JP5596100B2 - X-ray tomography equipment - Google Patents

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本発明は、X線断層撮影技術に係り、特にデュアルエネルギー撮影に係るX線断層撮影装置に関する。   The present invention relates to an X-ray tomography technique, and more particularly to an X-ray tomography apparatus related to dual energy imaging.

デュアルエネルギー撮影は、異なる2つのエネルギースペクトルを有するX線によって取得された被写体のX線投影データに基づいて、被検体の特定物質を強調した画像を取得できる。つまり、高エネルギーX線で得られた画像と低エネルギーX線で得られた画像との加算減算処理を行うことにより骨や石灰化病変をわかりやすく表示したデュアルエネルギー像、あるいは軟部組織をわかりやすく表示したデュアルエネルギー像などを得ることができる。   In dual energy imaging, an image in which a specific substance of a subject is emphasized can be acquired based on X-ray projection data of a subject acquired by X-rays having two different energy spectra. In other words, a dual energy image that displays bones and calcified lesions in an easy-to-understand manner by performing addition and subtraction processing between an image obtained with high-energy X-rays and an image obtained with low-energy X-rays, or soft tissue is easy to understand. The displayed dual energy image can be obtained.

デュアルエネルギー撮影を行うために、X線撮像装置が照射するX線の管電圧をスキャンごとに高電圧と低電圧とに交互に切り替えたり、X線エネルギーを変化させるためにX線フィルタを入れ替えたりすることにより高エネルギーX線で得られた投影データと低エネルギーX線で得られた投影データとを得ている。たとえば特許文献1は、高エネルギーX線で得られた画像と低エネルギーX線で得られた画像とに基づいて、骨の画像または軟部組織の画像を表示させる発明を開示している。この際に、骨の画像または軟部組織の画像を得るために、骨などの原子(カルシウム)などに応じて所定の重み付け係数を使用している。
特開2003−244542
To perform dual energy imaging, the X-ray tube voltage irradiated by the X-ray imaging device is alternately switched between a high voltage and a low voltage for each scan, or the X-ray filter is replaced to change the X-ray energy. Thus, projection data obtained with high energy X-rays and projection data obtained with low energy X-rays are obtained. For example, Patent Document 1 discloses an invention that displays a bone image or a soft tissue image based on an image obtained with high energy X-rays and an image obtained with low energy X-rays. At this time, in order to obtain an image of bone or an image of soft tissue, a predetermined weighting coefficient is used according to atoms (calcium) such as bone.
JP2003-244542

しかしながら、骨の画像または軟部組織の画像を得るための加重減算処理に使用される重み付け係数は、被検体の大きさの違い、被検体の個体差によるX線吸収係数の違いから、必ずしも一定ではない。一定の重み付け係数を使用して、被検体の大きさの違いなどの影響を考慮しないままデュアルエネルギー像で診断してしまっては、病気またはケガなどの過大評価または過小評価につながる。   However, the weighting coefficient used in the weighted subtraction process for obtaining the bone image or the soft tissue image is not necessarily constant due to the difference in the size of the subject and the difference in the X-ray absorption coefficient due to the individual difference in the subject. Absent. Using a constant weighting factor and diagnosing with a dual energy image without considering the influence of the difference in the size of the subject leads to overestimation or underestimation of illness or injury.

そこで、本発明の目的は、被検体ごとおよび被検体の領域ごとに適切な重み付け係数を設定できるようにするX線断層撮影装置を提供することにある。また、適切な重み付け係数を用いて、定量的にかつ視覚的にわかりやすい画像を表示できるX線断層撮影装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an X-ray tomography apparatus that can set an appropriate weighting coefficient for each subject and each region of the subject. Another object of the present invention is to provide an X-ray tomography apparatus capable of displaying an image that is quantitatively and visually easy to understand using an appropriate weighting coefficient.

第一観点のX線断層撮影装置は、第1エネルギーのX線による第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と、第1エネルギーとは異なる第2エネルギーのX線による第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像とについて、被検体に含まれる特定の材料に基づく重み付け係数を、いずれか一方または両方に乗算した後、両者を減算する加重減算処理を行うことにより、デュアルエネルギー像を得るためのX線断層撮影装置である。そして、上記目的を達成するために、第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像との画像比較情報を算出する画像比較情報算出部と、関心領域を特定する関心領域特定部と、関心領域における画像比較情報が、実質的に消去可能となるような重み付け係数を決定する重み付け係数決定部と、重み付け係数決定部において決定された重み付け係数を用いて、画像比較情報算出部において用いられた第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像とについて、荷重減算処理を行うことにより、デュアルエネルギー像を画像再構成するデュアルエネルギー像画像再構成部と、を備える。
骨の画像または軟部組織の画像を得るために使用される重み付け係数は、被検体の大きさの違いによって異なる。図10は、横軸に管電圧140kVをとり、縦軸に管電圧80kVをとった場合に、脂肪、カルシウムおよびヨードの断層像の画素値の比がどのような関係であるかを調べたものである。断面積700cm2のファントムと断面積300cm2のファントムとでは、断面積の違いにより各物質の画素値の比が異なっていることがわかる。ファントムでは凡そ画素値の比がどれぐらいになるか予想できる。しかし、被検体では、断面積だけでなく、断面の形状、その他個体差によるX線吸収係数の違いによって画素値の比が異なってくる。そのため、正確に画素値の比を求めることができないと、病気またはケガなどの過大評価または過小評価につながる。
この第一観点のX線断層撮影装置の重み付け係数決定部は、関心領域特定部で特定された関心領域の画像比較情報が、実質的に消去可能となるような重み付け係数を決定する。そしてデュアルエネルギー像画像再構成部がその重み付け係数でデュアルエネルギー像を画像再構成するため、定量的にかつ視覚的にわかりやすい画像を表示できる。
The X-ray tomography apparatus according to the first aspect includes first energy projection data or first energy tomographic image by X-ray of first energy and second energy projection data by X-ray of second energy different from the first energy or In order to obtain a dual energy image by performing weighted subtraction processing for subtracting one or both of the weighting coefficients based on a specific material included in the subject and multiplying one or both of the second energy tomographic image. X-ray tomography apparatus. And in order to achieve the said objective, the image comparison information calculation part which calculates the image comparison information of 1st energy projection data or a 1st energy tomogram, and a 2nd energy projection data or a 2nd energy tomogram, A region of interest A region-of-interest specifying unit for specifying the weight, a weighting factor determining unit for determining a weighting factor that makes image comparison information in the region of interest substantially erasable, and a weighting factor determined by the weighting factor determining unit Then, by performing a load subtraction process on the first energy projection data or the first energy tomographic image and the second energy projection data or the second energy tomographic image used in the image comparison information calculation unit, the dual energy image is re-imaged. A dual energy image reconstruction unit configured.
The weighting coefficient used to obtain the bone image or the soft tissue image varies depending on the size of the subject. FIG. 10 shows the relationship between the pixel value ratios of fat, calcium and iodine tomograms when the tube voltage is 140 kV on the horizontal axis and the tube voltage is 80 kV on the vertical axis. It is. It can be seen that the ratio of pixel values of each substance differs between the phantom having a cross-sectional area of 700 cm 2 and the phantom having a cross-sectional area of 300 cm 2 due to the difference in cross-sectional area. With a phantom, you can predict how much the ratio of pixel values will be. However, in the subject, the ratio of pixel values varies depending not only on the cross-sectional area but also on the cross-sectional shape and other differences in X-ray absorption coefficients due to individual differences. Therefore, if the pixel value ratio cannot be obtained accurately, it leads to overestimation or underestimation such as illness or injury.
The weighting coefficient determination unit of the X-ray tomography apparatus according to the first aspect determines a weighting coefficient that makes it possible to substantially erase the image comparison information of the region of interest specified by the region of interest specifying unit. Since the dual energy image reconstruction unit reconstructs the dual energy image with the weighting coefficient, it is possible to display an image that is quantitatively and visually easy to understand.

第二観点のX線断層撮影装置の画像比較情報算出部は、第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と、第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像との減算処理により比較画像を画像再構成し、該比較画像の画像特徴量を画像比較情報として算出する。
この構成により、比較画像の画像特徴量を画像比較情報として得ることができるため、比較画像の画像特徴量、重み付け係数を容易に決定することができる。
The image comparison information calculation unit of the X-ray tomography apparatus according to the second aspect displays a comparison image by subtracting the first energy projection data or the first energy tomogram from the second energy projection data or the second energy tomogram. Reconstructing and calculating the image feature amount of the comparison image as image comparison information.
With this configuration, since the image feature amount of the comparison image can be obtained as image comparison information, the image feature amount and weighting coefficient of the comparison image can be easily determined.

第三観点のX線断層撮影装置は、第二の観点において、比較画像を表示する画像表示部をさらに備え、関心領域特定部が、画像表示部において表示された比較画像に基づいて関心領域を特定可能である。
この構成により、操作者が診察したい比較画像を画像表示部に表示することで、操作者が比較画像に基づいて関心領域を特定することが可能となり便利である。
In the second aspect, the X-ray tomography apparatus according to the third aspect further includes an image display unit that displays a comparison image, and the region-of-interest specifying unit determines the region of interest based on the comparison image displayed on the image display unit. It can be specified.
This configuration is convenient because the operator can specify the region of interest based on the comparison image by displaying the comparison image that the operator wants to see on the image display unit.

第四観点では、第二、第三観点において、X線断層撮影装置が、重み付け係数の変化に連動して変化する画像特徴量を表示する画像特徴量表示部をさらに備え、重み付け係数決定部が、表示された画像特徴量の変化を目視しながら、重み付け係数を手動で変更可能なを備える。
この構成により、比較画像だけでなく、操作者は画像特徴量表示部に表示された画像特徴量の変化を目視しながら、重み付け係数調整部で重み付け係数を手動で調整できる。具体的には、スライダーバーなどで重み付け係数を調整できる。
In a fourth aspect, in the second and third aspects, the X-ray tomography apparatus further includes an image feature amount display unit that displays an image feature amount that changes in conjunction with a change in the weighting factor, and the weighting factor determination unit includes The weighting coefficient can be manually changed while viewing the change in the displayed image feature amount.
With this configuration, not only the comparison image but also the operator can manually adjust the weighting coefficient by the weighting coefficient adjustment unit while visually checking the change of the image feature amount displayed on the image feature amount display unit. Specifically, the weighting coefficient can be adjusted with a slider bar or the like.

第五観点のX線断層撮影装置は、第四観点において、画像特徴量が比較画像における関心領域内の画素における画素値の平均値または中央値であり、重み付け係数決定部は、画像特徴量が、ゼロまたはゼロ近傍の所定範囲内となった場合の重み付け係数を、該関心領域の重み付け係数として決定する。
この構成により、関心領域の画像特徴量として、関心領域内の比較画像の平均値または中央値を使用することで、重み付け係数を適正な値にすることができる。ここで、中央値とは、関心領域内の比較画像の値の低いほうから高いほうへ(またはその逆)順番に並べた際の中央値である。また、画像特徴量が、ゼロまたはゼロ近傍の所定範囲内であれば、実質的に消去可能となるような画像となる。
The X-ray tomography apparatus according to the fifth aspect is the X-ray tomography apparatus according to the fourth aspect, wherein the image feature amount is an average value or a median value of the pixel values in the pixels of the region of interest in the comparison image. The weighting coefficient when it becomes zero or within a predetermined range near zero is determined as the weighting coefficient of the region of interest.
With this configuration, the weighting coefficient can be set to an appropriate value by using the average value or the median value of the comparison images in the region of interest as the image feature amount of the region of interest. Here, the median is a median when the comparison images in the region of interest are arranged in order from the lowest value to the higher value (or vice versa). Further, if the image feature amount is within a predetermined range of zero or near zero, the image becomes substantially erasable.

第六観点のX線断層撮影装置の画像比較情報算出部は、1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像との画素値の比を画像比較情報として算出し、関心領域特定部が、画素値の比が同等の領域を関心領域として抽出する。
この構成により、第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像との画素値の比の分布から、自動的に、重み付け係数を変更することができる。実際に、被検体をX線で撮像して得た断層像から、重み付け係数を自動的に決定する。つまり、被検体の断面積、断面の形状、その他個体差によるX線吸収係数の違いを考慮して、重み付け係数を決定することができる。正確な重み付け係数で計算したデュアルエネルギー像で診断できるため、病気またはケガなどを正確に評価することができる。
The image comparison information calculation unit of the X-ray tomography apparatus according to the sixth aspect uses a ratio of pixel values of the 1 energy projection data or the first energy tomogram and the second energy projection data or the second energy tomogram as image comparison information. The region-of-interest specifying unit calculates the region having the same pixel value ratio as the region of interest.
With this configuration, the weighting coefficient can be automatically changed from the distribution of the ratio of the pixel values of the first energy projection data or the first energy tomogram and the second energy projection data or the second energy tomogram. Actually, the weighting coefficient is automatically determined from the tomographic image obtained by imaging the subject with X-rays. That is, the weighting coefficient can be determined in consideration of the difference in X-ray absorption coefficient due to the cross-sectional area of the subject, the cross-sectional shape, and other individual differences. Since it is possible to diagnose with a dual energy image calculated with an accurate weighting coefficient, it is possible to accurately evaluate illness or injury.

第七観点のX線断層撮影装置の重み付け係数決定部は、第六観点において、関心領域における第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と、第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像との画素値の比の分布のピーク値に基づき、重み付け係数として決定する。
この構成により、実際に撮影した画素値の比の分布のピーク値に基づき重み付け係数を決定することで、そのピーク値の等価画像のデュアルエネルギー像を得ることができる。たとえば、ピーク値は、ヒストグラム分布の微分値などから求めることができる。
In the sixth aspect, the weighting coefficient determination unit of the X-ray tomography apparatus according to the seventh aspect provides the first energy projection data or the first energy tomogram and the second energy projection data or the second energy tomogram in the region of interest. The weighting coefficient is determined based on the peak value of the distribution of the pixel value ratio.
With this configuration, by determining the weighting coefficient based on the peak value of the distribution of the ratio of actually captured pixel values, a dual energy image of an equivalent image of the peak value can be obtained. For example, the peak value can be obtained from the differential value of the histogram distribution.

第八観点のX線断層撮影装置では、関心領域を着色し、第1エネルギー断層像または第2エネルギー断層像に重ねて表示させる着色表示部をさらに備えた。
この構成により、関心領域が着色されるため、デュアルエネルギー像を診て診断する際に、操作者は関心領域を認識しながら診断することができる。
The X-ray tomography apparatus according to the eighth aspect further includes a colored display unit that colors the region of interest and displays the region of interest on the first energy tomographic image or the second energy tomographic image.
With this configuration, since the region of interest is colored, the operator can make a diagnosis while recognizing the region of interest when diagnosing the dual energy image.

第九観点のX線断層撮影装置では、第八観点において、着色表示部は、同じ被検体の異なる複数の関心領域について、それぞれ色を変えて表示可能である。
この構成により、二つ以上の関心領域を異なる色で特定することができ、その二つ以上の関心領域を診て同時に診断することができる。たとえば青色は水、黄色はカルシウムなどとして表示する。
In the X-ray tomography apparatus of the ninth aspect, in the eighth aspect, the colored display unit can display a plurality of different regions of interest of the same subject with different colors.
With this configuration, two or more regions of interest can be identified with different colors, and the two or more regions of interest can be diagnosed and diagnosed simultaneously. For example, blue is displayed as water and yellow is displayed as calcium.

第十観点のX線断層撮影装置は、第1エネルギー投影データもしくは第1エネルギー断層像と、第2エネルギー投影データもしくは第2エネルギー断層像との画素値の比に応じて、色調を変化させて着色する着色表示部をさらに備えた。
この構成により、画素値の比により関心領域が着色されることになり、操作者は、デュアルエネルギー像を診て診断する際に、操作者は関心領域を認識しながら診断することができる。
The X-ray tomography apparatus according to the tenth aspect changes color tone according to a ratio of pixel values of the first energy projection data or the first energy tomogram and the second energy projection data or the second energy tomogram. A coloring display unit for coloring is further provided.
With this configuration, the region of interest is colored according to the ratio of pixel values, and the operator can make a diagnosis while recognizing the region of interest when diagnosing the dual energy image.

本発明によれば、操作者は、デュアルエネルギー像を診て診断する際に、デュアルエネルギー像を得るために必要な重み付け係数を、正確に把握することができる。このため、デュアルエネルギー像の撮影で診断したい特定物質(原子)、たとえば、被検体内の造影剤、脂肪、またはカルシウムを、正確に認識して診断することができる。   According to the present invention, when an operator examines and diagnoses a dual energy image, the operator can accurately grasp the weighting coefficient necessary for obtaining the dual energy image. Therefore, it is possible to accurately recognize and diagnose a specific substance (atom) to be diagnosed by taking a dual energy image, for example, a contrast agent, fat, or calcium in the subject.

本実施形態に係るX線CT装置10の構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus 10 according to the present embodiment. X線断層撮影装置10の動作フローチャートである。3 is an operation flowchart of the X-ray tomography apparatus 10. 高エネルギースペクトルの断層像HTまたは低エネルギースペクトルの断層像LTを加重減算処理し、デュアルエネルギー像DIを求める概念図である。It is a conceptual diagram which calculates | requires the dual energy image DI by carrying out the weighted subtraction process of the tomogram HT of a high energy spectrum, or the tomogram LT of a low energy spectrum. (a)は、被検体HBを三次元画像で表した図であり、(b)は、(a)のxz面である。(A) is the figure which represented the subject HB by the three-dimensional image, (b) is xz surface of (a). (a)は、手動で重み付け係数を設定するための画像処理装置20のブロック図であり、(b)はディスプレイ60にデュアルエネルギー像DIに表示した状態で、操作者が手動で適切な重み付け係数を設定するための表示例である。(A) is a block diagram of the image processing apparatus 20 for manually setting the weighting coefficient, and (b) is a state in which the dual energy image DI is displayed on the display 60, and the operator manually selects an appropriate weighting coefficient. It is an example of a display for setting. 操作者が手動で適切な重み付け係数を設定するためのフローチャートである。It is a flowchart for an operator to manually set an appropriate weighting coefficient. (a)は、自動で重み付け係数を設定するための画像処理装置20のブロック図であり、(b)は自動で適切な重み付け係数を設定するためのフローチャートである。(A) is a block diagram of the image processing apparatus 20 for automatically setting a weighting coefficient, and (b) is a flowchart for automatically setting an appropriate weighting coefficient. 低いエネルギースペクトルのX線断層像LTを高いエネルギースペクトルのX線断層像HTで割った比を横軸に、画素数を縦軸にとったヒストグラムである。It is a histogram in which the horizontal axis represents the ratio obtained by dividing the X-ray tomographic image LT having a low energy spectrum by the X-ray tomographic image HT having a high energy spectrum, and the vertical axis represents the number of pixels. デュアルエネルギー像DIの着色について説明する図である。It is a figure explaining coloring of the dual energy image DI. 低エネルギーと高エネルギーとのX線による、脂肪、カルシウムおよびヨードの断層像の画素値の比の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the ratio of the pixel value of the tomogram of fat, calcium, and iodine by the X-ray of low energy and high energy.

<X線断層撮影装置の構成>
図1は、本実施形態に係るX線断層撮影装置(X線CT装置)10の構成を示したブロック図である。X線断層撮影装置10は、ガントリ100と、このガントリ100の撮影領域内に被検体HBを挿入する寝台109とを装備している。寝台109は、被検体HBの体軸方向であるZ方向に移動する。ガントリ100は、回転リング102を有し、この回転リング102にコーンビーム形状のX線を照射するX線管101とX線管101に対向して配置された多列X線検出器103とを有している。X線管101は、高エネルギースペクトルを有するX線と低エネルギースペクトルを有するX線とを照射するように構成されている。多列X線検出器103は、被検体HBを透過したX線を検出する。
<Configuration of X-ray tomography apparatus>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray tomography apparatus (X-ray CT apparatus) 10 according to the present embodiment. The X-ray tomography apparatus 10 is equipped with a gantry 100 and a bed 109 for inserting a subject HB into an imaging region of the gantry 100. The bed 109 moves in the Z direction, which is the body axis direction of the subject HB. The gantry 100 includes a rotating ring 102, and an X-ray tube 101 that irradiates the rotating ring 102 with cone-beam-shaped X-rays and a multi-row X-ray detector 103 disposed opposite to the X-ray tube 101. Have. The X-ray tube 101 is configured to irradiate X-rays having a high energy spectrum and X-rays having a low energy spectrum. The multi-row X-ray detector 103 detects X-rays that have passed through the subject HB.

多列X線検出器103は、シンチレータおよびフォトダイオードで構成される。この多列X線検出器103は、同時に複数スライス(複数列)分の投影データを検出できるように、回転リング102の回転軸と略平行なZ方向に沿って複数列に配列されている。また、多列X線検出器103は、X線管101の焦点を中心として円弧状に形成された多チャンネルの形状である。なお、回転軸に平行なZ方向を“スライス方向”と称し、またX線検出素子列の円弧の方向を“チャンネル方向”と称する。多列X線検出器103には、一般的にDAS(data acquisition system) と呼ばれているデータ収集回路104が接続されている。このデータ収集回路104には、多列X線検出器103の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するI−V変換器と、この電圧信号をX線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このプリアンプの出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに設けられている。データ収集回路104からのディジタル信号は、データ転送装置105を介して画像処理装置20に送られる。   The multi-row X-ray detector 103 is composed of a scintillator and a photodiode. The multi-row X-ray detectors 103 are arranged in a plurality of rows along the Z direction substantially parallel to the rotation axis of the rotating ring 102 so that projection data for a plurality of slices (a plurality of rows) can be detected simultaneously. The multi-row X-ray detector 103 has a multi-channel shape formed in an arc shape with the focal point of the X-ray tube 101 as the center. The Z direction parallel to the rotation axis is referred to as “slice direction”, and the arc direction of the X-ray detection element array is referred to as “channel direction”. The multi-row X-ray detector 103 is connected to a data acquisition circuit 104 generally called a DAS (data acquisition system). The data acquisition circuit 104 includes an IV converter that converts a current signal of each channel of the multi-row X-ray detector 103 into a voltage, and the voltage signal periodically in synchronization with an X-ray exposure cycle. An integrator for integrating, an amplifier for amplifying the output signal of the integrator, and an analog / digital converter for converting the output signal of the preamplifier into a digital signal are provided for each channel. A digital signal from the data acquisition circuit 104 is sent to the image processing device 20 via the data transfer device 105.

操作コンソール側は、X線管に電圧を供給する高電圧・低電圧発生器51が備えられている。高電圧・低電圧発生器51は、周期的に高電圧および低電圧を発生させ、X線管101にスリップリング113を介して高電圧および低電圧を供給する。   On the operation console side, a high voltage / low voltage generator 51 for supplying a voltage to the X-ray tube is provided. The high voltage / low voltage generator 51 periodically generates a high voltage and a low voltage, and supplies the high voltage and the low voltage to the X-ray tube 101 via the slip ring 113.

操作コンソール側のスキャンコントローラ53は、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャンなどの複数のスキャンパターンを実行する。アキシャルスキャンとは、寝台109をZ軸方向に所定ピッチ移動するごとにX線管101及びX線検出部103を回転機構111で回転させて投影データを取得するスキャン方法である。ヘリカルスキャンとは、X線管101及びX線検出部103とが回転している状態で寝台109を所定速度で移動させ、投影データを取得するスキャン方法である。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にX線管101及びX線検出部103を回転機構111で回転させながら寝台109の速度を可変させて投影データを取得するスキャン方法である。スキャンコントローラ53は、高電圧・低電圧発生器51に同期して回転機構111を駆動させ、データ収集回路104で周期的に投影データを収集させる等のスキャンに関わるコントロールを統括している。   The scan controller 53 on the operation console side executes a plurality of scan patterns such as an axial scan, a helical scan, and a variable pitch helical scan. The axial scan is a scanning method in which projection data is acquired by rotating the X-ray tube 101 and the X-ray detection unit 103 by the rotation mechanism 111 every time the bed 109 is moved by a predetermined pitch in the Z-axis direction. The helical scan is a scanning method for acquiring projection data by moving the bed 109 at a predetermined speed while the X-ray tube 101 and the X-ray detection unit 103 are rotating. The variable pitch helical scan is a scanning method for acquiring projection data by changing the speed of the bed 109 while rotating the X-ray tube 101 and the X-ray detection unit 103 by the rotation mechanism 111 as in the helical scan. The scan controller 53 controls the control related to scanning such as driving the rotation mechanism 111 in synchronization with the high voltage / low voltage generator 51 and periodically collecting projection data by the data collection circuit 104.

画像処理装置20は、画像再構成部21と、デュアルエネルギー像再構成部22とを有している。
画像再構成部21は、低エネルギーの投影データLDまたは高エネルギーの投影データHDを受けて、その低エネルギーの投影データLDまたは高エネルギーの投影データHDに基づいて画像を再構成する。低エネルギーの投影データLDまたは高エネルギーの投影データHDは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)がなされて、それに再構成関数をかけて、逆フーリエ変換する。そして、再構成関数重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体HBの体軸方向(Z方向)ごとに断層像(xy平面)を求める。この断層像は、記憶装置59に記憶されるとともに、ディスプレイ60に表示される。本実施形態では、X線管101が、低エネルギースペクトルを有するX線と高エネルギースペクトルを有するX線とを被検体HBに照射するので、画像再構成部21は、高エネルギースペクトルのX線による高エネルギーの断層像HTと、低エネルギースペクトルのX線による低エネルギーの断層像LTとを、画像再構成する。
The image processing apparatus 20 includes an image reconstruction unit 21 and a dual energy image reconstruction unit 22.
The image reconstruction unit 21 receives low energy projection data LD or high energy projection data HD, and reconstructs an image based on the low energy projection data LD or high energy projection data HD. The low energy projection data LD or the high energy projection data HD is subjected to a fast Fourier transform (FFT) to be converted into the frequency domain, and is subjected to an inverse Fourier transform by applying a reconstruction function thereto. Then, a three-dimensional backprojection process is performed on the projection data subjected to the reconstruction function superimposition process, and a tomographic image (xy plane) is obtained for each body axis direction (Z direction) of the subject HB. This tomographic image is stored in the storage device 59 and displayed on the display 60. In this embodiment, since the X-ray tube 101 irradiates the subject HB with X-rays having a low energy spectrum and X-rays having a high energy spectrum, the image reconstruction unit 21 uses X-rays with a high energy spectrum. An image is reconstructed from a high-energy tomographic image HT and a low-energy tomographic image LT by X-rays having a low-energy spectrum.

デュアルエネルギー像再構成部22は、高エネルギースペクトルの投影データHDと低エネルギースペクトルの投影データLDとのいずれか一方または両方の画像から重み付け係数を乗算し、両投影データを差し引き、その加重減算の投影データを画像再構成することによりデュアルエネルギー像DIを得る。また、デュアルエネルギー像再構成部22は、高エネルギースペクトルの断層像HTと低エネルギースペクトルの断層像LTとのいずれか一方または両方の画像から重み付け係数を掛け、両画像を差し引くことによりデュアルエネルギー像DIを画像再構成することも可能である。デュアルエネルギー像DIについては図3で後述する。   The dual energy image reconstruction unit 22 multiplies the weighting coefficient from one or both of the projection data HD of the high energy spectrum and the projection data LD of the low energy spectrum, subtracts both projection data, and calculates the weighted subtraction. A dual energy image DI is obtained by reconstructing the projection data. Further, the dual energy image reconstruction unit 22 multiplies the weighting coefficient from one or both of the high energy spectrum tomographic image HT and the low energy spectrum tomographic image LT, and subtracts both images to thereby obtain the dual energy image. It is also possible to reconstruct DI images. The dual energy image DI will be described later with reference to FIG.

入力装置55は、操作者の入力を受け付けるキーボードまたはマウスで構成される。
記憶装置59は、プログラムやX線検出器データや投影データやX線断層像を記憶する。また、デュアルエネルギー像DIも記憶する。
ディスプレイ60は、被検体の撮影条件を設定したり、X線断層像を表示したりする。また、本実施形態では、被検体の特定物質を色彩で強調したデュアルエネルギー像DIを表示する。
The input device 55 is configured by a keyboard or a mouse that receives an input from the operator.
The storage device 59 stores programs, X-ray detector data, projection data, and X-ray tomographic images. A dual energy image DI is also stored.
The display 60 sets imaging conditions for the subject and displays an X-ray tomographic image. In the present embodiment, a dual energy image DI in which a specific substance of the subject is emphasized by color is displayed.

<X線断層撮影装置の動作>
図2は、X線断層撮影装置10の動作フローチャートである。本実施形態に係るX線断層撮影装置10の動作手順を説明する。
<Operation of X-ray tomography apparatus>
FIG. 2 is an operation flowchart of the X-ray tomography apparatus 10. An operation procedure of the X-ray tomography apparatus 10 according to the present embodiment will be described.

ステップS11では、被検体を寝台109に乗せ位置合わせを行う。寝台109の上に乗せられた被検体は各部位の基準点にガントリ100のスライス中心位置を合わせる。そして、スカウト像(スキャノ像、X線透視像ともいう。)収集を行う。スカウト像は被検体の体の大きさによって成人または子供の2種類のスカウト像が撮影できるようになっており、さらに通常0度,90度で撮影することができる。部位によってはたとえば頭部のように、90度スカウト像のみの場合もある。スカウト像撮影では、X線管101と多列X線検出器103とを固定させ、寝台109を直線移動させながらデータ収集動作を行う。   In step S11, the subject is placed on the bed 109 and aligned. The subject placed on the bed 109 aligns the slice center position of the gantry 100 with the reference point of each part. Then, a scout image (also called a scanogram or an X-ray fluoroscopic image) is collected. Scout images can capture two types of scout images for adults or children depending on the size of the body of the subject, and can usually be captured at 0 and 90 degrees. Depending on the part, for example, the head may be a 90-degree scout image only. In scout imaging, the X-ray tube 101 and the multi-row X-ray detector 103 are fixed, and the data collection operation is performed while moving the bed 109 linearly.

ステップS12では、操作者は、ディスプレイ60に映ったスカウト像に、入力装置55のキーボードなどを使って、断層像撮影を行う断層像の位置・範囲を設定する。このときに、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン、シネスキャン、可変ピッチヘリカルスキャンまたはヘリカルシャトルスキャンなどの設定も行う。なお、可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様にX線管101および多列X線検出器103を回転させながら寝台109動かしながらX線投影データを収集する撮影方法で、その際に速度を可変させる方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、X線管101および多列X線検出器103を回転させながら寝台109を加速・減速させて、z軸の正方向またはz軸の負方向に往復移動させてX線投影データを収集するスキャン方法である。   In step S <b> 12, the operator uses the keyboard of the input device 55 or the like to set the position / range of the tomographic image to be taken on the scout image displayed on the display 60. At this time, settings such as an axial scan, a helical scan, a cine scan, a variable pitch helical scan, or a helical shuttle scan are also performed. The variable pitch helical scan is an imaging method that collects X-ray projection data while moving the bed 109 while rotating the X-ray tube 101 and the multi-row X-ray detector 103 in the same manner as the helical scan. This is a variable method. The helical shuttle scan is an X-ray projection in which the bed 109 is accelerated and decelerated while rotating the X-ray tube 101 and the multi-row X-ray detector 103 and reciprocated in the positive direction of the z-axis or the negative direction of the z-axis. It is a scanning method that collects data.

ステップS13では、断層像撮影条件の設定またはデュアルエネルギー像DIの撮影条件の設定を行う。X線管101が高エネルギースペクトルを有するX線と低エネルギースペクトルを有するX線とを被検体HBに照射するため、たとえば高電圧と低電圧とをそれぞれ140kV、80kVに設定する。また、できるだけ位置ずれが生じないように、回転機構111の回転に応じて高電圧のX線と低電圧のX線が交互に照射する設定を行う。たとえばX線管101は、X線管101の一回転毎に高電圧と低電圧とが交互に繰り返される設定、または短期間のパルス毎に高電圧と低電圧とが交互に繰り返される設定などを行う。   In step S13, tomographic image capturing conditions or dual energy image DI capturing conditions are set. In order for the X-ray tube 101 to irradiate the subject HB with X-rays having a high energy spectrum and X-rays having a low energy spectrum, for example, the high voltage and the low voltage are set to 140 kV and 80 kV, respectively. In addition, a setting is made so that high-voltage X-rays and low-voltage X-rays are alternately irradiated according to the rotation of the rotation mechanism 111 so as not to cause positional displacement as much as possible. For example, the X-ray tube 101 has a setting in which a high voltage and a low voltage are alternately repeated every rotation of the X-ray tube 101, or a setting in which a high voltage and a low voltage are alternately repeated for each short-term pulse. Do.

さらに、ステップS13では、デュアルエネルギー像DIの撮影で診断したい特定物質(原子)を設定する。たとえば、被検体内の造影剤、脂肪、またはカルシウムなどを設定する。また、画像再構成を行う際のフィルタ関数、Kernel関数などを設定する。これら設定された条件は、記憶装置59に記録される。なお、本実施形態では、電圧により高エネルギースペクトルと低エネルギースペクトルとを発生させているが、X線コーンビーム中にフィルタを挿入することによりエネルギースペクトルを変化させてもよい。   In step S13, a specific substance (atom) to be diagnosed by taking a dual energy image DI is set. For example, a contrast medium, fat, or calcium in the subject is set. Also, set the filter function, kernel function, etc. for image reconstruction. These set conditions are recorded in the storage device 59. In this embodiment, the high energy spectrum and the low energy spectrum are generated by the voltage, but the energy spectrum may be changed by inserting a filter in the X-ray cone beam.

ステップS14ないしステップS20では、断層像撮影を行う。
ステップS14において、低いエネルギースペクトルのX線投影データLD、および高いエネルギースペクトルのX線投影データHDの収集を行う。ここでコンベンショナルスキャンによってデータ収集を行う場合には、寝台109を固定させた状態で、X線管101と多列X線検出器103とを被検体の回りに回転させ、X線検出器データのデータ収集動作を行う。そして、ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされるX線検出器データD0(view,j,i)(j=1〜ROW,i=1〜CH)にz方向座標位置Ztable(view)を付加させる。
In step S14 to step S20, tomographic imaging is performed.
In step S14, X-ray projection data LD having a low energy spectrum and X-ray projection data HD having a high energy spectrum are collected. When data is collected by conventional scanning, the X-ray tube 101 and the multi-row X-ray detector 103 are rotated around the subject while the bed 109 is fixed, and the X-ray detector data Performs data collection operations. Then, the X-ray detector data D0 (view, j, i) (j = 1 to ROW, i = 1 to CH) represented by the view angle view, the detector row number j, and the channel number i is z direction. Coordinate position Ztable (view) is added.

ステップS15では、低エネルギー投影データLD0(view,j,i)および高エネルギー投影データHD0(view,j,i)に対して前処理を行う。具体的には、オフセット補正を行い、対数変換を行い、X線線量補正を行い、そして感度補正を行う。
ステップS16では、前処理された低エネルギー投影データLD(view,j,i)および高エネルギー投影データHD(view,j,i)に対して、ビームハードニング補正を行う。
ステップS17では、画像再構成部21がzフィルタ重畳処理を行う。ここでは、ビームハードニング補正された投影データに対して、z方向(列方向)のフィルタをかけるzフィルタ重畳処理を行う。すなわち、各ビュー角度、各X線データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列X線検出器の投影データDに対し、列方向に列方向フィルタをかける。
In step S15, pre-processing is performed on the low energy projection data LD0 (view, j, i) and the high energy projection data HD0 (view, j, i). Specifically, offset correction is performed, logarithmic conversion is performed, X-ray dose correction is performed, and sensitivity correction is performed.
In step S16, beam hardening correction is performed on the preprocessed low energy projection data LD (view, j, i) and high energy projection data HD (view, j, i).
In step S17, the image reconstruction unit 21 performs z filter convolution processing. Here, a z filter convolution process for applying a filter in the z direction (column direction) to the projection data subjected to beam hardening correction is performed. That is, after pre-processing in each view angle and each X-ray data acquisition system, the column direction filter is applied in the column direction to the projection data D of the multi-row X-ray detector subjected to beam hardening correction.

ステップS18では、画像再構成部21が再構成関数重畳処理を行う。すなわち、X線投影データDを周波数領域に変換するフーリエ変換(Fourier Transform)を行い、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理では、再構成関数Kernel(j)重畳する
ステップS19では、画像再構成部21が三次元逆投影処理を行う。ここでは、再構成関数重畳処理した投影データDに対して、三次元逆投影処理を行い、逆投影データを求める。画像再構成される画像はz軸に垂直な面であるxy平面に対して三次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。
ステップS20では、画像再構成部21が後処理を行う。逆投影データに対して画像フィルタ重畳、CT値変換などの後処理を行い、高エネルギースペクトルの断層像HTと低エネルギースペクトルの断層像LTとを得ることができる。
In step S18, the image reconstruction unit 21 performs reconstruction function superimposition processing. That is, the Fourier transform (Fourier Transform) that transforms the X-ray projection data D into the frequency domain is performed, the reconstruction function is multiplied, and the inverse Fourier transform is performed. In the reconstruction function superimposing process, the reconstruction function Kernel (j) is superimposed. In step S19, the image reconstruction unit 21 performs a three-dimensional backprojection process. Here, three-dimensional backprojection processing is performed on the projection data D subjected to reconstruction function superimposition processing to obtain backprojection data. The image to be reconstructed is a three-dimensional image reconstructed with respect to the xy plane that is a plane perpendicular to the z axis. The following reconstruction area P is assumed to be parallel to the xy plane.
In step S20, the image reconstruction unit 21 performs post-processing. Post-processing such as image filter superimposition and CT value conversion is performed on the backprojection data to obtain a high energy spectrum tomogram HT and a low energy spectrum tomogram LT.

ステップS21では、再構成された高エネルギースペクトルの断層像HTと低エネルギースペクトルの断層像LTとをディスプレイ60に表示する。
そして、ステップS22では、これらの断層像HTと断層像LTとを記憶装置59に記憶する。
ステップS23では、デュアルエネルギー像再構成部22が、ディスプレイ60にデュアルエネルギー像DIを表示する。
そして、ステップS24では、後述する着色表示部28が、同じ原子物質、脂肪、水、カルシウムまたはヨード造影剤などの特定物質ごとに色を断層像HTと断層像LTに重ねて着色する。
In step S21, the reconstructed tomographic image HT having a high energy spectrum and the tomographic image LT having a low energy spectrum are displayed on the display 60.
In step S22, the tomographic image HT and the tomographic image LT are stored in the storage device 59.
In step S <b> 23, the dual energy image reconstruction unit 22 displays the dual energy image DI on the display 60.
In step S24, the coloring display unit 28, which will be described later, colors the tomographic image HT and the tomographic image LT for each specific substance such as the same atomic substance, fat, water, calcium, or iodine contrast agent.

<デュアルエネルギー像DIの画像再構成>
図3は、高エネルギースペクトルの断層像HTまたは低エネルギースペクトルの断層像LTを加重減算処理し、デュアルエネルギー像DIを求める概念図である。
デュアルエネルギー撮影は、あるz方向座標位置を、低いX線管電圧たとえば80kVの断層像LTと、高いX線管電圧たとえば140kVの断層像HTとを加重減算処理することにより所望の物質の定量的な分布画像の断層像DIを求める。
<Image reconstruction of dual energy image DI>
FIG. 3 is a conceptual diagram for obtaining a dual energy image DI by performing weighted subtraction processing on a tomographic image HT having a high energy spectrum or a tomographic image LT having a low energy spectrum.
In the dual energy imaging, a desired substance is quantitatively determined by weighting and subtracting a tomographic image LT having a low X-ray tube voltage, for example, 80 kV, and a tomographic image HT having a high X-ray tube voltage, for example, 140 kV, at a certain z-direction coordinate position. A tomographic image DI of a proper distribution image is obtained.

図3の上段は、図2のステップS14で説明したように、まず、低いエネルギースペクトルのX線投影データLD、および高いエネルギースペクトルのX線投影データHDを求める。   In the upper part of FIG. 3, as described in step S14 of FIG. 2, first, X-ray projection data LD of a low energy spectrum and X-ray projection data HD of a high energy spectrum are obtained.

次に、画像再構成部21は、この低エネルギー投影データLDおよび高エネルギー投影データHDから、図2で説明したステップS15からステップS20の処理を行い、低エネルギースペクトルの断層像LTおよび高エネルギースペクトルの断層像HTを画像再構成する。
図3の下段では、ディアルエネルギー像再構成部22が、低エネルギースペクトルの断層像LTには重み付け係数1を乗算し、高エネルギースペクトルの断層像HTには重み付け係数αを乗算し、定数C1とともに加重減算処理を行う。こうして、ディアルエネルギー像DIを得ることができる。この重み付け係数αおよび定数C1は、抽出したい原子、強調したい原子、表示上で消したい原子または部位により定まる。αを逆数にすれば、低エネルギースペクトルの断層像LTに重み付け係数αとし、高エネルギースペクトルの断層像HTの重み付け係数を1とすることも可能である。なお、図3では脂肪情報の抽出を示している。
Next, the image reconstruction unit 21 performs the processing from step S15 to step S20 described with reference to FIG. 2 from the low energy projection data LD and the high energy projection data HD to obtain a low energy spectrum tomogram LT and a high energy spectrum. The tomographic image HT is reconstructed.
In the lower part of FIG. 3, the dual energy image reconstruction unit 22 multiplies the tomographic image LT with the low energy spectrum by the weighting coefficient 1 and multiplies the tomographic image HT with the high energy spectrum by the weighting coefficient α, together with the constant C1. Perform weighted subtraction. In this way, the dial energy image DI can be obtained. The weighting coefficient α and the constant C1 are determined by the atom to be extracted, the atom to be emphasized, the atom or part to be deleted on the display. If α is a reciprocal, the weighting coefficient α can be set to the tomographic image LT of the low energy spectrum, and the weighting coefficient of the tomographic image HT of the high energy spectrum can be set to 1. FIG. 3 shows extraction of fat information.

なお、低エネルギースペクトルの断層像LTと高エネルギースペクトルの断層像HTとからディアルエネルギー像DIを得るのではなく、低いX線管電圧で収集されたX線投影データLDと高いX線管電圧で収集されたX線投影データHDとを加重減算処理し、加重減算処理されたX線投影データを画像再構成してデュアルエネルギー像DIを求めることもできる。   In addition, instead of obtaining the dual energy image DI from the low energy spectrum tomogram LT and the high energy spectrum tomogram HT, the X-ray projection data LD collected at a low X-ray tube voltage and a high X-ray tube voltage are used. It is also possible to obtain a dual energy image DI by performing weighted subtraction processing on the collected X-ray projection data HD and reconstructing the X-ray projection data subjected to weighted subtraction processing.

図4(a)は、被検体HBを三次元画像で表した図であり、(b)は、(a)のxz面である。
複数の断層面T(低エネルギースペクトルの断層像LTと高エネルギースペクトルの断層像HTとを含む)のデュアルエネルギー像DIを記憶装置59に記憶しておき、その断層像Tを組み合わせることによって、図4(a)のようなボリュームレンダリング三次元画像31を表示することができる。デュアルエネルギー像DIについても同様に、三次元画像を表示することができる
FIG. 4A is a diagram showing the subject HB as a three-dimensional image, and FIG. 4B is an xz plane of FIG.
A dual energy image DI of a plurality of tomographic planes T (including a tomographic image LT having a low energy spectrum and a tomographic image HT having a high energy spectrum) is stored in the storage device 59, and the tomographic images T are combined, A volume rendering three-dimensional image 31 as shown in FIG. 4 (a) can be displayed. Similarly, a three-dimensional image can be displayed for the dual energy image DI.

図4(b)で示すコロナル画像33は、(a)のコロナル面(xz面)33で切った画像であり、このように任意のコロナル面のデュアルエネルギー像DIを得ることが可能となる。また、図示しないが、サジタル面(yz面)34のデュアルエネルギー像DIを得ることも可能であり、斜め方向を含む任意方向の断面でもデュアルエネルギー像DIを得ることも可能である。操作者は、診断に適したデュアルエネルギー像DIを適宜使い分けることができる。   A coronal image 33 shown in FIG. 4B is an image cut by the coronal surface (xz surface) 33 of FIG. 4A, and thus a dual energy image DI of an arbitrary coronal surface can be obtained. Although not shown, a dual energy image DI of the sagittal plane (yz plane) 34 can be obtained, and a dual energy image DI can be obtained even in a cross section in an arbitrary direction including an oblique direction. The operator can properly use the dual energy images DI suitable for diagnosis.

<重み付け設定法>
<<手動による重み付け係数の設定方法>>
図5(a)は、図5で説明した手動による重み付け設定方法を実施するための画像処理装置20のブロック図であり、(b)は、ディスプレイ60に比較画像、つまりデュアルエネルギー像DIに表示した状態で、操作者が手動で適切な重み付け係数を設定するための表示例である。被検体HBの大きさの違い、被検体HBの個体差によるX線吸収係数の違いなどを手動で最適にするための方法である。
<Weight setting method>
<< Manual weighting coefficient setting method >>
FIG. 5A is a block diagram of the image processing apparatus 20 for performing the manual weighting setting method described in FIG. 5, and FIG. 5B is a comparative image on the display 60, that is, a dual energy image DI. It is an example of a display for an operator to set an appropriate weighting factor manually in the state where it did. This is a method for manually optimizing differences in the size of the subject HB, differences in the X-ray absorption coefficient due to individual differences in the subject HB, and the like.

手動により重み付け係数を設定する際には、図5(a)に示すように、画像処理装置20は、画像再構成部21と、デュアルエネルギー像再構成部22と、第一関心領域特定部23−1と、第一画像比較情報算出部24−1と、重み付け係数調整部25−1と、画像特徴量表示部27と、着色表示部28とから構成される。画像再構成部21およびデュアルエネルギー像再構成部22はすでに上述したので、説明を割愛する。   When manually setting the weighting coefficient, as shown in FIG. 5A, the image processing apparatus 20 includes an image reconstruction unit 21, a dual energy image reconstruction unit 22, and a first region of interest specifying unit 23. -1, a first image comparison information calculation unit 24-1, a weighting coefficient adjustment unit 25-1, an image feature amount display unit 27, and a coloring display unit 28. Since the image reconstruction unit 21 and the dual energy image reconstruction unit 22 have already been described above, a description thereof will be omitted.

第一関心領域特定部23−1は、ディスプレイ60に表示された、後述の第一画像比較情報算出部24−1において得られた比較画像の部位の一部を、操作者が確認したい関心領域ROIとして特定することができる。入力装置55の一つであるマウスで、操作者は関心領域ROIを任意に設定する。   The first region-of-interest specifying unit 23-1 is a region of interest that the operator wants to confirm a part of the comparison image displayed on the display 60 and obtained in the first image comparison information calculation unit 24-1 described later. It can be specified as ROI. With the mouse which is one of the input devices 55, the operator arbitrarily sets the region of interest ROI.

第一画像比較情報算出部24−1は、まず、低エネルギーのX線投影データLDもしくは低エネルギーの断層像LTと、高エネルギーのX線投影データHDもしくは高エネルギーの断層像HTとの減算処理によって得られる比較画像を画像再構成する。この比較画像は、原子または材料によってあらかじめ決定された重み付け係数をいずれか一方または両方に乗算して両者を減算したものであってもよく、また、重み付け係数を掛けない差分画像であってもよい。なお、比較画像の画像再構成は、デュアルエネルギー像再構成部22において実施しても良い。次に、前記比較画像について、第一関心領域特定部23−1で特定した関心領域ROIについて、画像特徴量を算出する。なお、画像特徴量の算出は、比較画像全体について行った後、関心領域ROIの情報のみ抽出してもよく、関心領域ROIのみに対して算出してもよい。さらに、画像特徴量は、関心領域ROIで特定した画素の平均値または中央値を含む。なお、画素の中央値とは、設定された関心領域ROI内の画素値の中間の画素値である。   The first image comparison information calculation unit 24-1 first performs a subtraction process between the low energy X-ray projection data LD or the low energy tomographic image LT and the high energy X-ray projection data HD or the high energy tomographic image HT. The comparative image obtained by the above is reconstructed. This comparison image may be obtained by multiplying one or both of the weighting factors determined in advance by atoms or materials and subtracting both, or may be a difference image without applying the weighting factors. . Note that the image reconstruction of the comparison image may be performed by the dual energy image reconstruction unit 22. Next, with respect to the comparison image, an image feature amount is calculated for the region of interest ROI specified by the first region of interest specifying unit 23-1. Note that the image feature quantity may be calculated for the entire comparison image, and then only the information on the region of interest ROI may be extracted or may be calculated only on the region of interest ROI. Further, the image feature amount includes an average value or a median value of pixels specified by the region of interest ROI. In addition, the median value of the pixel is a pixel value intermediate between the pixel values in the set region of interest ROI.

重み付け係数調整部25−1は、操作者がデュアルエネルギー像DIを得る際に使われる重み付け係数を調整できるための調整部である。操作者は高エネルギーの投影データHDもしくは高エネルギーの断層像HTと、低エネルギーの投影データLDもしくは低エネルギーの断層像LTとの少なくとも一方または両方に乗算される重み付け係数を決定する。
画像特徴量表示部27は、第一画像比較情報算出部24−1が算出した画像特徴量165を表示する。
The weighting coefficient adjustment unit 25-1 is an adjustment unit that can adjust the weighting coefficient used when the operator obtains the dual energy image DI. The operator determines a weighting coefficient by which at least one or both of the high energy projection data HD or the high energy tomographic image HT and the low energy projection data LD or the low energy tomographic image LT are multiplied.
The image feature amount display unit 27 displays the image feature amount 165 calculated by the first image comparison information calculation unit 24-1.

着色表示部28は、同じ原子物質、つまり同じX線吸収率を有する物質を同じ色に、異なる原子物質は異なる色に着色するようにする。具体的には、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤と特定された画素を、それぞれ赤色、青色、緑色などに着色し、ディスプレイ60に表示する。   The coloring display unit 28 colors the same atomic material, that is, a material having the same X-ray absorption rate in the same color, and different atomic materials in different colors. Specifically, the pixels identified as fat, calcium, and iodine contrast agent are colored red, blue, green, etc., respectively, and displayed on the display 60.

第一関心領域特定部23−1は、図5(b)に示す関心領域設定のための画面をディスプレイ60に表示する。操作者は、入力装置55のマウスなどにより、ディスプレイ60に表示された比較画像の一部に関心領域ROI1を設定する。この関心領域ROI1の大きさは、任意に特定することができ、所定の大きさまたは円形状に限られない。図5では関心領域ROI1が心臓に特定されている。この関心領域ROI1が特定されると、第一画像比較情報算出部24−1は関心領域ROI1の画素の画像特徴量165を算出する。画像特徴量表示部27は、算出した結果を図5に示すように、デュアルエネルギー像DIの周囲にM7.1と表示する。画像特徴量165が比較画像の関心領域ROI1の平均値であればM3.0などが表示され、比較画像の関心領域ROI1の中央値であればC3.0と表示される。平均値または中央値のどちらを使用するかは、操作者が選択できる。   The first region-of-interest specifying unit 23-1 displays a screen for region-of-interest setting shown in FIG. The operator sets the region of interest ROI1 in a part of the comparison image displayed on the display 60 with the mouse of the input device 55 or the like. The size of the region of interest ROI1 can be arbitrarily specified, and is not limited to a predetermined size or a circular shape. In FIG. 5, the region of interest ROI1 is specified for the heart. When the region of interest ROI1 is specified, the first image comparison information calculation unit 24-1 calculates the image feature quantity 165 of the pixel of the region of interest ROI1. The image feature amount display unit 27 displays the calculated result as M7.1 around the dual energy image DI as shown in FIG. If the image feature quantity 165 is an average value of the region of interest ROI1 of the comparison image, M3.0 or the like is displayed, and if the median value of the region of interest ROI1 of the comparison image is C3.0, C3.0 is displayed. The operator can select whether to use the average value or the median value.

次に操作者は画像特徴量165の値がゼロまたはゼロ近傍の所定範囲内に入るよう、重み付け係数調整部25−1、具体的にはスライダーバーを左右に移動させる。スライダーバーの下には指標163が表示されている。指標163は、重み付け係数αを示している。つまり、操作者がスライダーバーを使って重み付け係数(以降、前述の重み付け係数αを用いて説明する。)を任意に調整できるようにしている。指標163は、重み付け係数0から3までが表示されているが、X線管101の管電圧140kVと管電圧80kVとを使用してデュアルエネルギー像DIを表示する際には、0.5から2.5まであれば十分である。図5に示したスライダーバー161は0.9を示している。高エネルギーのX線と低エネルギーのX線との組み合わせによって指標163が自動的に変更するようにしてもよい。また、図5では、スライダーバー161を示しているが、入力装置55の一つであるキーボードで直接重み付け係数αを入力するようにしてもよい。   Next, the operator moves the weighting coefficient adjusting unit 25-1, specifically the slider bar, to the left and right so that the value of the image feature quantity 165 falls within a predetermined range of zero or near zero. An index 163 is displayed below the slider bar. The index 163 indicates the weighting coefficient α. That is, the operator can arbitrarily adjust the weighting coefficient (hereinafter described using the above-described weighting coefficient α) using the slider bar. The index 163 displays weighting factors 0 to 3, but when displaying the dual energy image DI using the tube voltage 140 kV and the tube voltage 80 kV of the X-ray tube 101, 0.5 to 2 .5 is sufficient. The slider bar 161 shown in FIG. 5 indicates 0.9. The index 163 may be automatically changed by a combination of high energy X-rays and low energy X-rays. 5 shows the slider bar 161, the weighting coefficient α may be directly input using a keyboard which is one of the input devices 55.

操作者がスライダーバーを使って重み付け係数αを調整すると、その調整に伴う重み付け係数αによって、第一画像比較情報算出部24−1は関心領域ROI1の画素の画像特徴量165を再計算する。また、デュアルエネルギー像再構成部22は、調整された重み付け係数αで比較画像を画像再構成し、デュアルエネルギー像DIも同時に変化する。操作者は、画像特徴量165がゼロまたはゼロから所定範囲に入ったかを画像特徴量表示部27に表示される画像特徴量を確認し、または比較画像を確認しながら、スライダーバーを使って重み付け係数αを調整する。重み付け係数αの調整ができたら、操作者はセットボタン162を押して、手動による重み付け係数の設定を終了できるようにしている。セットボタン162を押した時点で、関心領域ROI1の枠(図5(b)中の点線)は消える。さらに、色ボタン164を押せば、低エネルギーの断層像LTまたは高エネルギースペクトルの断層像HTのいずれか一方の画像に重ねて、着色表示部28が関心領域ROI1と同じくゼロまたはゼロから所定範囲内の画素を着色する。たとえば、関心領域ROI1でヨード造影剤がゼロとなった際には、ヨード造影剤が入っている心臓、大動脈および血管などが赤色に着色される。   When the operator adjusts the weighting coefficient α using the slider bar, the first image comparison information calculation unit 24-1 recalculates the image feature amount 165 of the pixel of the region of interest ROI1 based on the weighting coefficient α accompanying the adjustment. Further, the dual energy image reconstruction unit 22 reconstructs the comparison image with the adjusted weighting coefficient α, and the dual energy image DI also changes simultaneously. The operator performs weighting using the slider bar while confirming the image feature amount displayed on the image feature amount display unit 27 as to whether the image feature amount 165 is within the predetermined range from zero or from zero, or confirming the comparison image. Adjust the coefficient α. When the weighting coefficient α is adjusted, the operator presses the set button 162 so that the manual setting of the weighting coefficient can be completed. When the set button 162 is pressed, the frame of the region of interest ROI1 (dotted line in FIG. 5B) disappears. Further, when the color button 164 is pressed, the coloring display unit 28 is overlapped with either the low-energy tomographic image LT or the high-energy spectrum tomographic image HT so that the coloring display unit 28 is within the predetermined range from zero or zero as in the region of interest ROI1. Color the pixels. For example, when the iodine contrast medium becomes zero in the region of interest ROI1, the heart, aorta, blood vessels, etc. containing the iodine contrast medium are colored red.

操作者は、ディスプレイ60に表示された比較画像の関心領域ROI1だけでなく、別の関心領域ROI2を設定することもできる。第一関心領域特定部23−1は、図5において背骨部分を関心領域ROI2の枠(図5(b)中の一点鎖線)として特定している。そして、操作者は、上述したように関心領域ROI2の画像特徴量165をゼロまたはゼロから所定範囲に入るようにスライダーバー161を調整する。操作者は、すべての設定が終わって別の画面に切り替える際には、リターンボタン167を押す。   The operator can set not only the region of interest ROI1 of the comparison image displayed on the display 60 but also another region of interest ROI2. The first region-of-interest specifying unit 23-1 specifies the spine portion in FIG. 5 as a frame of the region of interest ROI2 (a chain line in FIG. 5B). Then, as described above, the operator adjusts the slider bar 161 so that the image feature quantity 165 of the region of interest ROI2 falls within a predetermined range from zero or zero. The operator presses the return button 167 when all settings are completed and the screen is switched to another screen.

図6は、図5で説明した操作者が手動で適切な重み付け係数を調整するためのフローチャートである。つまり、操作者が手動で適切な重み付け係数を調整するためのフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for the operator described in FIG. 5 to manually adjust an appropriate weighting coefficient. That is, it is a flowchart for the operator to manually adjust an appropriate weighting coefficient.

ステップS41において、図4で示したように、診断したい任意の断面の比較画像をディスプレイ60に表示させる。
ステップS42において、操作者が、表示された比較画像の関心領域ROIを第一関心領域特定部23−1により特定する。
In step S41, as shown in FIG. 4, a comparative image of an arbitrary cross section to be diagnosed is displayed on the display 60.
In step S42, the operator specifies the region of interest ROI of the displayed comparison image by the first region of interest specifying unit 23-1.

ステップS43では、第一画像比較情報算出部24−1が関心領域ROI内の画素の画像特徴量165を算出する。すなわち、比較画像の画素値の平均値を求めることで画像特徴量165が求まり、その画像特徴量165が画像特徴量表示部27に表示される。   In step S43, the first image comparison information calculation unit 24-1 calculates the image feature quantity 165 of the pixels in the region of interest ROI. That is, the image feature quantity 165 is obtained by obtaining the average value of the pixel values of the comparison image, and the image feature quantity 165 is displayed on the image feature quantity display unit 27.

ステップS44では、操作者が、画像特徴量表示部27に表示された画像特徴量165を目視しながら、重み付け係数調整部25−1、たとえばスライダーバーを使って重み付け係数αを調整する。
ステップS45では、調整された重み付け係数αによって画像特徴量165が変化し、また関心領域ROIを含む全体の比較画像が変化する。操作者は、スライダーバー161を使って重み付け係数αを微調整して画像特徴量165をゼロまたはゼロから所定範囲内に入れる。
In step S44, the operator adjusts the weighting coefficient α using the weighting coefficient adjusting unit 25-1, for example, a slider bar, while viewing the image feature amount 165 displayed on the image feature amount display unit 27.
In step S45, the image feature quantity 165 is changed by the adjusted weighting coefficient α, and the entire comparative image including the region of interest ROI is changed. The operator finely adjusts the weighting coefficient α using the slider bar 161, and puts the image feature quantity 165 within zero or a predetermined range from zero.

ステップS46において、画像特徴量165がゼロまたはゼロ近傍の所定範囲内に入ったら、操作者はセットボタン162を押して、関心領域ROIの重み付け係数αを固定する。
ステップS47では、操作者が引き続き、別の関心領域ROIを設定するか否かを判断する。別の関心領域ROIを設定するのであればステップS42に戻り、すべての関心領域ROIを設定し終えたら、ステップS48へ進む。
ステップS48では、調整された重み付け係数αで関心領域ROIを等価画像としたデュアルエネルギー像DIをデュアルエネルギー像再構成部22が画像再構成する。なお、ディスプレイ60に表示される画像は、操作者が診断しやすいように、着色表示部28は、低エネルギーの断層像LTまたは高エネルギースペクトルの断層像HTの一方の画像に、着色した等価画像を重ねて表示する。
In step S46, when the image feature quantity 165 falls within a predetermined range of zero or near zero, the operator presses the set button 162 to fix the weighting coefficient α of the region of interest ROI.
In step S47, it is determined whether the operator continues to set another region of interest ROI. If another region of interest ROI is to be set, the process returns to step S42, and after setting all the regions of interest ROI, the process proceeds to step S48.
In step S48, the dual energy image reconstruction unit 22 reconstructs a dual energy image DI in which the region of interest ROI is an equivalent image with the adjusted weighting coefficient α. In addition, the colored display part 28 is equivalent to the one image of the low energy tomographic image LT or the high energy spectrum tomographic image HT so that the operator can easily diagnose the image displayed on the display 60. Are displayed in layers.

<<自動による重み付け係数の設定方法>>
図7(a)は、自動で重み付け設定方法を実施するための画像処理装置20のブロック図であり、(b)は、自動で適切な重み付け係数を設定するためのフローチャートである。診断したい任意の断面のデュアルエネルギー像DIをディスプレイ60に表示させる。そして、自動重み付け設定を開始させる。
図8は、画素ごとに、低いエネルギースペクトルのX線断層像LTを高いエネルギースペクトルのX線断層像HTで割った画素値の比を横軸に、画素数を縦軸にとったヒストグラム分布である。
<< Automatic weighting coefficient setting method >>
FIG. 7A is a block diagram of the image processing apparatus 20 for automatically performing the weight setting method, and FIG. 7B is a flowchart for automatically setting an appropriate weighting coefficient. A dual energy image DI having an arbitrary cross section to be diagnosed is displayed on the display 60. Then, automatic weighting setting is started.
FIG. 8 is a histogram distribution in which the ratio of pixel values obtained by dividing the X-ray tomographic image LT having a low energy spectrum by the X-ray tomographic image HT having a high energy spectrum is plotted on the horizontal axis and the number of pixels is plotted on the vertical axis. is there.

自動で重み付け係数を設定する際には、図7(a)に示すように、画像処理装置20は、画像再構成部21と、デュアルエネルギー像再構成部22と、第二関心領域特定部23−2と、第二画像比較情報算出部24−2と、重み付け係数決定部25−2と、着色表示部28とから構成される。画像再構成部21およびデュアルエネルギー像再構成部22はすでに上述したので、説明を割愛する。   When the weighting coefficient is automatically set, as shown in FIG. 7A, the image processing apparatus 20 includes an image reconstruction unit 21, a dual energy image reconstruction unit 22, and a second region of interest specifying unit 23. -2, a second image comparison information calculation unit 24-2, a weighting coefficient determination unit 25-2, and a coloring display unit 28. Since the image reconstruction unit 21 and the dual energy image reconstruction unit 22 have already been described above, a description thereof will be omitted.

第二画像比較情報算出部24−2は、低エネルギーの断層像LTの各画素(512*512)を高エネルギースペクトルの断層像HTの各画素で割った値、または高エネルギースペクトルの断層像HTの各画素を低エネルギーの断層像LTの各画素で割った値を算出する。画素値の比を算出することで、第二画像比較情報算出部24−2は、横軸に画素値の比、縦軸に画素数としたヒストグラム分布を測定する。   The second image comparison information calculation unit 24-2 divides each pixel (512 * 512) of the low energy tomographic image LT by each pixel of the high energy spectral tomographic image HT, or a high energy spectral tomographic image HT. A value obtained by dividing each pixel by each pixel of the low-energy tomographic image LT is calculated. By calculating the pixel value ratio, the second image comparison information calculating unit 24-2 measures the histogram distribution with the horizontal axis representing the pixel value ratio and the vertical axis representing the number of pixels.

第二関心領域特定部23−2は、測定されたヒストグラム分布の画素値の比から、同等の画素比を有する領域を関心領域として抽出する。具体的には、第二関心領域特定部23−2は、ヒストグラム分布のピーク値周辺の同等の画素値の比の画素を関心領域としている。
重み付け係数決定部25−2は、ヒストグラム分布のピーク値の画素値の比に基づき重み付け係数として決定する。したがって、抽出した関心領域に対してデュアルエネルギー像を得る際に使用する重み付け係数が対応付けされる。
The second region-of-interest specifying unit 23-2 extracts a region having an equivalent pixel ratio as a region of interest from the ratio of the measured pixel values of the histogram distribution. Specifically, the second region-of-interest specifying unit 23-2 uses a pixel having a ratio of equivalent pixel values around the peak value of the histogram distribution as the region of interest.
The weighting coefficient determination unit 25-2 determines the weighting coefficient based on the ratio of the pixel values of the peak values of the histogram distribution. Therefore, a weighting coefficient used when obtaining a dual energy image is associated with the extracted region of interest.

着色表示部28は、同じ関心領域に対して同じを同じ色に、異なる関心領域は異なる色に着色するようにする。具体的には、脂肪、カルシウム、ヨード造影剤と特定された画素を、それぞれ赤色、青色、緑色などに着色し、ディスプレイ60に表示する。   The coloring display unit 28 colors the same region of interest to the same color and different regions of interest to different colors. Specifically, the pixels identified as fat, calcium, and iodine contrast agent are colored red, blue, green, etc., respectively, and displayed on the display 60.

ステップS51において、その任意断面の低いエネルギースペクトルのX線断層像LTおよび高いエネルギースペクトルのX線断層像HTを記憶装置59から読み出す。
ステップS52では、第2画像比較情報算出部24−2が各画素の低いエネルギースペクトルのX線断層像LTと高いエネルギースペクトルのX線断層像HTとの比を求める。通常、管電圧80kVのX線断層像LTと管電圧140kVのX線断層像HTとを使用すれば、被検体の体内にある物質の比は、0.5から2.5までに分布している。
ステップS53では、第2画像比較情報算出部24−2が横軸に画素値の比、縦軸に画素数をとったヒストグラム分布を測定する。この一例を図8に示す。このような図8は、ディスプレイ60に表示させてもよいし、メモリー内に画素ごとの比を記憶させておくだけでも良い。
In step S51, the X-ray tomographic image LT having a low energy spectrum and the X-ray tomographic image HT having a high energy spectrum of the arbitrary cross section are read from the storage device 59.
In step S52, the second image comparison information calculation unit 24-2 obtains the ratio of the low energy spectrum X-ray tomographic image LT and the high energy spectrum X-ray tomographic image HT of each pixel. Usually, if an X-ray tomographic image LT with a tube voltage of 80 kV and an X-ray tomographic image HT with a tube voltage of 140 kV are used, the ratio of substances in the body of the subject is distributed from 0.5 to 2.5. Yes.
In step S53, the second image comparison information calculation unit 24-2 measures a histogram distribution in which the horizontal axis represents the ratio of pixel values and the vertical axis represents the number of pixels. An example of this is shown in FIG. Such FIG. 8 may be displayed on the display 60, or the ratio of each pixel may be stored in the memory.

ステップS54では、第二関心領域特定部23−2が、しきい値SH1を越える画素数の分布があるか否かを判断することで、しきい値SH1を越える画素数の分布に基づいて関心領域を特定する。図8において、しきい値SH1が所定の位置に設定してある。図8において、ピークP1、ピークP2、ピークP3およびピークP5がしきい値SH1を越えている。このため、しきい値SH1を越える画素数の分布が4箇所あることになる。しきい値を越えた箇所のピークは、ヒストグラムの分布を微分するなどして、特定することが可能となる。一方、ピークP4はしきい値SH1を越えていない。ノイズ、アーチファクトまたは位置ずれなどの影響で生じたピークP4を排除することができる。第二関心領域特定部23−2が、このような処理を行って画素値の比が同等の領域を関心領域として抽出する。しきい値SH1を越えるピークPが一つ以上あればステップS55に進み、しきい値SH1を越えるピークPがない場合にはステップS57へ進む。   In step S54, the second region-of-interest specifying unit 23-2 determines whether or not there is a distribution of the number of pixels exceeding the threshold value SH1, so that the interest is based on the distribution of the number of pixels exceeding the threshold value SH1. Identify the area. In FIG. 8, the threshold value SH1 is set at a predetermined position. In FIG. 8, the peak P1, the peak P2, the peak P3, and the peak P5 exceed the threshold value SH1. For this reason, there are four distributions of the number of pixels exceeding the threshold value SH1. The peak at the location exceeding the threshold can be identified by differentiating the histogram distribution. On the other hand, the peak P4 does not exceed the threshold value SH1. It is possible to eliminate the peak P4 caused by the influence of noise, artifacts, or misalignment. The second region-of-interest specifying unit 23-2 performs such processing, and extracts a region having the same pixel value ratio as the region of interest. If there is one or more peaks P exceeding the threshold value SH1, the process proceeds to step S55. If there is no peak P exceeding the threshold value SH1, the process proceeds to step S57.

ステップS55では、第二関心領域特定部23−2が抽出したピークP1、ピークP2、ピークP3およびピークP5、すなわち画素値の比が同等の特定物資に対して、重み付け係数決定部25−2が、その特定物質の重み付け係数αを固定する。
ステップS56では、固定した重み付け係数αでピークP周辺の範囲を等価画像としたデュアルエネルギー像DIをデュアルエネルギー像再構成部22が画像再構成し、表示する。複数のピークPがある場合には、それぞれの等価画像を計算して、それらの等価画像を重ねて表示する。なお、ディスプレイ60に表示される画像は、操作者が診断しやすいように、着色表示部28は、低エネルギーの断層像LTまたは高エネルギースペクトルの断層像HTの一方の画像に、着色した等価画像を重ねて表示する。
In step S55, the weighting coefficient determining unit 25-2 performs the peak P1, the peak P2, the peak P3, and the peak P5 extracted by the second region-of-interest specifying unit 23-2, that is, the specific material having the same pixel value ratio. The weighting coefficient α of the specific substance is fixed.
In step S56, the dual energy image reconstruction unit 22 reconstructs and displays a dual energy image DI in which the range around the peak P is an equivalent image with the fixed weighting coefficient α. When there are a plurality of peaks P, respective equivalent images are calculated, and the equivalent images are displayed in an overlapping manner. In addition, the colored display part 28 is equivalent to the one image of the low energy tomographic image LT or the high energy spectrum tomographic image HT so that the operator can easily diagnose the image displayed on the display 60. Are displayed in layers.

ステップS57に進めば、第二関心領域特定部23−2がピーク値を抽出できなかったことになるので、しきい値SH1を下げる。そして、ステップS54に戻りしきい値SH1を越える画素数の分布があるか否かを判断する。
本実施形態では、しきい値SH1を下げてピークPを探すフローチャートを示したが、ピークPが複数あり、操作者が物質をより絞り込みたい場合には、しきい値SH2のようにしきい値を上げてもよい。
If it progresses to step S57, since the 2nd region-of-interest specific | specification part 23-2 could not extract a peak value, threshold value SH1 will be lowered | hung. Then, the process returns to step S54 to determine whether there is a distribution of the number of pixels exceeding the threshold value SH1.
In the present embodiment, the flowchart for searching for the peak P by lowering the threshold value SH1 is shown. However, when there are a plurality of peaks P and the operator wants to narrow down the substance more, the threshold value is set like the threshold value SH2. May be raised.

<デュアルエネルギー像DIの物質の着色例>
図9は、着色表示部28が等価画像に着色するについて説明する図である。
図9(a)は、横軸に低いエネルギースペクトルのX線断層像LTと高いエネルギースペクトルのX線断層像HTとの画素値の比、別言すれば重み付け係数αをとり、縦軸に色相(Hue:色の種類(赤、青、黄色など))をとったカラーマップ90である。縦軸は、0から1に正規化してあるが、0度から360度の角度で表現してもよい。
<Example of coloring of substance of dual energy image DI>
FIG. 9 is a diagram for explaining how the coloring display unit 28 colors an equivalent image.
FIG. 9A shows the ratio of pixel values between the X-ray tomographic image LT with a low energy spectrum and the X-ray tomographic image HT with a high energy spectrum on the horizontal axis, in other words, the weighting coefficient α, and the hue on the vertical axis. This is a color map 90 that takes (Hue: color type (red, blue, yellow, etc.)). The vertical axis is normalized from 0 to 1, but may be expressed as an angle from 0 degrees to 360 degrees.

このカラーマップ90の横軸は、重み付け係数αであるため、操作者が認識しやすいように、脂肪(α=0.8)、水(α=1.0)、カルシウム(α=1.45)、およびヨード造影剤(α=1.9)と特定された画素を、それぞれ赤色、青色、黄色および緑色に着色している。たとえばカラーマップのグラフ91は、重み付け係数αが0.95から1.40の範囲を同じ色に割り当てている。着色表示部28は、色を変えたいときは、ディスプレイ60に表示されたカラーマップのグラフ91をマウスでドラッグして矢印93の方向に上下に移動して、点線のように移動させれば色相を変えることができる。また、重み付け係数αが1.00から1.40の範囲を同じ色に割り当てたい場合には、グラフ91をマスクでドラッグして矢印95の方向に左右に移動して、点線のように移動させれば同じ色の範囲を変えることができる。   Since the horizontal axis of the color map 90 is the weighting coefficient α, fat (α = 0.8), water (α = 1.0), calcium (α = 1.45) are easily recognized by the operator. ) And iodine contrast agent (α = 1.9) are colored red, blue, yellow and green, respectively. For example, in the color map graph 91, the range of the weighting coefficient α of 0.95 to 1.40 is assigned to the same color. When the color display section 28 wants to change the color, the color map graph 91 displayed on the display 60 can be dragged with the mouse and moved up and down in the direction of the arrow 93 to move as shown by the dotted line. Can be changed. If the weighting coefficient α is in the range of 1.00 to 1.40 and is to be assigned to the same color, the graph 91 is dragged with a mask and moved to the left and right in the direction of the arrow 95 and moved as indicated by a dotted line. The same color range can be changed.

また、水からカルシウムへの色の変化は、グラフ91の部分95で示すように色相がまったく異なるようになっている。しかし、カルシウムからヨード造影剤への色の変化は、グラフ91の部分97で示すように色相が徐々に変わるようになっている。図9で直線的に変化しか示していないが、非線形の色相変化を設定してもよい。
このように設定された色相が特定物質を着色され、低エネルギーの断層像LTまたは高エネルギースペクトルの断層像HTの一方の画像に着色された特定物質が表示される。図9(b)はその一例である。
Further, the color change from water to calcium has a completely different hue as indicated by a portion 95 of the graph 91. However, as the color changes from calcium to iodine contrast agent, the hue gradually changes as indicated by the portion 97 of the graph 91. Although only a linear change is shown in FIG. 9, a non-linear hue change may be set.
The hue set in this way colors the specific substance, and the specific substance colored in one of the low-energy tomographic image LT or the high-energy spectrum tomographic image HT is displayed. FIG. 9B is an example.

本発明によれば、デュアルエネルギー像DIで特定物質の重み付け係数αを手動または自動で正確に設定することができる。そして、その特定物質を簡易に着色してディスプレイ60に表示することができる。このため操作者は正確なデュアルエネルギー像DIをみて診断することができる。なお、実施形態では、脂肪、水、カルシウム、ヨード造影剤などに注目して説明したが、他の物質に注目しても良いことは言うまでもない。   According to the present invention, the weighting coefficient α of a specific substance can be accurately set manually or automatically in the dual energy image DI. The specific substance can be easily colored and displayed on the display 60. Therefore, the operator can make a diagnosis by seeing an accurate dual energy image DI. In the embodiment, the description has been made by paying attention to fat, water, calcium, iodine contrast medium, and the like, but it goes without saying that other substances may be noted.

本実施形態における画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による三次元画像再構成法でもよい。本実施形態では、特に特定のスキャン形式に限定されない。つまり、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンの場合でも同様の効果を出すことができる。また、走査ガントリの傾斜について限定されない。すなわち、いわゆるチルト・スキャンの場合でも同様な効果を出すことができる。また、本実施形態を、生体信号、特に心拍信号に同期させて画像再構成する心拍画像再構成にも適用することができる。   The image reconstruction method in the present embodiment may be a three-dimensional image reconstruction method by a conventionally known Feldkamp method. In the present embodiment, the scan format is not particularly limited. That is, the same effect can be obtained even in the case of axial scan, helical scan, variable pitch helical scan, and helical shuttle scan. Further, the inclination of the scanning gantry is not limited. That is, the same effect can be obtained even in the case of so-called tilt scanning. The present embodiment can also be applied to heartbeat image reconstruction in which images are reconstructed in synchronization with biological signals, particularly heartbeat signals.

10 … X線断層撮影装置
20 … 画像処理装置
21 … 画像再構成部
22 … デュアルエネルギー像再構成部
23 … 関心領域特定部,23−1 … 第一関心領域特定部,23−2 … 第二関心領域特定部
24 … 画像比較情報算出部,24−1 … 第一画像比較情報算出部,24−2 … 第二画像比較情報算出部
25−1 … 重み付け係数調整部,25−2 … 重み付け係数決定部
27 … 画像特徴量表示部
28 … 着色表示部
51 … 高電圧・低電圧発生器
59 … 記憶装置
60 … ディスプレイ
100 … ガントリ
101 … X線管
103 … 多列X線検出器
161 … スライダーバー
165 … 画像特徴量
DI … デュアルエネルギー像
HD … 高エネルギースペクトルの投影データ
LD … 低エネルギースペクトルの投影データ
HT … 高エネルギースペクトルの断層像
LT … 低エネルギースペクトルの断層像
HB … 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray tomography apparatus 20 ... Image processing apparatus 21 ... Image reconstruction part 22 ... Dual energy image reconstruction part 23 ... Region of interest specific part, 23-1 ... First area of interest specific part, 23-2 ... Second Region-of-interest specifying unit 24 ... image comparison information calculation unit, 24-1 ... first image comparison information calculation unit, 24-2 ... second image comparison information calculation unit 25-1 ... weighting coefficient adjustment unit, 25-2 ... weighting coefficient Determination unit 27 ... Image feature amount display unit 28 ... Colored display unit 51 ... High voltage / low voltage generator 59 ... Storage device 60 ... Display 100 ... Gantry 101 ... X-ray tube 103 ... Multi-row X-ray detector 161 ... Slider bar 165 ... Image feature quantity DI ... Dual energy image HD ... High energy spectrum projection data LD ... Low energy spectrum projection data HT ... High energy -Spectral tomographic image LT ... Low-energy spectral tomographic image HB ... Subject

Claims (2)

被検体の、第1エネルギーのX線による第1エネルギー投影データもしくは前記第1エネルギー断層像と、前記被検体の、前記第2エネルギーのX線による第2エネルギー投影データもしくは前記第2エネルギー断層像とについて、重み付け係数をいずれか一方または両方に乗算した後、両者を減算する加重減算処理を行うことにより得られたデュアルエネルギー像を表示する画像表示部と、

前記画像表示部に表示されたデュアルエネルギー像上の特定物質毎の関心領域を、表示画面上で特定して表示する関心領域特定部と、

前記画像表示部により表示されたデュアルエネルギー像及び特定された関心領域を確認しながら操作者が操作して前記重み付け係数を調整可能とする重み付け係数調整部と、

前記重み係数を設定する重み係数設定手段と、
を備え、
前記表示部は、前記重み付け係数調整部による重み付け係数の変更に伴い当該デュアルエネルギー像も変更して表示するものであり、前記重み係数設定手段により重み係数が設定されることにより、前記関心領域特定手段による関心領域の表示を非表示とする

ことを特徴とするX線断層撮影装置。
First energy projection data or first energy tomographic image of subject with X-rays of first energy, and second energy projection data or second energy tomographic image of subject with X-rays of second energy. An image display unit that displays a dual energy image obtained by performing a weighted subtraction process of subtracting both after multiplying one or both of the weighting coefficients with respect to

A region of interest identifying unit that identifies and displays a region of interest for each specific substance on the dual energy image displayed on the image display unit on a display screen;

A weighting coefficient adjustment unit that allows the operator to adjust the weighting coefficient by operating the dual energy image displayed by the image display unit and the identified region of interest;

Weight coefficient setting means for setting the weight coefficient;
With
The display unit also changes and displays the dual energy image in accordance with the change of the weighting factor by the weighting factor adjustment unit, and the weighting factor is set by the weighting factor setting unit, thereby identifying the region of interest. Hide display of region of interest by means

X-ray tomography apparatus characterized by the above.
前記画像表示部は、前記設定された重み係数に基づくデュアルエネルギー像においてゼロまたはゼロから所定範囲内の画素を着色し、前記第1エネルギー断層像または前記第2エネルギー断層像に重ねて表示する表示画面を含むであることを特徴とする請求項1に記載のX線断層撮影装置。The image display unit displays a pixel that is zero or in a predetermined range from zero in the dual energy image based on the set weighting coefficient, and is superimposed on the first energy tomographic image or the second energy tomographic image. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, further comprising a screen.
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