter referred to as tube current time). Product ratio).

以上により、画像GNVの画像ノイズレベルは、被検体40の被曝線量が一定であれば、管電流時間積比によって決まることが分かる。そして、第1のX線管電圧HVでのデータ収集時間と第2のX線管電圧LVでのデータ収集時間とが同じである場合には、画像GNVの画像ノイズレベルは、X線管電流比Rで決まることが分かる。   From the above, it can be seen that the image noise level of the image GNV is determined by the tube current time product ratio if the exposure dose of the subject 40 is constant. When the data acquisition time at the first X-ray tube voltage HV and the data acquisition time at the second X-ray tube voltage LV are the same, the image noise level of the image GNV is the X-ray tube current. It can be seen that it is determined by the ratio R.

ここで、画像GNVの画像ノイズレベルとX線管電流比Rとの関係の具体例について説明する。   Here, a specific example of the relationship between the image noise level of the image GNV and the X-ray tube current ratio R will be described.

図12は、画像GNVの実効X線エネルギーEと画像GNVの画像ノイズレベルNLとの関係を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the effective X-ray energy E of the image GNV and the image noise level NL of the image GNV.

ここで、第1のX線管電圧HVであるX線管電圧140〔kV〕による投影データ収集時のX線管電流をa1、1ビュー当りデータ収集時間をs1とし、第2のX線管電圧LVであるX線管電圧80〔kV〕による投影データ収集時のX線管電流をa2、1ビュー当りデータ収集時間をs2とする。   Here, the X-ray tube current at the time of projection data collection by the X-ray tube voltage 140 [kV] which is the first X-ray tube voltage HV is a1, the data collection time per view is s1, and the second X-ray tube An X-ray tube current at the time of projection data collection with an X-ray tube voltage of 80 [kV], which is a voltage LV, is a2, and a data collection time per view is s2.

デュアルエネルギー撮影の撮影条件を、被検体40の被曝線量を一定値DCにして、X線管電圧140〔kV〕と80〔kV〕の管電流時間積比a1・s1:a2・s2=1:4としたとき、実効X線エネルギーEと画像GNVにおける画像ノイズレベルNLとの関係は、図12の曲線N1のようになる。また、撮影条件を、被検体の被曝線量を一定値DCにして、管電流時間積比a1・s1:a2・s2=1:2としたときの上記関係は、曲線N2のようになる。また、撮影条件を、被検体の被曝線量を一定値DCにして、管電流時間積比a1・s1:a2・s2=1:4としたときの上記関係は、曲線N3のようになる。   The imaging conditions for dual energy imaging are as follows: the exposure dose of the subject 40 is set to a constant value DC, and the tube current time product ratios a1 · s1: a2 · s2 = 1 of the X-ray tube voltages 140 [kV] and 80 [kV]. 4, the relationship between the effective X-ray energy E and the image noise level NL in the image GNV is as shown by a curve N1 in FIG. Further, when the imaging condition is such that the exposure dose of the subject is a constant value DC and the tube current time product ratio is a1 · s1: a2 · s2 = 1: 2, the above relationship is as indicated by a curve N2. Further, when the imaging condition is such that the exposure dose of the subject is a constant value DC and the tube current time product ratio is a1 · s1: a2 · s2 = 1: 4, the above relationship becomes a curve N3.

画像GNVの画像ノイズレベルNLは、図12に示す曲線から分かるように、管電流時間積比a1・s1:a2・s2が一定であるときは、画像GNVの実効X線エネルギーEに応じて変化し、ある実効X線エネルギーのときに最小点を持ち、下に凸となる曲線を描くことが分かる。また、この曲線は、管電流時間積比a1・s1:a2・s2を変化させると、実効X線エネルギーEの方向に移動することが分かる。   As can be seen from the curve shown in FIG. 12, the image noise level NL of the image GNV changes according to the effective X-ray energy E of the image GNV when the tube current time product ratio a1, s1: a2, s2 is constant. In addition, it can be seen that a curve having a minimum point and a convex downward is drawn at a certain effective X-ray energy. It can also be seen that this curve moves in the direction of the effective X-ray energy E when the tube current time product ratio a1 · s1: a2 · s2 is changed.

これらの現象は、画像GNVが、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHVと、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLVとを用いて生成され、さらに画像GNV生成上でのこれら投影データの寄与率が、画像GNVの実効X線エネルギーEによって異なることに起因する。   In these phenomena, the image GNV is generated using the first projection data PHV based on the first X-ray tube voltage HV and the second projection data PLV based on the second X-ray tube voltage LV. This is because the contribution ratio of these projection data on the generation of GNV differs depending on the effective X-ray energy E of the image GNV.

したがって、管電流時間積比a1・s1:a2・s2が少しずつ異なる複数の撮影条件にて、実効X線エネルギーEと画像GNVの画像ノイズレベルNLとの関係を、実験やシミュレーション(simulation)により求めれば、各実効X線エネルギーEについて、その実効X線エネルギーEのX線により撮影された被検体を表す画像GNVの画像ノイズレベルNLが最小となる撮影条件を、管電流時間積比a1・s1:a2・s2として求めることができる。   Therefore, the relationship between the effective X-ray energy E and the image noise level NL of the image GNV is obtained through experiments and simulations under a plurality of imaging conditions in which the tube current time product ratios a1 · s1: a2 · s2 are slightly different. For each effective X-ray energy E, the imaging conditions that minimize the image noise level NL of the image GNV representing the subject imaged by the X-rays of the effective X-ray energy E are set as the tube current time product ratio a 1. It can be obtained as s1: a2 · s2.

図13は、画像GNVの実効X線エネルギーEと、画像GNVの画像ノイズレベルNLが最小となる撮影条件としての管電流時間積比a1・s1:a2・s2との関係の一例を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the effective X-ray energy E of the image GNV and the tube current time product ratios a1, s1: a2, and s2 as imaging conditions that minimize the image noise level NL of the image GNV. is there.

本例では、このような関係を定める所定の関数あるいはテーブルを予め用意して記憶させておく。そして、入力された目標X線管電圧TVから換算された目標実効X線エネルギーTEを基に、上記の所定の関数あるいはテーブルを用いて、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルNLが最小となる撮影条件として、管電流時間積比a1・s1:a2・s2を求める。そして、第1のX線管電圧HV(140kV)による投影データ収集時と、第2のX線管電圧LV(80kV)による投影データ収集時の1ビュー当りデータ収集時間の比を考慮して、求めた撮影条件である管電流時間積比a1・s1:a2・s2から目標X線管電流比TRを特定する。なお、本例では、1ビュー当りデータ収集時間は、第1のX線管電圧HV(140kV)による投影データ収集時と、第2のX線管電圧LV(80kV)による投影データ収集時とで同じであるものとして、目標X線管電流比TRを特定する。   In this example, a predetermined function or table that defines such a relationship is prepared and stored in advance. Then, based on the target effective X-ray energy TE converted from the input target X-ray tube voltage TV, the image noise level NL of the target X-ray tube voltage image TG is minimized using the predetermined function or table. The tube current time product ratio a 1 · s 1: a 2 · s 2 is obtained as the imaging condition. Then, considering the ratio of the data acquisition time per view when the projection data is acquired with the first X-ray tube voltage HV (140 kV) and when the projection data is acquired with the second X-ray tube voltage LV (80 kV), The target X-ray tube current ratio TR is specified from the tube current time product ratio a1 · s1: a2 · s2 which is the obtained imaging condition. In this example, the data collection time per view is the time when projection data is collected with the first X-ray tube voltage HV (140 kV) and the time when projection data is collected with the second X-ray tube voltage LV (80 kV). The target X-ray tube current ratio TR is specified as the same.

目標X線管電流比TRが特定されると、その目標X線管電流比TRを「X線管電流比」欄65に表示する(ステップA14)。このとき、目標X線管電流比TRを単に表示するだけでなく、「X線管電流」欄62および「X線管電流」欄64に入力される値、すなわちX線管電流HIとX線管電流LIとを、これらの比が目標X線管電流比TRとなるように拘束してもよい。例えば、「X線管電流」欄62および「X線管電流」欄64のいずれか一方の欄に値が入力されると、X線管電流HIとX線管電流LIとの比が目標X線管電流比TRとなるよう、他方の欄の値が自動的に入力されるようにする。   When the target X-ray tube current ratio TR is specified, the target X-ray tube current ratio TR is displayed in the “X-ray tube current ratio” column 65 (step A14). At this time, not only the target X-ray tube current ratio TR is simply displayed, but also the values inputted in the “X-ray tube current” column 62 and the “X-ray tube current” column 64, that is, the X-ray tube current HI and the X-rays. The tube current LI may be constrained so that these ratios become the target X-ray tube current ratio TR. For example, when a value is input to one of the “X-ray tube current” column 62 and the “X-ray tube current” column 64, the ratio of the X-ray tube current HI to the X-ray tube current LI is set to the target X. The value in the other column is automatically input so that the tube current ratio TR is obtained.

「X線管電流」欄62および「X線管電流」欄64に値がそれぞれ入力されると(ステップA15)、デュアルエネルギー撮影の撮影条件が設定されたことになる。   When values are respectively input to the “X-ray tube current” column 62 and the “X-ray tube current” column 64 (step A15), the imaging conditions for dual energy imaging are set.

このような第一実施形態によれば、「目標X線管電圧」を入力するだけで、目標X線管電圧画像TGを最小の画像ノイズレベルで得るための目標X線管電流比TR、すなわち第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時に設定すべき第1のX線管電流THIと、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時に設定すべき第2のX線管電流TLIとの比が特定されるので、目標X線管電圧画像TGを最小の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を容易に特定することができる。   According to the first embodiment, the target X-ray tube current ratio TR for obtaining the target X-ray tube voltage image TG with the minimum image noise level by simply inputting the “target X-ray tube voltage”, that is, The first X-ray tube current THI to be set at the time of collecting the first projection data PHV by the first X-ray tube voltage HV and the second projection data PLV by the second X-ray tube voltage LV should be set Since the ratio with the second X-ray tube current TLI is specified, it is possible to easily specify imaging conditions for dual energy imaging for obtaining the target X-ray tube voltage image TG with the minimum image noise level.

なお、第一実施形態では、生成しようとする画像が、どのようなX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像であるかを特定するために、そのX線エネルギーを表すX線エネルギー情報として「目標X線管電圧」を入力しているが、代わりに、これに対応する「目標実効X線エネルギー」を入力するようにしてもよい。   In the first embodiment, in order to specify what kind of X-ray energy the image to be generated is an image representing the subject imaged, the X-ray energy is used. Although “target X-ray tube voltage” is input as X-ray energy information to be expressed, instead, “target effective X-ray energy” corresponding thereto may be input.

また、第一実施形態では、撮影条件特定処理において、画像GNVの実効X線エネルギーEと、画像GNVの画像ノイズレベルが最小となる管電流時間積比a1・s1:a2・s2との対応関係を定める関数やテーブルから、デュアルエネルギー撮影の撮影条件である目標X線管電流比TRを特定しているが、もちろんこれに限定されない。例えば、画像GNVにのX線管電圧Vと、画像GNVの画像ノイズレベルが最小となる管電流時間積比a1・s1:a2・s2との対応関係を定める情報から目標X線管電流比TRを特定してもよい。また例えば、第1のX線管電圧HVによる投影データ収集時と第2のX線管電圧LVによる投影データ収集時とで、1ビュー当りデータ収集時間が同じであることを前提として、画像GNVのX線管電圧Vまたは実効X線エネルギーEと、画像GNVの画像ノイズレベルが最小となる、第1のX線管電流HIと第2のX線管電流LIとの比との対応関係を定める情報から目標X線管電流比TRを特定してもよい。   In the first embodiment, in the imaging condition specifying process, the correspondence relationship between the effective X-ray energy E of the image GNV and the tube current time product ratio a1 · s1: a2 · s2 that minimizes the image noise level of the image GNV. The target X-ray tube current ratio TR, which is the imaging condition of dual energy imaging, is specified from the function and table that determine the above. Of course, the present invention is not limited to this. For example, the target X-ray tube current ratio TR is obtained from information that defines the correspondence between the X-ray tube voltage V in the image GNV and the tube current time product ratio a1 · s1: a2 · s2 that minimizes the image noise level of the image GNV. May be specified. Further, for example, the image GNV is premised on that the data collection time per view is the same between the projection data collection by the first X-ray tube voltage HV and the projection data collection by the second X-ray tube voltage LV. The correspondence relationship between the X-ray tube voltage V or the effective X-ray energy E and the ratio of the first X-ray tube current HI and the second X-ray tube current LI that minimizes the image noise level of the image GNV. The target X-ray tube current ratio TR may be specified from the information to be determined.

なお、第一実施形態では、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルを最小にするための撮影条件として、目標X線管電流比TRを特定する。従って、撮影条件としてX線管電流比を特定する方法は、X線管電流が制御しやすいデュアルエネルギー撮影、すなわち、X線管21のX線管電圧を一方のX線管電圧にしたまま所定ビュー角度分、被検体40の透過X線を検出し、次にX線管21のX線管電圧を他方のX線管電圧にしたまま所定ビュー角度分、被検体40の透過X線を検出する方法を用いるデュアルエネルギー撮影に適している。   In the first embodiment, the target X-ray tube current ratio TR is specified as an imaging condition for minimizing the image noise level of the target X-ray tube voltage image TG. Therefore, the method of specifying the X-ray tube current ratio as an imaging condition is a dual energy imaging in which the X-ray tube current is easily controlled, that is, a predetermined X-ray tube voltage is maintained while the X-ray tube voltage of the X-ray tube 21 is set to one X-ray tube voltage. The transmitted X-ray of the subject 40 is detected by the view angle, and then the transmitted X-ray of the subject 40 is detected by the predetermined view angle while keeping the X-ray tube voltage of the X-ray tube 21 at the other X-ray tube voltage. It is suitable for dual energy photography using the method.

(第二実施形態)
第二実施形態では、目標X線管電圧TVと、デュアルエネルギー撮影による被検体40の目標被曝線量TDとを基に、デュアルエネルギー撮影の撮影条件として、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIそのものを特定する。
(Second embodiment)
In the second embodiment, based on the target X-ray tube voltage TV and the target exposure dose TD of the subject 40 by dual energy imaging, the first target X-ray tube current THI and the 2 target X-ray tube current TLI itself is specified.

図14は、第二実施形態による撮影条件設定画面の一例を示す図である。また、図15は、第二実施形態による撮影条件特定処理を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a shooting condition setting screen according to the second embodiment. FIG. 15 is a flowchart showing the imaging condition specifying process according to the second embodiment.

撮影条件設定画面53内には、「生成画像のX線管電圧」欄61、「実効X線エネルギー」欄62、「高いX線管電圧」欄63、「X線管電流」欄64、「低いX線管電圧」欄65、「X線管電流」欄66、および「X線管電流比」欄67に加え、「被曝線量」欄68が表示される。「被曝線量」欄68は、デュアルエネルギー撮影による被検体40の目標被曝線量TD、例えばCTDI値を入力および表示する欄である。   In the imaging condition setting screen 53, “X-ray tube voltage of generated image” column 61, “effective X-ray energy” column 62, “high X-ray tube voltage” column 63, “X-ray tube current” column 64, “ In addition to the “Low X-ray tube voltage” column 65, the “X-ray tube current” column 66 and the “X-ray tube current ratio” column 67, an “Exposure dose” column 68 is displayed. The “exposure dose” column 68 is a column for inputting and displaying a target exposure dose TD of the subject 40 by dual energy imaging, for example, a CTDI value.

「生成画像のX線管電圧」欄61に値が入力されると(ステップB11)、この入力値、すなわち目標X線管電圧TVを目標実効X線エネルギーTEへ換算する(ステップB12)。そして、この目標実効X線エネルギーTEを基に、上記の目標X線管電流比TRを特定し(ステップB13)、その目標X線管電流比TRを「X線管電流比」欄65に表示する(ステップB14)。   When a value is input to the “generated image X-ray tube voltage” column 61 (step B11), the input value, that is, the target X-ray tube voltage TV is converted into the target effective X-ray energy TE (step B12). Based on the target effective X-ray energy TE, the target X-ray tube current ratio TR is specified (step B13), and the target X-ray tube current ratio TR is displayed in the "X-ray tube current ratio" column 65. (Step B14).

ここで、「被曝線量」欄68に値が入力されると(ステップB15)、この入力値すなわち目標被曝線量TDと、特定された目標X線管電流比TRとを基に、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIとを特定し設定する(ステップB16)。第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIは、目標X線管電圧画像TGにおける画像ノイズレベルを最小にするために設定すべきX線管電流HIおよびX線管電流LIである。そして、これらを「X線管電流」欄64および「X線管電流」欄66に表示する(ステップB17)。   Here, when a value is input to the “exposure dose” column 68 (step B15), the first target is based on the input value, that is, the target exposure dose TD and the specified target X-ray tube current ratio TR. The X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI are specified and set (step B16). The first target X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI are the X-ray tube current HI and the X-ray tube to be set in order to minimize the image noise level in the target X-ray tube voltage image TG. Current LI. These are displayed in the “X-ray tube current” column 64 and the “X-ray tube current” column 66 (step B17).

ここで、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIを特定する方法の具体例について説明する。   Here, a specific example of a method for specifying the first target X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI will be described.

まず、X線管電圧=第1のX線管電圧HV(=140〔kV〕),X線管電流=第1の目標X線管電流THI〔mA〕のときのX線による第1の被曝線量D1〔mGy〕は、X線管電圧=140〔kV〕,X線管電流=100〔mA〕のときのX線による被曝線量をd1〔mGy〕として、次式で表すことができる。   First, the first exposure by X-ray when X-ray tube voltage = first X-ray tube voltage HV (= 140 [kV]), X-ray tube current = first target X-ray tube current THI [mA]. The dose D1 [mGy] can be expressed by the following equation, where d1 [mGy] is an X-ray exposure dose when the X-ray tube voltage = 140 [kV] and the X-ray tube current = 100 [mA].

Figure 0005535528
Figure 0005535528

また、X線管電圧=第2のX線管電圧HV(=80〔kV〕),X線管電流=第2の目標X線管電流TLI〔mA〕のときのX線による第2の被曝線量D2〔mGy〕は、X線管電圧=80〔kV〕,X線管電流=100〔mA〕のときのX線による被曝線量をd2〔mGy〕として、次式で表すことができる。   Further, the second exposure by X-ray when X-ray tube voltage = second X-ray tube voltage HV (= 80 [kV]) and X-ray tube current = second target X-ray tube current TLI [mA]. The dose D2 [mGy] can be expressed by the following equation, where d2 [mGy] is an X-ray exposure dose when the X-ray tube voltage = 80 [kV] and the X-ray tube current = 100 [mA].

Figure 0005535528
Figure 0005535528

ところで、第1の目標X線管電流THIと第2の目標X線管電流TLIとの関係は、次式のようになる。   Incidentally, the relationship between the first target X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI is expressed by the following equation.

Figure 0005535528
Figure 0005535528

目標被曝線量TDは、第1の被曝線量D1と第2の被曝線量D2との和になるので、次式のように表すことができる。   Since the target exposure dose TD is the sum of the first exposure dose D1 and the second exposure dose D2, it can be expressed by the following equation.

Figure 0005535528
Figure 0005535528

そして、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIは、次式にように表すことができる。   The first target X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI can be expressed as follows:

Figure 0005535528
Figure 0005535528

したがって、被曝線量d1,d2を予め求めて記憶させておくことで、上記の演算により、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIを特定することができる。   Therefore, the first target X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI can be specified by calculating and storing the exposure doses d1 and d2 in advance.

このような第二実施形態によれば、「目標X線管電圧」と「目標被曝線量」とを入力するだけで、目標X線管電圧画像TGを最小の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件として、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時に設定すべき第1のX線管電流THIと、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時に設定すべき第2のX線管電流TLIとが特定されるので、目標X線管電圧画像TGを最小の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を容易に特定することができる。   According to the second embodiment, the dual energy for obtaining the target X-ray tube voltage image TG with the minimum image noise level only by inputting the “target X-ray tube voltage” and the “target exposure dose”. As imaging conditions for imaging, the first X-ray tube current THI to be set at the time of collecting the first projection data PHV by the first X-ray tube voltage HV and the second projection data by the second X-ray tube voltage LV. Since the second X-ray tube current TLI to be set at the time of PLV acquisition is specified, the imaging conditions for dual energy imaging for obtaining the target X-ray tube voltage image TG with the minimum image noise level are easily specified. Can do.

なお、第二実施形態では、上述したとおり、目標X線管電圧TVおよび目標被曝線量TDを入力するだけで、デュアルエネルギー撮影の撮影条件である、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIを特定し、設定することができる。   In the second embodiment, as described above, the first target X-ray tube current THI and the second target, which are imaging conditions for dual energy imaging, can be obtained simply by inputting the target X-ray tube voltage TV and the target exposure dose TD. The target X-ray tube current TLI can be specified and set.

そこで、撮影条件設定画面は、より単純化して、例えば図16(a)に示すように、「生成画像のX線管電圧」欄61と「被曝線量」欄68だけを表示する撮影条件設定画面54aのようにしてもよい。   Therefore, the imaging condition setting screen is simplified, and for example, as shown in FIG. 16A, the imaging condition setting screen displays only the “X-ray tube voltage of generated image” column 61 and the “exposure dose” column 68. 54a may be used.

また例えば、図16(b)に示すように、「生成画像のX線管電圧」欄61と「生成画像のX線管電流」欄69だけを表示する撮影条件設定画面54bのようにしてもよい。「生成画像のX線管電流」欄69は、目標X線管電圧TVおよび目標X線管電流TIによるX線を用いて撮影された被検体40を表す目標X線管電圧画像TG′を生成する場合における目標X線管電流TIを入力および表示する欄である。目標X線管電圧TVおよび目標X線管電流TIが入力されると、この条件で一般撮影した場合に得られる画像の画像ノイズレベルを求める。そして、目標X線管電圧画像TGにおける画像ノイズレベルがこの求めたレベルと略同じになるような被曝線量を求め、これを目標被曝線量TDとして設定する。後は、上述と同様の処理により、第1の目標X線管電流THIおよび第2の目標X線管電流TLIを特定して設定する。このような例によれば、操作者は、一般撮影と同じ感覚でX線管電圧とX線管電流を入力するだけで、その条件によるX線を用いて撮影された被検体を表す画像を最小の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を特定し、設定することができる。   Further, for example, as shown in FIG. 16B, an imaging condition setting screen 54 b that displays only the “generated image X-ray tube voltage” column 61 and the “generated image X-ray tube current” column 69 may be used. Good. The “generated image X-ray tube current” column 69 generates a target X-ray tube voltage image TG ′ representing the subject 40 photographed using X-rays based on the target X-ray tube voltage TV and the target X-ray tube current TI. This is a column for inputting and displaying the target X-ray tube current TI in the case of When the target X-ray tube voltage TV and the target X-ray tube current TI are input, the image noise level of an image obtained when general imaging is performed under these conditions is obtained. Then, an exposure dose is obtained such that the image noise level in the target X-ray tube voltage image TG is substantially the same as the obtained level, and this is set as the target exposure dose TD. Thereafter, the first target X-ray tube current THI and the second target X-ray tube current TLI are specified and set by the same processing as described above. According to such an example, an operator simply inputs an X-ray tube voltage and an X-ray tube current in the same manner as in general imaging, and an image representing a subject imaged using X-rays according to the conditions is displayed. It is possible to specify and set shooting conditions for dual energy shooting to obtain a minimum image noise level.

(第三実施形態)
第三実施形態では、目標X線管電圧TVを基に、デュアルエネルギー撮影の撮影条件として、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時の1ビュー当りデータ収集時間THTと、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時の1ビュー当りデータ収集時間TLTとの比Qを特定する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, based on the target X-ray tube voltage TV, the data acquisition time THT per view at the time of collecting the first projection data PHV by the first X-ray tube voltage HV is set as the imaging condition for dual energy imaging. The ratio Q with the data acquisition time TLT per view when the second projection data PLV is acquired by the second X-ray tube voltage LV is specified.

図17は、第三実施形態による撮影条件設定画面の一例を示す図である。また、図18は、第三実施形態による撮影条件特定処理を示すフローチャートである。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an imaging condition setting screen according to the third embodiment. FIG. 18 is a flowchart showing the photographing condition specifying process according to the third embodiment.

撮影条件設定画面55内には、「生成画像のX線管電圧」欄61、「実効X線エネルギー」欄62、「高いX線管電圧」欄63、「X線管電流」欄64、「低いX線管電圧」欄65、および「X線管電流」欄66に加え、「データ収集時間比」欄70が表示される。「データ収集時間比」欄70は、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時の1ビュー当りデータ収集時間と、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時の1ビュー当りデータ収集時間との比Qを入力および表示する欄である。   In the imaging condition setting screen 55, “X-ray tube voltage of generated image” column 61, “effective X-ray energy” column 62, “high X-ray tube voltage” column 63, “X-ray tube current” column 64, “ In addition to the “Low X-ray tube voltage” column 65 and the “X-ray tube current” column 66, a “Data collection time ratio” column 70 is displayed. The “data collection time ratio” column 70 is a data collection time per view when collecting the first projection data PHV by the first X-ray tube voltage HV and the second projection data by the second X-ray tube voltage LV. This is a column for inputting and displaying the ratio Q to the data collection time per view at the time of PLV collection.

「生成画像のX線管電圧」欄61に値が入力されると(ステップC11)、この入力値すなわち目標X線管電圧TVを目標実効X線エネルギーTEへ換算する(ステップC12)。そして、「X線管電流」欄64および「X線管電流」欄66に値が入力されると、これらの入力値、すなわちX線管電流HIおよびX線管電流LIと、目標実効X線エネルギーTEとを基に、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルを最小にするための1ビュー当りデータ収集時間比Qを特定し設定する(ステップC13)。そして、その1ビュー当りデータ収集時間比Qを「データ収集時間比」欄70に表示する(ステップC14)。なお、1ビュー当りデータ収集時間比Qは、「データ収集時間比」欄70に値を入力し直すことにより、設定を変更することもできる。   When a value is input to the “generated image X-ray tube voltage” column 61 (step C11), the input value, that is, the target X-ray tube voltage TV is converted into the target effective X-ray energy TE (step C12). When values are input to the “X-ray tube current” column 64 and the “X-ray tube current” column 66, these input values, that is, the X-ray tube current HI and the X-ray tube current LI, and the target effective X-rays are obtained. Based on the energy TE, a data collection time ratio Q per view for minimizing the image noise level of the target X-ray tube voltage image TG is specified and set (step C13). Then, the data collection time ratio Q per view is displayed in the “data collection time ratio” column 70 (step C14). The data collection time ratio Q per view can be changed by re-entering a value in the “data collection time ratio” column 70.

ここで、1ビュー当りデータ収集時間比Qを特定する方法の具体例について説明する。   Here, a specific example of a method for specifying the data collection time ratio Q per view will be described.

本例では、第一実施形態と同様、図13に示すような、画像GNVの実効X線エネルギーEと、画像GNVの画像ノイズレベルNLが最小となる撮影条件である管電流時間積比a1・s1:a2・s2との関係を定める所定の関数あるいはテーブルを予め用意しておく。そして、入力された目標X線管電圧TVから換算された目標実効X線エネルギーTEを基に、上記の所定の関数あるいはテーブルを用いて、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルNLが最小となる撮影条件として、管電流時間積比a1・s1:a2・s2を求める。そして、X線管電流HIおよびX線管電流LIを考慮して、求めた管電流時間積比a1・s1:a2・s2から1ビュー当りデータ収集時間比Qを特定する。   In this example, as in the first embodiment, as shown in FIG. 13, the tube current time product ratio a 1 ··· which is an imaging condition that minimizes the effective X-ray energy E of the image GNV and the image noise level NL of the image GNV. A predetermined function or table that defines the relationship between s1: a2 and s2 is prepared in advance. Then, based on the target effective X-ray energy TE converted from the input target X-ray tube voltage TV, the image noise level NL of the target X-ray tube voltage image TG is minimized using the predetermined function or table. The tube current time product ratio a 1 · s 1: a 2 · s 2 is obtained as the imaging condition. Then, in consideration of the X-ray tube current HI and the X-ray tube current LI, the data collection time ratio Q per view is specified from the obtained tube current time product ratio a1 · s1: a2 · s2.

図19は、X線管21のX線管電圧を1ビュー毎に第1のX線管電圧HVと第2のX線管電圧LVとに切り換えるデュアルエネルギー撮影において、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時の1ビュー当りデータ収集時間と、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時の1ビュー当りデータ収集時間との比を、1:1,1:4としたときの投影データ収集を概念的に示す図である。   FIG. 19 shows the first X-ray tube voltage in dual energy imaging in which the X-ray tube voltage of the X-ray tube 21 is switched between the first X-ray tube voltage HV and the second X-ray tube voltage LV for each view. The ratio of the data collection time per view when collecting the first projection data PHV by HV and the data collection time per view when collecting the second projection data PLV by the second X-ray tube voltage LV is 1: It is a figure which shows notionally projection data collection when it is set to 1: 1: 4.

このような第三実施形態によれば、「目標X線管電圧」を入力するだけで、目標X線管電圧画像TGを最小の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件として、第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHV収集時の1ビュー当りデータ収集時間と、第2のX線管電圧LVによる第2の投影データPLV収集時の1ビュー当りデータ収集時間との比Qが特定されるので、目標X線管電圧画像TGを最小の画像ノイズレベルで得るためのデュアルエネルギー撮影の撮影条件を容易に特定することができる。   According to such a third embodiment, as the imaging condition of the dual energy imaging for obtaining the target X-ray tube voltage image TG with the minimum image noise level only by inputting the “target X-ray tube voltage”, the first The data collection time per view when collecting the first projection data PHV with one X-ray tube voltage HV, and the data collection time per view when collecting the second projection data PLV with the second X-ray tube voltage LV Therefore, the dual energy imaging conditions for obtaining the target X-ray tube voltage image TG with the minimum image noise level can be easily specified.

なお、第三実施形態では、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルを最小にする撮影条件として、1ビュー当りデータ収集時間比を特定する。従って、撮影条件として1ビュー当りデータ収集時間比を特定する方法は、X線管電流よりも1ビュー当りデータ収集時間の方が制御しやすいデュアルエネルギー撮影、すなわち、X線管21のX線管電圧を第1のX線管電圧HVと第2のX線管電圧LVとに1または数ビュー単位にて高速に切り換えながら、所定ビュー角度分、被検体40の透過X線を検出する方法を用いるデュアルエネルギー撮影に適している。   In the third embodiment, the data collection time ratio per view is specified as an imaging condition that minimizes the image noise level of the target X-ray tube voltage image TG. Therefore, the method of specifying the data acquisition time ratio per view as an imaging condition is dual energy imaging in which the data acquisition time per view is easier to control than the X-ray tube current, that is, the X-ray tube of the X-ray tube 21. A method of detecting transmitted X-rays of the subject 40 for a predetermined view angle while switching the voltage between the first X-ray tube voltage HV and the second X-ray tube voltage LV at high speed in units of one or several views. Suitable for dual energy photography.

(第四実施形態)
第四実施形態では、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルが最小となる管電流時間積比a1・s1:a2・s2を、被検体40の大きさに応じて補正する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the tube current time product ratio a1 · s1: a2 · s2 that minimizes the image noise level of the target X-ray tube voltage image TG is corrected according to the size of the subject 40.

被検体40が大きくなると、スライス断面積が大きくなり、被検体を透過するX線における線質硬化(ビームハードニング(beam hardening))の程度が大きくなる。相対的に低い第2のX線管電圧LVによるX線は、比較的低いエネルギーのフォトンを多く含んでいるので、X線の線質硬化の程度が大きくなると、その透過X線のフォトン数が大幅に減少する。つまり、被検体が大きくなると、第2のX線管電圧LVによる投影データのSN比は大幅に小さくなる。一方、相対的に高い第1のX線管電圧HVによるX線は、比較的高いエネルギーのフォトンを多く含んでいるので、X線の線質硬化の程度が大きくなっても、その透過X線のフォトン数は、第2のX線管電圧LVの場合ほど減少しない。つまり、被検体が大きくなっても、第1のX線管電圧HVによる投影データのSN比は、第2のX線管電圧LVの場合ほど小さくはならない。   As the subject 40 becomes larger, the slice cross-sectional area becomes larger and the degree of radiation hardening (beam hardening) in the X-rays that pass through the subject becomes larger. Since the X-ray with the relatively low second X-ray tube voltage LV contains a large amount of photons with relatively low energy, the number of photons of the transmitted X-ray increases as the degree of X-ray quality hardening increases. Decrease significantly. That is, when the subject becomes large, the SN ratio of the projection data by the second X-ray tube voltage LV is greatly reduced. On the other hand, X-rays with a relatively high first X-ray tube voltage HV contain a large amount of photons with relatively high energy, so that even if the degree of X-ray quality hardening increases, the transmitted X-rays The number of photons is not reduced as much as in the case of the second X-ray tube voltage LV. That is, even if the subject becomes large, the S / N ratio of the projection data based on the first X-ray tube voltage HV is not as small as in the case of the second X-ray tube voltage LV.

そのため、画像GNVの実効X線エネルギーEと、画像GNVの画像ノイズレベルNLとの関係においては、図20に示すように、被検体が大きくなると、画像ノイズレベルNLが最小となる実効X線エネルギーが、画像GNVを生成する上での第1のX線管電圧HVによる第1の投影データPHVの寄与率が高くなる方向、すなわち、実効X線エネルギーが高くなる方向に移動する。   Therefore, in the relationship between the effective X-ray energy E of the image GNV and the image noise level NL of the image GNV, as shown in FIG. 20, the effective X-ray energy that minimizes the image noise level NL when the subject becomes large. However, it moves in the direction in which the contribution ratio of the first projection data PHV by the first X-ray tube voltage HV in generating the image GNV increases, that is, in the direction in which the effective X-ray energy increases.

したがって、目標X線管電圧画像TGの画像ノイズレベルNLが最小となる撮影条件である管電流時間積比(a2・s2)/(a1・s1)は、被検体が大きくなると大きい方向に移動する。   Therefore, the tube current time product ratio (a2 · s2) / (a1 · s1), which is an imaging condition that minimizes the image noise level NL of the target X-ray tube voltage image TG, moves in a larger direction as the subject becomes larger. .

そこで、目標X線管電圧画像TGの目標X線管電圧TVあるいは目標実効X線エネルギーTEを基に、画像GNVの実効X線エネルギーEと、画像GNVの画像ノイズレベルが最小となる管電流時間積比a1・s1:a2・s2との対応関係を定める関数やテーブルから、デュアルエネルギー撮影の撮影条件である管電流時間積比(a2・s2)/(a1・s1)を特定する。そして、この比に対して被検体の大きさに応じた補正を加え、より適正な撮影条件を導き出すようにする。   Therefore, based on the target X-ray tube voltage TV or the target effective X-ray energy TE of the target X-ray tube voltage image TG, the tube current time during which the effective X-ray energy E of the image GNV and the image noise level of the image GNV are minimized. The tube current time product ratio (a2 · s2) / (a1 · s1), which is the imaging condition of dual energy imaging, is specified from a function or table that defines the correspondence relationship with the product ratio a1 · s1: a2 · s2. Then, a correction according to the size of the subject is added to this ratio to derive a more appropriate imaging condition.

なお、被検体の大きさは、例えば、被検体の身長、体重、年齢、性別などから推定したり、操作者が入力した情報を基に特定したり、あるいは、被検体のスカウト(scout)画像を基に特定したりする。被検体の大きさと補正量との関係は、実験またはシミュレーションにより予め求めておく。   Note that the size of the subject is estimated from, for example, the height, weight, age, and sex of the subject, specified based on information input by the operator, or a scout image of the subject. Or based on The relationship between the size of the subject and the correction amount is obtained in advance by experiments or simulations.

また、上記の撮影条件の補正は、被検体ごとに行ってもよいし、同一被検体のスライス位置ごとに行ってもよい。   Further, the correction of the imaging conditions may be performed for each subject or may be performed for each slice position of the same subject.

このような第四実施形態によれば、目標X線管電圧画像TGの目標X線管電圧TVあるいは目標実効X線エネルギーTEを基に特定したデュアルエネルギー撮影の撮影条件を、被検体の大きさに応じて補正するので、生成画像における画像ノイズレベルを最小にするデュアルエネルギー撮影の撮影条件を、被検体の大きさによらず、精度よく特定することができる。   According to such a fourth embodiment, the imaging conditions of dual energy imaging specified based on the target X-ray tube voltage TV or the target effective X-ray energy TE of the target X-ray tube voltage image TG are set to the size of the subject. Therefore, the imaging condition for dual energy imaging that minimizes the image noise level in the generated image can be accurately specified regardless of the size of the subject.

以上が本発明の実施形態であるが、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。   The above is the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be adopted.

例えば、上記の各実施形態では、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線管には相対的に高い第1のX線管電圧HVが設定され、第2のX線管は相対的に低い第2のX線管電圧LVが設定されてもよい。   For example, in each of the above embodiments, 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. Good. In this case, a relatively high first X-ray tube voltage HV is set for the first X-ray tube, and a relatively low second X-ray tube voltage LV is set for the second X-ray tube. Also good.

また、第一および第二実施形態では、デュアルエネルギー撮影におけるスキャン方式としてアキシャルスキャン(axial scan)を想定しているが、これをヘリカルスキャン(helical scan)としてもよい。   In the first and second embodiments, an axial scan is assumed as a scanning method in dual energy imaging, but this may be a helical scan.

また、上記の各実施形態では、第1および第2の物質密度画像として、水の密度分布を表す画像とヨウ素の密度分布を表す画像とを用いているが、この組合せに限定されない。例えば、水の密度分布を表す画像とカルシウム(calcium)の密度分布を表す画像の組合せ、ヨウ素の密度分布を表す画像とカルシウムの密度分布を表す画像の組合せであってもよい。   In each of the above embodiments, the first and second substance density images are an image representing a water density distribution and an image representing an iodine density distribution, but the present invention is not limited to this combination. For example, it may be a combination of an image representing the density distribution of water and an image representing the density distribution of calcium, and a combination of an image representing the density distribution of iodine and an image representing the density distribution of calcium.

また、上記の各実施形態では、所望の画像ノイズレベルを最小の画像ノイズレベルとしているが、これに限定されるものではない。例えば、画像ノイズレベルが最小から少し大きい所定の画像ノイズレベルであってもよい。   In each of the above embodiments, the desired image noise level is set to the minimum image noise level, but the present invention is not limited to this. For example, the image noise level may be a predetermined image noise level that is slightly higher than the minimum.

なお、上記の各実施形態では、デュアルエネルギー撮影における相対的に高いX線管電圧HVを設定可能な最高X線管電圧とし、相対的に低いX線管電圧LVを設定可能な最小X線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比のよい画像が得られる。一応の目安としては、相対的に高いX線管電圧HVを120kV以上、160kV以下とし、相対的に低いX線管電圧LVを60kV以上、100kV以下とする。   In each of the above-described embodiments, a relatively high X-ray tube voltage HV in dual energy imaging is set as the highest X-ray tube voltage that can be set, and a minimum X-ray tube that can set a relatively low X-ray tube voltage LV. It is preferable to use a voltage. As a result, the energy separation degree is increased, and an image with a good SN ratio is obtained. As a temporary measure, the relatively high X-ray tube voltage HV is set to 120 kV or more and 160 kV or less, and the relatively low X-ray tube voltage LV is set to 60 kV or more and 100 kV or less.

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
29 制御コントローラ
30 スリップリング
40 被検体
100 X線CT装置
B 開口部
Xb X線ビーム
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
26 Rotating part controller 29 Control controller 30 Slip ring 40 Subject 100 X-ray CT apparatus B Opening Xb X-ray beam

Claims (11)

X線管を有しており、被検体をデュアルエネルギー撮影して、第1のX線管電圧による第1の投影データと、前記第1のX線管電圧とは異なる第2のX線管電圧による第2の投影データとを収集するデータ収集手段と、
前記第1および第2の投影データを用いて、単一のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す所定の画像を生成する画像生成手段とを備えたX線CT装置であって、
前記X線エネルギーを特定するX線エネルギー情報の入力を受け付ける入力受付手段と、
前記入力されたX線エネルギー情報に基づいて生成される、単一のX線エネルギーを有するX線を用いて撮影された被検体を表す画像の該X線エネルギーと、前記第1および第2の投影データを収集する際のそれぞれの管電流時間積と、前記所定の画像の画像ノイズレベルとの関係を用いて、前記所定の画像が所望の画像ノイズレベルにて生成されるようなデュアルエネルギー撮影の撮影条件を特定する撮影条件特定手段とを備えているX線CT装置。
An X-ray tube is provided, the subject is subjected to dual energy imaging, the first projection data based on the first X-ray tube voltage, and a second X-ray tube different from the first X-ray tube voltage Data collection means for collecting second projection data by voltage;
An X-ray CT apparatus comprising: an image generating unit that generates a predetermined image representing a subject imaged using X-rays having a single X-ray energy using the first and second projection data Because
Input receiving means for receiving input of X-ray energy information for specifying the X-ray energy;
Wherein is generated based on the input X-ray energy information, and the X-ray energy of an image representing a subject is taken using X-rays having a single X-ray energy, the first and second Dual energy such that the predetermined image is generated at a desired image noise level using the relationship between each tube current time product when the projection data is collected and the image noise level of the predetermined image An X-ray CT apparatus comprising imaging condition specifying means for specifying imaging conditions for imaging.
前記X線エネルギー情報は、X線管電圧または実効X線エネルギーである請求項1に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray energy information is an X-ray tube voltage or effective X-ray energy. 前記撮影条件特定手段は、前記関係を記憶する記憶手段を有しており、該関係を用いて前記それぞれの管電流時間積に係る条件を前記撮影条件として特定する請求項1または請求項2に記載のX線CT装置。   The imaging condition specifying unit includes a storage unit that stores the relationship, and uses the relationship to specify a condition related to each of the tube current time products as the imaging condition. The X-ray CT apparatus described. 前記撮影条件特定手段は、前記第1の投影データを収集するときに設定すべき第1のX線管電流と、前記第2の投影データを収集するときに設定すべき第2のX線管電流との比率を前記撮影条件として特定する請求項3に記載のX線CT装置。   The imaging condition specifying means includes a first X-ray tube current to be set when collecting the first projection data and a second X-ray tube to be set when collecting the second projection data. The X-ray CT apparatus according to claim 3, wherein a ratio with current is specified as the imaging condition. 前記入力受付手段は、前記デュアルエネルギー撮影による前記被検体の被曝線量を特定する被曝線量情報の入力をさらに受け付けており、
前記撮影条件特定手段は、前記特定された第1のX線管電流と第2のX線管電流との比率と、前記入力された被曝線量情報とに基づいて、前記第1および第2のX線管電流を前記撮影条件として特定する請求項4に記載のX線CT装置。
The input receiving means further receives an input of exposure dose information for specifying an exposure dose of the subject by the dual energy imaging,
The imaging condition specifying means is configured to determine the first and second based on the ratio of the specified first X-ray tube current and the second X-ray tube current and the input dose information. The X-ray CT apparatus according to claim 4, wherein an X-ray tube current is specified as the imaging condition.
前記データ収集手段は、前記第1のX線管電圧によるπ+ファン角以上かつ2π以下である所定ビュー角度分のスキャンと、前記第2のX線管電圧による前記所定ビュー角度分のスキャンとを行う請求項4または請求項5に記載のX線CT装置。   The data collection means performs a scan for a predetermined view angle that is not less than π + fan angle and not more than 2π by the first X-ray tube voltage, and a scan for the predetermined view angle by the second X-ray tube voltage. The X-ray CT apparatus according to claim 4 or 5, which is performed. 前記データ収集手段は、X線管電圧を前記第1のX線管電圧と前記第2のX線管電圧とに1または複数ビュー単位にて切り換えながらスキャンを行い、
前記撮影条件特定手段は、前記第1の投影データを収集するときに設定すべきデータ収集時間と、前記第2の投影データを収集するときに設定すべきデータ収集時間との比率を前記撮影条件として特定する請求項3に記載のX線CT装置。
The data collection means performs scanning while switching the X-ray tube voltage between the first X-ray tube voltage and the second X-ray tube voltage in units of one or more views,
The imaging condition specifying means determines a ratio between a data collection time to be set when collecting the first projection data and a data collection time to be set when collecting the second projection data. The X-ray CT apparatus according to claim 3 specified as follows.
前記特定された撮影条件を、前記被検体の大きさに基づいて補正する補正手段をさらに備えている請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit that corrects the specified imaging condition based on the size of the subject. 前記画像生成手段は、
前記第1の投影データを画像再構成処理して第1の画像を再構成するとともに、前記第2の投影データを画像再構成処理して第2の画像を再構成する再構成手段と、
前記第1の画像と前記第2の画像とを第1の重み付けにより重み付け減算処理して第3の画像を得るとともに、前記第1の画像と前記第2の画像とを前記第1の重み付けとは異なる第2の重み付けにより重み付け減算処理して第4の画像を得る重み付け減算手段と、
前記第3画像と前記第4の画像とを重み付け加算処理して前記所定の画像を生成する重み付け加算手段とを有している請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のX線CT装置。
The image generating means includes
Reconstructing means for reconstructing the first image by reconstructing the first projection data to reconstruct the first image, and reconstructing the second image by reconstructing the second projection data;
The first image and the second image are weighted and subtracted by a first weight to obtain a third image, and the first image and the second image are converted to the first weight. Are weighted subtracting means for obtaining a fourth image by weighted subtraction with different second weightings;
The X-ray according to any one of claims 1 to 8, further comprising weighted addition means for generating the predetermined image by performing weighted addition processing on the third image and the fourth image. CT device.
前記画像生成手段は、
前記第1の投影データと前記第2の投影データとを第1の重み付けにより重み付け減算処理して第3の投影データを得るとともに、前記第1の投影データと前記第2の投影データとを前記第1の重み付けとは異なる第2の重み付けにより重み付け減算処理して第4の投影データを得る重み付け減算手段と、
前記第3の投影データと前記第4の投影データとを重み付け加算処理して第5の投影データを得る重み付け加算手段と、
前記第5の投影データを画像再構成処理して前記所定の画像を再構成する再構成手段とを有している請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のX線CT装置。
The image generating means includes
The first projection data and the second projection data are weighted and subtracted by a first weighting to obtain third projection data, and the first projection data and the second projection data are Weighted subtracting means for obtaining fourth projection data by performing weighted subtraction with a second weight different from the first weight;
Weighting and adding means for weighting and adding the third projection data and the fourth projection data to obtain fifth projection data;
The X-ray CT apparatus according to claim 1, further comprising: a reconstruction unit configured to reconstruct the predetermined image by performing image reconstruction processing on the fifth projection data.
前記所望の画像ノイズレベルは、最小の画像ノイズレベルである請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the desired image noise level is a minimum image noise level.
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