JP5601675B2 - X-ray CT apparatus and program - Google Patents

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Description

本発明は、X線CT(Computed Tomography)装置およびそのためのプログラム(program)に関し、特に、X線CT撮影によって得られる断層像の画質改善技術に関する。   The present invention relates to an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus and a program therefor, and more particularly to a technique for improving the image quality of a tomographic image obtained by X-ray CT imaging.

従来、X線CT撮影して得られる被検体の断層像における画質を改善する手法として、被検体内に存在するX線高吸収体による画質低下を改善する手法が種々提案されている。   Conventionally, as a technique for improving image quality in a tomographic image of a subject obtained by X-ray CT imaging, various techniques for improving image quality degradation due to an X-ray high absorber existing in the subject have been proposed.

例えば、画像再構成する前の投影データ(data)や、画像再構成された断層像を数学的に複数ビュー(view)で順投影して得られた投影データにおいて、X線高吸収体を通るパス(path)(X線高吸収体透過領域)に対応するデータを除去した後に画像再構成する手法が知られている。また、例えば、投影データにおけるX線高吸収体透過領域に対応するデータをその周辺のデータから推定されるデータに置換した後に画像再構成する手法が知られている(例えば、特許文献1,段落[0052]〜[0058]等参照)。   For example, in projection data (data) before image reconstruction or projection data obtained by forward projection of a tomographic image that has been image-reconstructed mathematically in multiple views (views), it passes through an X-ray superabsorber. There is known a method of reconstructing an image after removing data corresponding to a path (X-ray superabsorber transmission region). Further, for example, a technique is known in which image reconstruction is performed after replacing data corresponding to an X-ray superabsorber transmission region in projection data with data estimated from the surrounding data (for example, Patent Document 1, Paragraph [0052] to [0058] etc.).

このような手法によれば、X線高吸収体がコントラスト(contrast)の低い観察し易い画像として表され、さらにX線高吸収体の影響によるアーチファクト(artifact)が低減された断層像を得ることができる。
特開2005−006832号公報
According to such a method, a tomographic image in which the X-ray high-absorber is represented as an easily observable image with a low contrast, and artifacts due to the influence of the X-ray high-absorber is obtained. Can do.
JP 2005-006832 A

しかしながら、上記の手法では、X線高吸収体透過領域に対応するデータを取り除いたり、推定して置換したりしただけであるから、投影データにおいては、X線高吸収体がなければ得ることができたX線高吸収体以外の組織の情報が欠落したままである。したがって、このような投影データから断層像を画像再構成した場合には、X線高吸収体周辺の組織の画像は十分に復元されず、観察に適した断層像が得られない。   However, in the above method, the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region is simply removed or estimated and replaced. Therefore, the projection data can be obtained without the X-ray superabsorber. Information on tissues other than the produced X-ray superabsorber remains missing. Therefore, when a tomographic image is reconstructed from such projection data, the image of the tissue around the X-ray high absorber is not sufficiently restored, and a tomographic image suitable for observation cannot be obtained.

本発明は、上記事情に鑑み、被検体のX線高吸収体周辺の組織がより高精度に復元された断層像を得ることが可能なX線CT装置、およびそのためのプログラムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention provides an X-ray CT apparatus capable of obtaining a tomographic image in which a tissue around an X-ray superabsorbent body of a subject is restored with higher accuracy, and a program therefor. Objective.

第1の観点では、本発明は、X線高吸収体を含む被検体を複数ビューでX線照射し前記被検体の透過X線を複数のチャネルを有するX線検出器で検出して、前記被検体の実測投影データを得る撮影手段と、前記実測投影データに基づいてX線高吸収体透過領域を特定する高吸収体領域特定手段と、前記実測投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを、該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データを得るデータ置換手段と、前記置換済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第1の再構成手段と、前記第1の再構成手段により画像再構成された断層像を前記複数ビューで順投影して順投影データを算出する順投影手段と、前記順投影データに基づいて断層像を画像再構成する第2の再構成手段とを備えるX線CT装置を提供する。   In a first aspect, the present invention provides an X-ray irradiation of a subject including an X-ray superabsorber in a plurality of views, detects transmitted X-rays of the subject with an X-ray detector having a plurality of channels, and Imaging means for obtaining measured projection data of a subject, high-absorber region specifying means for specifying an X-ray high-absorber transmission region based on the measured projection data, and the X-ray high-absorber transmission region in the measured projection data And a data replacement means for obtaining replaced projection data by replacing data estimated from data corresponding to a region near the region, and tomographic image reconstruction based on the replaced projection data Based on the forward projection data, forward projection means for calculating forward projection data by forward projecting the tomographic images reconstructed by the first reconstruction means with the plurality of views. Tomographic image reconstruction To provide an X-ray CT apparatus and a second reconstruction means for.

第2の観点では、本発明は、X線高吸収体を含む被検体を複数ビューでX線照射し前記被検体の透過X線を複数のチャネル(channel)を有するX線検出器で検出して、前記被検体の実測投影データを得る撮影手段と、前記実測投影データに基づいてX線高吸収体透過領域を特定する高吸収体領域特定手段と、前記実測投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを、該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データを得るデータ置換手段と、前記置換済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第1の再構成手段と、所定の断層像を前記複数ビューで順投影して順投影データを算出する順投影手段と、前記順投影データに基づいて断層像を画像再構成する第2の再構成手段と、前記順投影手段および前記第2の再構成手段による処理を複数回繰返し行わせ、最後に再構成された断層像を得る制御手段とを備え、前記所定の断層像は、1回目の処理では、前記第1の再構成手段により得られる断層像であり、2回目以降の処理では、前回の処理にて前記第2の再構成手段により得られる断層像である、X線CT装置を提供する。   In a second aspect, the present invention is directed to X-ray irradiation of a subject including an X-ray superabsorber in a plurality of views, and the transmitted X-ray of the subject is detected by an X-ray detector having a plurality of channels. Imaging means for obtaining measured projection data of the subject, high-absorber region specifying means for specifying an X-ray high-absorber transmission region based on the measured projection data, and the X-ray high absorption in the measured projection data Data replacement means for replacing the data corresponding to the body transmissive region with data estimated from the data corresponding to the vicinity region of the region to obtain replaced projection data, and tomographic images based on the replaced projection data First reconstruction means for image reconstruction, forward projection means for forwardly projecting a predetermined tomographic image with the plurality of views to calculate forward projection data, and tomographic image reconstruction based on the forward projection data The second reconstruction means and the previous Control means for repeatedly performing the processing by the sequential projection means and the second reconstructing means a plurality of times, and obtaining a tomographic image reconstructed at the end, wherein the predetermined tomographic image is the first process, There is provided an X-ray CT apparatus which is a tomographic image obtained by the first reconstruction means and is a tomogram obtained by the second reconstruction means in the previous process in the second and subsequent processes.

第3の観点では、本発明は、前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値を、該データの値と、前記置換済投影データまたは前記所定の断層像の画像再構成に用いた投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に基づいて変化させるよう調整してなる調整済投影データを得るデータ調整手段をさらに備え、前記第2の再構成手段が、前記調整済投影データに基づいて断層像を画像再構成し、前記制御手段は、前記順投影手段、前記データ調整手段、および前記第2の再構成手段による処理を複数回繰返し行わせる上記第2の観点のX線CT装置を提供する。   In a third aspect, the present invention relates to the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data, the data value, the replaced projection data, or the predetermined slice. Data adjustment means for obtaining adjusted projection data that is adjusted to be changed based on the difference between the channel data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data used for image reconstruction of an image The second reconstruction unit reconstructs a tomogram based on the adjusted projection data, and the control unit includes the forward projection unit, the data adjustment unit, and the second reconstruction unit. An X-ray CT apparatus according to the second aspect that allows the processing by the constituent means to be repeated a plurality of times is provided.

第4の観点では、本発明は、前記データ調整手段が、前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値に対して、該データの値と、前記置換済投影データまたは前記所定の断層像の画像再構成に用いた投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に所定の重みを掛けて得られる値を加算することにより、前記調整済投影データを得る上記第3の観点のX線CT装置を提供する。   In a fourth aspect, the present invention provides the data adjustment means, wherein the data value is replaced with the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data. A value obtained by multiplying the difference between the completed projection data or the value of the channel data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data used for image reconstruction of the predetermined tomographic image by a predetermined weight. The X-ray CT apparatus according to the third aspect, which obtains the adjusted projection data by adding, is provided.

第5の観点では、本発明は、前記データ調整手段が、前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値に対して、該データの値と、前記置換済投影データまたは前記所定の断層像の画像再構成に用いた投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に依存する所定の関数で導出される値を加算することにより、前記調整済投影データを得る上記第3の観点のX線CT装置を提供する。   In a fifth aspect, the present invention provides the data adjustment unit, wherein the data value is replaced with the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data. A value derived by a predetermined function depending on the difference between the data of the channel corresponding to the transmission region of the X-ray superabsorber in the already-projected projection data or the projection data used for image reconstruction of the predetermined tomographic image The X-ray CT apparatus according to the third aspect of the invention for obtaining the adjusted projection data by adding.

第6の観点では、本発明は、前記データ置換手段が、前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを前記近傍領域のデータと実質的に同レベル(level)の値を有するデータに置換する上記第1の観点から第5の観点のいずれか1つの観点のX線CT装置を提供する。   In a sixth aspect, the present invention provides the data replacement means, wherein the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region is replaced with data having a level value substantially the same as the data in the neighboring region. An X-ray CT apparatus according to any one of the first to fifth aspects is provided.

第7の観点では、本発明は、前記順投影手段が、前記所定の断層像を、前記X線高吸収体を通るパスについてのみ順投影して前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを得、前記所定の断層像の画像再構成に用いた投影データに該X線高吸収体透過領域に対応するデータを上書きして前記順投影データを算出する上記第2の観点から第6の観点のいずれか1つの観点のX線CT装置を提供する。   In a seventh aspect, the present invention provides the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region, wherein the forward projection means projects the predetermined tomographic image only for a path passing through the X-ray superabsorber. From the second viewpoint, the forward projection data is calculated by overwriting the projection data used for image reconstruction of the predetermined tomographic image with data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region. An X-ray CT apparatus according to any one of the aspects is provided.

第8の観点では、本発明は、前記X線高吸収体特定手段が、前記実測投影データにおけるデータの値の閾値判定に基づいて前記X線高吸収体透過領域を特定する上記第1の観点から第7の観点のいずれか1つの観点のX線CT置を提供する。   In an eighth aspect, the present invention provides the first aspect, wherein the X-ray superabsorber specifying unit specifies the X-ray superabsorber transmission region based on a threshold determination of a data value in the measured projection data. To X-ray CT apparatus according to any one of the seventh to seventh aspects.

第9の観点では、本発明は、前記X線高吸収体特定手段が、前記実測投影データから画像再構成して得られる断層像における画素値の閾値判定、または、該断層像上での操作者による位置指定に基づいて、該断層像のX線高吸収体領域を抽出し、前記X線高吸収体透過領域を特定する上記第1の観点から第8の観点のいずれか1つの観点のX線CT装置を提供する。   In a ninth aspect, the present invention relates to threshold value determination of a pixel value in a tomogram obtained by reconstructing an image from the measured projection data, or an operation on the tomogram. The X-ray superabsorber region of the tomogram is extracted based on the position designation by the person, and the X-ray superabsorber transmission region is specified. An X-ray CT apparatus is provided.

第10の観点では、本発明は、コンピュータ(computer)を、X線高吸収体を含む被検体を複数ビューでX線照射し前記被検体の透過X線を複数のチャネルを有するX線検出器で検出して得られる前記被検体の実測投影データに基づいて、X線高吸収体透過領域を特定する高吸収体領域特定手段と、前記実測投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを、該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データを得るデータ置換手段と、前記置換済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第1の再構成手段と、前記第1の再構成手段により画像再構成された断層像を前記複数ビューで順投影して順投影データを算出する順投影手段と、前記順投影データに基づいて断層像を画像再構成する第2の再構成手段として機能させるためのプログラムを提供する。   In a tenth aspect, the present invention relates to an X-ray detector having a computer and X-ray irradiation of a subject including an X-ray superabsorber in a plurality of views, and the transmitted X-ray of the subject having a plurality of channels. Corresponding to the X-ray high-absorber transmission region in the actual measurement projection data, and a high-absorber region specifying means for specifying the X-ray high-absorber transmission region based on the actual measurement projection data of the subject obtained by A data replacement means for replacing the data to be estimated with data estimated from data corresponding to a neighboring region of the region to obtain replaced projection data; and a second method for reconstructing a tomographic image based on the replaced projection data. 1 reconstruction means, forward projection means for forwardly projecting the tomographic image reconstructed by the first reconstruction means by the plurality of views to calculate forward projection data, and tomography based on the forward projection data Image reconstruction It provides a program for functioning as a second reconstruction means for.

第11の観点では、本発明は、コンピュータを、X線高吸収体を含む被検体を複数ビューでX線照射し前記被検体の透過X線を複数のチャネルを有するX線検出器で検出して得られる前記被検体の実測投影データに基づいて、X線高吸収体透過領域を特定する高吸収体領域特定手段と、前記実測投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを、該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データを得るデータ置換手段と、前記置換済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第1の再構成手段と、所定の断層像を前記複数ビューで順投影して順投影データを算出する順投影手段と、前記順投影データに基づいて断層像を画像再構成する第2の再構成手段と、前記順投影手段および前記第2の再構成手段による処理を複数回繰返し行わせ、最後に再構成された断層像を得る制御手段として機能させるためのプログラムであり、前記所定の断層像が、1回目の処理では、前記第1の再構成手段により得られる断層像であり、2回目以降の処理では、前回の処理にて前記第2の再構成手段により得られる断層像である、プログラムを提供する。   In an eleventh aspect, the present invention relates to a computer, wherein an X-ray detector irradiates a subject including an X-ray superabsorber with a plurality of views and detects transmitted X-rays of the subject with an X-ray detector having a plurality of channels. A high-absorber region specifying means for specifying an X-ray high-absorber transmission region based on the measured projection data of the subject obtained in this manner, and data corresponding to the X-ray high-absorber transmission region in the actual projection data. A data replacement means for replacing the data estimated from data corresponding to the vicinity of the region to obtain replaced projection data, and a first reconstruction for reconstructing a tomographic image based on the replaced projection data. Constructing means; forward projection means for forwardly projecting a predetermined tomographic image in the plurality of views to calculate forward projection data; second reconstruction means for reconstructing a tomographic image based on the forward projection data; Said forward projection means and A program for causing the processing by the second reconstruction means to be repeated a plurality of times and functioning as a control means for obtaining a finally reconstructed tomographic image, wherein the predetermined tomographic image is the first process, A program is provided that is a tomographic image obtained by the first reconstruction means, and is a tomogram obtained by the second reconstruction means in the previous process in the second and subsequent processes.

ここで、「X線高吸収体透過領域」とは、X線がX線高吸収体を実際にまたは仮想的に透過する領域を意味する。   Here, the “X-ray superabsorber transmission region” means a region where X-rays actually or virtually transmit through the X-ray high absorber.

また、「チャネル」とは、X線検出器を構成するX線検出素子、およびそのX線検出素子で得られるデータの単位を意味する。   The “channel” means an X-ray detection element constituting the X-ray detector and a unit of data obtained by the X-ray detection element.

本発明によれば、データ置換手段が、実測投影データにおけるX線高吸収体透過領域に対応したデータをその近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換し、第1の再構成手段が、置換済投影データで断層像を画像再構成し、順投影手段および第2の再構成手段が、この断層像を基に、順投影と画像再構成とを、1回または反復的に複数回行うので、高吸収体透過領域以外の領域に対応するデータが有するX線高吸収体以外の組織の情報を、X線高吸収体を透過して得られたデータの影響を抑えて断層像に担持させ、断層像が担時したX線高吸収体以外の組織の情報をX線高吸収体透過領域に対応するデータに反映させて、本来得られるべき画像と投影データとの間の矛盾を減少させることができ、被検体のX線高吸収体周辺の組織がより高精度に復元された断層像を得ることが可能となる。   According to the present invention, the data replacement unit replaces the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the measured projection data with the data estimated from the data corresponding to the neighboring region, and the first reconstruction unit includes The tomographic image is reconstructed with the replaced projection data, and the forward projection means and the second reconstruction means perform forward projection and image reconstruction one time or repeatedly several times based on the tomographic image. Therefore, the information of the tissue other than the X-ray superabsorber included in the data corresponding to the region other than the superabsorber transmission region is converted into a tomographic image while suppressing the influence of the data obtained through the X-ray superabsorber. The information of the tissue other than the X-ray superabsorber carried by the tomographic image is reflected in the data corresponding to the transmission region of the X-ray superabsorber, and the contradiction between the image to be originally obtained and the projection data The group around the X-ray superabsorber of the subject can be reduced There it is possible to obtain a tomographic image reconstructed with higher accuracy.

これより本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態によるX線CT装置100の構成ブロック(block)図である。この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)(撮影手段)20とを具備している。   FIG. 1 is a block diagram of the X-ray CT apparatus 100 according to the present embodiment. The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry (imaging means) 20.

なお、ここでは、鉛直方向をy軸方向、撮影テーブル10の搬送方向(通常、X線ビームの厚み方向、あるいは、被検体の体軸方向に一致する)をz軸方向、y軸方向およびz軸方向に垂直な方向をx軸方向と定義する。   Here, the vertical direction is the y-axis direction, and the conveyance direction of the imaging table 10 (usually coincides with the thickness direction of the X-ray beam or the body axis direction of the subject) is the z-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis. A direction perpendicular to the axial direction is defined as the x-axis direction.

操作コンソール1は、操作者の入力を受け付けるキーボード(keyboard)またはマウス(mouse)などの入力装置2と、スキャン(scan)制御処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で収集したX線検出器データを収集するデータ収集バッファ(buffer)5とを具備している。さらに、操作コンソール1は、各種の情報を表示するモニタ(monitor)6と、プログラム、投影データ等を記憶する記憶装置7とを具備している。撮影条件は、入力装置2から入力され記憶装置7に記憶される。   The operation console 1 includes an input device 2 such as a keyboard or a mouse that receives input from the operator, a central processing unit 3 that executes a scan control process, and the X collected by the scanning gantry 20. A data collection buffer (buffer) 5 for collecting line detector data is provided. The operation console 1 further includes a monitor 6 that displays various types of information and a storage device 7 that stores programs, projection data, and the like. The shooting conditions are input from the input device 2 and stored in the storage device 7.

撮影テーブル10は、被検体71を載せて走査ガントリ20の開口部に出し入れするクレードル(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する。   The imaging table 10 includes a cradle 12 on which a subject 71 is placed and taken in and out of the opening 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.

走査ガントリ20は、X線管21と、X線管電圧やX線照射タイミング(timing)を制御するX線制御部22と、X線管21から照射されたX線を扇状のX線ビーム81に整形するコリメータ(collimator)23と、被検体71を透過したX線ビーム81を検出するX線検出器24と、X線検出器24の出力に基づいて投影データを収集するデータ収集装置(DAS: Data Acquisition System)25とを具備している。   The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an X-ray control unit 22 that controls X-ray tube voltage and X-ray irradiation timing (timing), and a fan-shaped X-ray beam 81 that converts X-rays emitted from the X-ray tube 21. A collimator 23 for shaping into an X-ray, an X-ray detector 24 for detecting an X-ray beam 81 transmitted through the subject 71, and a data acquisition device (DAS) for collecting projection data based on the output of the X-ray detector 24 : Data Acquisition System) 25.

さらに、走査ガントリ20は、X線管21、コリメータ23、およびX線検出器24を保持し、被検体71の体軸の回りに回転するガントリ回転部15と、ガントリ回転部15を制御する回転制御部26と、制御信号を操作コンソール1とX線制御部22、回転制御部26、撮影テーブル10などとの間でやり取りするガントリ制御部29とを具備している。   Furthermore, the scanning gantry 20 holds the X-ray tube 21, the collimator 23, and the X-ray detector 24, and rotates to control the gantry rotating unit 15 and the gantry rotating unit 15 that rotates around the body axis of the subject 71. A control unit 26 and a gantry control unit 29 that exchanges control signals between the operation console 1 and the X-ray control unit 22, the rotation control unit 26, the imaging table 10, and the like are provided.

X線管21、コリメータ23、X線検出部24は、ガントリ回転部15の所定の基部に支持されて所定の位置関係を維持している。すなわち、X線管21とX線検出器24とは、相対向して配置され、またコリメータ23は、X線管21とX線検出器24との間に配置されている。そして、X線管21から放射されたX線が、コリメータ23が形成するスリット(slit)を通過することによって、所定の厚みと広がり、すなわちコーン(cone)角とファン(fan)角を有する扇状のX線ビーム(beam)が形成される。   The X-ray tube 21, the collimator 23, and the X-ray detection unit 24 are supported by a predetermined base of the gantry rotating unit 15 and maintain a predetermined positional relationship. That is, the X-ray tube 21 and the X-ray detector 24 are disposed to face each other, and the collimator 23 is disposed between the X-ray tube 21 and the X-ray detector 24. Then, the X-rays radiated from the X-ray tube 21 pass through a slit formed by the collimator 23, whereby a predetermined thickness and spread, that is, a fan shape having a cone angle and a fan angle. X-ray beam is formed.

X線検出部24は、複数のX線検出素子、例えば、1000チャネル(channel)分に対応する1,000個X線検出素子24aを、X線ビームの広がり方向、すなわちチャネル方向に配列してなる検出素子列を、X線ビームの厚み方向(z軸方向)に複数個、例えば64個配設してなる、いわゆる多列X線検出器である。   The X-ray detection unit 24 includes a plurality of X-ray detection elements, for example, 1,000 X-ray detection elements 24a corresponding to 1000 channels arranged in the X-ray beam spreading direction, that is, the channel direction. This is a so-called multi-row X-ray detector in which a plurality of, for example, 64 detector element rows are arranged in the thickness direction (z-axis direction) of the X-ray beam.

中央処理装置3は、スキャン制御部31、X線高吸収体特定部(X線高吸収体特定手段)32、データ置換部(データ置換手段)33、第1の再構成部(第1の再構成手段)34、順投影部(順投影手段)35、データ調整部(データ調整手段)36、第2の再構成部(第2の再構成手段)37、繰返し制御部(制御手段)38を有している。中央処理装置3は、例えば、コンピュータ(computer)により構成され、記憶装置7に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、これら各部として機能する。   The central processing unit 3 includes a scan control unit 31, an X-ray high-absorber specifying unit (X-ray high-absorber specifying unit) 32, a data replacement unit (data replacement unit) 33, a first reconstruction unit (first reconstruction unit). (Composing means) 34, forward projecting section (forward projecting means) 35, data adjusting section (data adjusting means) 36, second reconfiguring section (second reconfiguring means) 37, and repetition control section (control means) 38. Have. The central processing unit 3 is configured by, for example, a computer, and functions as these units by reading and executing a program stored in the storage device 7.

スキャン制御部31は、X線高吸収体を含む被検体71を複数ビューでX線投影して、画像再構成に必要な実測投影データP0(view,ch)を収集すべく、X線制御部22、回転制御部26、および撮影テーブル10を、ガントリ制御部29を介して制御する。   The scan control unit 31 performs X-ray projection of the subject 71 including the X-ray superabsorber in a plurality of views, and collects the measured projection data P0 (view, ch) necessary for image reconstruction. 22, the rotation control unit 26, and the imaging table 10 are controlled via the gantry control unit 29.

X線高吸収体特定部32は、実測投影データP0(view,ch)に基づいて、断層像空間におけるX線高吸収体透過領域を特定する。ここでは、X線高吸収体特定部32は、ビューごとに、実測投影データP0(view,ch)におけるデータの値の閾値判定に基づいて、X線高吸収体透過領域を特定する。例えば、X線検出器24の出力信号強度をデータの値で表し、最大のデータの値を100%として、データの値が20%以下の部分をX線高吸収体透過領域に対応する部分として特定する。   The X-ray superabsorber specifying unit 32 specifies the X-ray superabsorber transmission region in the tomographic image space based on the actual measurement projection data P0 (view, ch). Here, the X-ray superabsorber specifying unit 32 specifies the X-ray superabsorber transmission region for each view based on the threshold determination of the data value in the measured projection data P0 (view, ch). For example, the output signal intensity of the X-ray detector 24 is represented by a data value, the maximum data value is 100%, and the portion where the data value is 20% or less is the portion corresponding to the X-ray high absorber transmission region. Identify.

データ置換部33は、実測投影データP0(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するデータを当該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データP1(view,ch)を得る。ここでは、データ置換部33は、X線高吸収体透過領域に対応するデータをその近傍領域と実質的に同レベルの値を有するデータに置換する。例えば、ファンパラ(fan-parallel)変換後の実測投影データP0(view,ch)において、ビューごとに、1ビューの投影データを表すプロファイル(profile)上で、X線高吸収体透過領域に対応するデータの値を、この領域の両端に対応するデータの値の点同士を結ぶ直線で近似して置換する。   The data replacement unit 33 replaces the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the measured projection data P0 (view, ch) with the data estimated from the data corresponding to the neighboring region of the region, and the replaced projection Data P1 (view, ch) is obtained. Here, the data replacement unit 33 replaces the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region with data having a value substantially the same level as the neighboring region. For example, in the measured projection data P0 (view, ch) after fan-parallel conversion, each view corresponds to an X-ray superabsorbent transmission region on the profile representing the projection data of one view. The data value to be replaced is approximated by a straight line connecting the data value points corresponding to both ends of this area.

第1の再構成部34は、置換済投影データP1(view,ch)に基づいて、断層像G1を画像再構成する。画像再構成には、例えば、従来公知のフェルドカンプ(Feldkamp)法による三次元画像再構成法、他の三次元画像再構成法、あるいは二次元画像再構成法等を用いることができ、例えば、次のような手順により行われる。まず、投影データに対して、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)を施し、それに再構成関数Kernel(j)を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、再構成関数Kernel(j)を重畳処理した投影データに対して逆投影処理を行い、被検体HBを体軸方向(z軸方向)にスライス(slice)したときの所定のスライスに対応する断層像(xy平面)を求める。   The first reconstruction unit 34 reconstructs the tomographic image G1 based on the replaced projection data P1 (view, ch). For image reconstruction, for example, a conventionally known three-dimensional image reconstruction method using the Feldkamp method, another three-dimensional image reconstruction method, or a two-dimensional image reconstruction method can be used. The procedure is as follows. First, the projection data is subjected to a fast Fourier transform (FFT) for transforming into the frequency domain, and the reconstruction function Kernel (j) is superimposed on the projection data to perform an inverse Fourier transform. Then, back projection processing is performed on the projection data obtained by superimposing the reconstruction function Kernel (j), and this corresponds to a predetermined slice when the subject HB is sliced in the body axis direction (z-axis direction). A tomographic image (xy plane) is obtained.

順投影部35は、所定の断層像Gi(i=1,2,3,…)を複数ビューで順投影して投影データ(順投影データ)Pi+1を算出する。すなわち、所定のアルゴリズム(algorithm)を用いて、断層像Giを構成する各画素をビューごとに順投影投影データPi+1(view,ch)を算出する。順投影部35は、後述の繰返し制御部38の制御により、上記の順投影処理を1回または複数回行う。順投影処理は、例えば、ビューごとに、平行ビームを仮想的に照射して投影する。なお、断層像Giは、1回目(i=1)の処理では、第1の再構成部34により得られる断層像G1であり、2回目以降(i≧2)の処理では、前回の処理で第2の再構成部37により得られる断層像Giである。ここでは、順投影部35は、所定の断層像Giを、X線高吸収体とそれ以外の組織とを通るすべてのパスについて順投影して投影データPi+1(view,ch)を算出する。   The forward projection unit 35 forward-projects a predetermined tomographic image Gi (i = 1, 2, 3,...) With a plurality of views to calculate projection data (forward projection data) Pi + 1. That is, forward projection projection data Pi + 1 (view, ch) is calculated for each view of each pixel constituting the tomographic image Gi using a predetermined algorithm (algorithm). The forward projection unit 35 performs the above-described forward projection process once or a plurality of times under the control of an after-mentioned iterative control unit 38. In the forward projection process, for example, a parallel beam is virtually irradiated and projected for each view. The tomographic image Gi is a tomographic image G1 obtained by the first reconstruction unit 34 in the first process (i = 1), and in the second and subsequent processes (i ≧ 2), This is a tomographic image Gi obtained by the second reconstruction unit 37. Here, the forward projection unit 35 calculates the projection data Pi + 1 (view, ch) by forwardly projecting a predetermined tomographic image Gi with respect to all paths passing through the X-ray superabsorber and other tissues. .

データ調整部36は、順投影部35で得られた投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するチャネルのデータの値を、当該データの値と、置換済投影データP1(view,ch)または断層像Giの画像再構成に用いた投影データPi(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するチャネルのデータの値との差分に応じて変化させるよう調整してなる投影データ(調整済投影データ)P′i+1(view,ch)を得る。   The data adjustment unit 36 replaces the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch) obtained by the forward projection unit 35 with the value of the data. Changes according to the difference between the projection data P1 (view, ch) or the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorbent transmission region in the projection data Pi (view, ch) used for image reconstruction of the tomographic image Gi Projection data (adjusted projection data) P′i + 1 (view, ch) adjusted to be obtained is obtained.

ここでは、データ調整部36は、投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応する各チャネルのデータごとに、当該チャネルのデータの値に対して、当該チャネルのデータの値と、断層像Giの画像再構成に用いた投影データPi(view,ch)における当該チャネルに対応するチャネルのデータの値との差分ΔPi+1に所定の重み係数αを掛けて得られるデータの値α・ΔPi+1を加算することにより投影データP′i+1(view,ch)を得る。   Here, for each channel data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch), the data adjustment unit 36 performs the channel adjustment for the channel data value. Obtained by multiplying the difference ΔPi + 1 between the data value and the data value of the channel corresponding to the channel in the projection data Pi (view, ch) used for image reconstruction of the tomographic image Gi by a predetermined weighting factor α. Projected data P′i + 1 (view, ch) is obtained by adding the data values α · ΔPi + 1.

すなわち、次の数式1に従って、投影データP′i+1(view,ch)を得る。   That is, projection data P′i + 1 (view, ch) is obtained according to the following formula 1.

P′i+1(view,ch)=Pi+1(view,ch)+α・ΔPi+1(view,chz)
ただし、ΔPi+1(view,chz)=Pi+1(view,chz)−Pi(view,chz),
α=重み係数,chz=X線高吸収体透過領域に対応するチャネル
…(数式1)
P′i + 1 (view, ch) = Pi + 1 (view, ch) + α · ΔPi + 1 (view, chz)
However, ΔPi + 1 (view, chz) = Pi + 1 (view, chz) −Pi (view, chz),
α = weight coefficient, chz = channel corresponding to X-ray superabsorber transmission region
... (Formula 1)

第2の再構成部37は、データ調整部36で得られた投影データP′i+1(view,ch)に基づいて、断層像Gi+1を画像再構成する。   The second reconstruction unit 37 reconstructs the tomographic image Gi + 1 based on the projection data P′i + 1 (view, ch) obtained by the data adjustment unit 36.

繰返し制御部38は、順投影部35、データ調整部36、および第2の再構成部37による処理を1回または複数回繰返し行わせ、最後に再構成された断層像を最終的な断層像として得る。   The iterative control unit 38 causes the forward projection unit 35, the data adjustment unit 36, and the second reconstruction unit 37 to repeat the process one or more times, and finally reconstructs the tomogram as a final tomogram. Get as.

これより、本実施形態によるX線CT装置100の動作の流れについて説明する。   Hereafter, the flow of operation of the X-ray CT apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

図2は、本実施形態によるX線CT装置100の動作の流れを表すフローチャート(flowchart)である。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation flow of the X-ray CT apparatus 100 according to the present embodiment.

ステップ(step)S101では、被検体71をX線CT撮影して実測投影データP0を収集する。具体的には、スキャン制御部31が、ガントリ制御部29を介してX線制御部22および回転制御部26に制御信号を送り、ガントリ回転部15を回転させるとともにX線管21からX線ビーム81を被検体71に照射させる。データ収集装置25は、その間、X線検出器24が透過X線を検出して出力する検出信号を実測投影データP0に変換してデータ収集バッファ5に送り、収集された実測投影データP0は記憶装置7に記憶される。   In step S101, the subject 71 is subjected to X-ray CT imaging to collect actual projection data P0. Specifically, the scan control unit 31 sends control signals to the X-ray control unit 22 and the rotation control unit 26 via the gantry control unit 29 to rotate the gantry rotation unit 15 and to transmit the X-ray beam from the X-ray tube 21. The subject 71 is irradiated with 81. In the meantime, the data collecting device 25 converts the detection signal output by the X-ray detector 24 detecting and transmitting the transmitted X-rays into the actual projection data P0 and sends it to the data collection buffer 5, and the collected actual projection data P0 is stored. It is stored in the device 7.

図3は、被検体71のサンプルモデル(sample model)における所定の断面(xy平面)とその投影データを示す図である。この図3において、ビューの角度は、y軸方向下向きが0度、x軸方向右向きが90度である。なお、図示の投影データはファンパラ(fan-parallel)変換後のものを示している。断面SLは、図3に示すように、全体として楕円形状であり、軟部組織74と、軟部組織74の略中央に位置する小円形状のオブジェクト(object)73と、オブジェクト73をx軸方向に挟むような位置関係にある2つの大円形状のX線高吸収体72a,72bとを含んでいる。断面SLの0度方向への実測投影データP0(0,ch)および90度のビューでの実測投影データP0(90,ch)は、それぞれ、X線検出器24のチャネル番号chを横軸、その検出信号強度pを縦軸として表したものである。   FIG. 3 is a diagram showing a predetermined cross section (xy plane) in the sample model of the subject 71 and projection data thereof. In FIG. 3, the view angle is 0 degree downward in the y-axis direction and 90 degrees right in the x-axis direction. The projection data shown in the figure shows data after fan-parallel conversion. As shown in FIG. 3, the cross-section SL has an elliptical shape as a whole, and includes a soft tissue 74, a small circular object 73 positioned substantially at the center of the soft tissue 74, and the object 73 in the x-axis direction. It includes two large circular X-ray superabsorbers 72a and 72b that are in a sandwiched positional relationship. The measured projection data P0 (0, ch) in the 0-degree direction of the cross section SL and the measured projection data P0 (90, ch) in the 90-degree view are respectively represented by the channel number ch of the X-ray detector 24 on the horizontal axis, The detection signal intensity p is represented as a vertical axis.

各投影データにおいて、軟部組織74のみを透過するパスに対応する検出信号強度は、その組織のパス長に応じたレベルとなり、X線高吸収体72aまたは72bを透過するパスに対応する検出信号強度は、その組織のパス長に関係なく略0レベルとなる。また、軟部組織74とオブジェクト73とを透過するパスに対応する検出信号強度は、軟部組織74のみを透過する場合のレベルより低く、X線高吸収体72a,72bを透過する場合のレベルより高い中間的なレベルであって、その組織のパス長に応じたレベルとなる。すなわち、実測投影データP0(0,ch)においては、X線高吸収体72aのx軸方向の一端から他端までの領域であるチャネルch1−ch2間の領域と、X線高吸収体72bのx軸方向の一端から他端までの領域であるチャネルch5−ch6間の領域での検出信号強度は、略0レベルである。また、オブジェクト73のx軸方向の一端から他端までの領域であるチャネルch3−ch4間の領域での検出信号強度は、中間的なレベルであって組織のパス長に応じたレベルあり、その他の領域での検出信号強度は、より高いレベルであって組織のパス長に応じたレベルとなる。   In each projection data, the detection signal intensity corresponding to the path that transmits only the soft tissue 74 has a level corresponding to the path length of the tissue, and the detection signal intensity corresponding to the path that transmits the X-ray superabsorber 72a or 72b. Becomes substantially zero level regardless of the path length of the organization. Further, the detection signal intensity corresponding to the path that passes through the soft tissue 74 and the object 73 is lower than the level when transmitting only the soft tissue 74 and higher than the level when transmitting through the X-ray high absorbers 72a and 72b. It is an intermediate level and is a level corresponding to the path length of the organization. That is, in the measured projection data P0 (0, ch), the region between the channels ch1 and ch2, which is the region from one end to the other end of the X-ray high absorber 72a in the x-axis direction, and the X-ray high absorber 72b. The detection signal intensity in the region between channels ch5 and ch6, which is a region from one end to the other end in the x-axis direction, is approximately 0 level. Further, the detection signal intensity in the region between the channels ch3 and ch4, which is the region from one end to the other end of the object 73 in the x-axis direction, is an intermediate level and has a level corresponding to the path length of the tissue. The detection signal intensity in the region is higher and corresponds to the path length of the tissue.

一方、実測投影データP0(90,ch)において、X線高吸収体72a,72bの一端から他端までの領域であるチャネルch7−ch8間の領域での検出信号強度は、略0レベルであり、その他の領域での検出信号強度は、より高いレベルであって組織のパス長に応じたレベルとなる。   On the other hand, in the measured projection data P0 (90, ch), the detection signal intensity in the region between the channels ch7 and ch8, which is the region from one end to the other end of the X-ray high absorbers 72a and 72b, is substantially 0 level. The detection signal intensity in other regions is a higher level and a level corresponding to the path length of the tissue.

ステップS102では、データの値の閾値判定により実測投影データP0におけるX線高吸収体透過領域を特定する。具体的には、X線高吸収体特定部32が、すべてのビューにおける実測投影データP0(view,ch)の最大のデータの値、あるいは、各ビューにおける実測投影データP0(view,ch)の最大のデータの値を100%として、ビューごとに、実測投影データP0の中でデータの値が20%以下の部分をX線高吸収体透過領域として特定する。図3の例では、実測投影データP0(0,ch)においては、ch1−ch2間の領域と、ch5−ch6間の領域とがX線高吸収体透過領域として特定され、投影データP0(90,ch)においては、ch7−ch8間の領域がX線高吸収体透過領域として特定される。   In step S102, the X-ray high-absorber transmission region in the actually measured projection data P0 is specified by determining the threshold value of the data. Specifically, the X-ray superabsorber specifying unit 32 determines the maximum data value of the measured projection data P0 (view, ch) in all views or the measured projection data P0 (view, ch) in each view. The maximum data value is set to 100%, and for each view, the portion of the measured projection data P0 whose data value is 20% or less is specified as the X-ray high absorber transmission region. In the example of FIG. 3, in the actually measured projection data P0 (0, ch), the region between ch1 and ch2 and the region between ch5 and ch6 are specified as the X-ray high absorber transmission region, and the projection data P0 (90 , Ch), the region between ch7 and ch8 is specified as the X-ray superabsorber transmission region.

図4は、置換済投影データP1(view,ch)の一部と、置換済投影データP1(view,ch)から画像再構成される断層像G1とを示す図である。なお、図示の投影データはファンパラ変換後のものを示している。   FIG. 4 is a diagram showing a part of the replacement projection data P1 (view, ch) and a tomographic image G1 reconstructed from the replacement projection data P1 (view, ch). The projection data shown in the figure shows the data after fan-para conversion.

ステップS103では、実測投影データP0(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するデータをその近傍領域から推定されるデータに置換して、置換済投影データP1(view,ch)を得る。具体的には、データ置換部33が、ビューごとに、1ビューの投影データを表すプロファイル上で、X線高吸収体透過領域に対応するデータの値をこの領域の両端に対応するデータの値の点同士を結ぶ直線で近似して置換する。例えば、図3に示すような0度方向のビューの実測投影データP0(0,ch)において、P0(0,ch1)の点とP0(0,ch2)の点とを結ぶ直線で近似するとともに、P0(0,ch5)の点とP0(0,ch6)の点とを結ぶ直線で近似して置換し、図4に示すような置換済投影データP1(0,ch)を生成する。同様に、図3に示すような90度方向のビューの実測投影データP0(90,ch)において、P0(90,ch7)の点とP0(90,ch8)の点とを結ぶ直線で近似して置換し、図4に示すような置換済投影データP1(90,ch)を生成する。このような置換処理を、ビューごとに行って、複数ビューの置換済投影データP1(view,ch)を得る。   In step S103, the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the actually measured projection data P0 (view, ch) is replaced with the data estimated from the neighboring region, and the replaced projection data P1 (view, ch) is replaced. obtain. Specifically, for each view, the data replacement unit 33 sets the data value corresponding to the X-ray superabsorbent transmission region to the data value corresponding to both ends of this region on the profile representing the projection data of one view. Approximate and replace with a straight line connecting the points. For example, in the measured projection data P0 (0, ch) of the view in the 0 degree direction as shown in FIG. 3, approximation is performed with a straight line connecting the point P0 (0, ch1) and the point P0 (0, ch2). , P0 (0, ch5) and P0 (0, ch6) are approximated and replaced by a straight line to generate replaced projection data P1 (0, ch) as shown in FIG. Similarly, in the actually measured projection data P0 (90, ch) of the 90-degree view as shown in FIG. 3, it is approximated by a straight line connecting the point P0 (90, ch7) and the point P0 (90, ch8). And the replacement projection data P1 (90, ch) as shown in FIG. 4 is generated. Such replacement processing is performed for each view to obtain replaced projection data P1 (view, ch) of a plurality of views.

ステップS104では、置換済投影データP1(view,ch)に基づいて断層像G1を画像再構成する。具体的には、第1の再構成部34が、置換済投影データP1(view,ch)にフェルドカンプ法による三次元画像再構成処理等を施して断層像G1を得る。   In step S104, the tomographic image G1 is reconstructed based on the replaced projection data P1 (view, ch). Specifically, the first reconstruction unit 34 performs a three-dimensional image reconstruction process by the Feldkamp method on the replaced projection data P1 (view, ch) to obtain a tomographic image G1.

このように、ステップS103,S104の処理により、X線高吸収体透過領域に対応するデータを周辺のデータから推測して置換し、置換済投影データから断層像を画像再構成すると、高吸収体透過領域以外の領域のデータが有するX線高吸収体以外の組織の情報を、X線高吸収体を透過して得られたデータの影響を抑えて断層像に担持させることができる。   As described above, when the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region is estimated from the surrounding data and replaced by the processing in steps S103 and S104, and the tomographic image is reconstructed from the replacement projection data, the superabsorber is obtained. Information on tissues other than the X-ray superabsorber included in the data other than the transmission region can be carried on the tomographic image while suppressing the influence of the data obtained through the X-ray high absorber.

断層像G1は、例えば図4に示すように、被検体71の表皮に対応する輪郭線171と、軟部組織74に対応する軟部組織画像174と、X線高吸収体72a,72bにそれぞれ対応するX線高吸収体画像172a,172bと、オブジェクト73に対応するオブジェクト画像173と、X線高吸収体画像172a,172bの周辺に発生するストリーク(streak)状のアーチファクト175とを含んでいる。X線高吸収体画像172a,172bは、ステップS103でのデータ置換の効果により、軟部組織画像174に近い画素値で再構成され、歪も少ない。オブジェクト画像173は、90度方向のビューの置換投影データP1(90,ch)など、X線高吸収体72aまたは72bとオブジェクト73とが重なるパスを有するビューの投影データにおいて、オブジェクト73の情報が欠落してしまうが、それ以外のビューの投影データにおいては、オブジェクト73の情報を含んでいるため、オブジェクト画像173はy軸方向に延びる楕円形状となって歪んで現れる。   For example, as shown in FIG. 4, the tomographic image G1 corresponds to a contour line 171 corresponding to the epidermis of the subject 71, a soft tissue image 174 corresponding to the soft tissue 74, and X-ray superabsorbers 72a and 72b. X-ray superabsorber images 172a and 172b, an object image 173 corresponding to the object 73, and streak-like artifacts 175 generated around the X-ray superabsorber images 172a and 172b are included. The X-ray superabsorber images 172a and 172b are reconstructed with pixel values close to the soft tissue image 174 due to the effect of data replacement in step S103, and have little distortion. The object image 173 includes information about the object 73 in the projection data of a view having a path where the X-ray superabsorbent body 72a or 72b and the object 73 overlap, such as 90-degree view replacement projection data P1 (90, ch). Although it is missing, the projection data of the other views includes the information of the object 73, so that the object image 173 appears distorted as an elliptical shape extending in the y-axis direction.

ステップS105では、後述の繰返し処理における繰返し回数をカウント(count)するためのパラメータ(parameter)iを1にセット(set)する。   In step S105, a parameter i for counting the number of iterations in the later-described iteration process is set to 1.

ステップS106では、断層像Giを複数ビューで順投影して、投影データPi+1(view,ch)を算出する。具体的には、順投影部35が、所定のアルゴリズムを用いて、断層像Giを構成する各画素をビューごとに順投影することにより、投影データPi+1(view,ch)を得る。このとき、順投影部35は、断層像GiをX線高吸収体を通過するパスについてのみ順投影してX線高吸収体透過領域に対応するデータを得、投影データPi(view,ch)にX線高吸収体透過領域に対応するデータを上書きして投影データPi+1(view,ch)を算出する。なお、ステップS106では、1回目の処理(i=1)で処理対象となる断層像Giは、ステップS104で第1の再構成部34により得られた断層像G1である。   In step S106, the tomographic image Gi is projected forward in a plurality of views to calculate projection data Pi + 1 (view, ch). Specifically, the forward projection unit 35 obtains projection data Pi + 1 (view, ch) by forwardly projecting each pixel constituting the tomographic image Gi for each view using a predetermined algorithm. At this time, the forward projection unit 35 forward-projects the tomographic image Gi only for the path passing through the X-ray superabsorber to obtain data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region, and the projection data Pi (view, ch). The projection data Pi + 1 (view, ch) is calculated by overwriting the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region. In step S106, the tomographic image Gi to be processed in the first process (i = 1) is the tomographic image G1 obtained by the first reconstruction unit 34 in step S104.

ステップS107では、ステップS106で得られた投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するチャネルのデータの値を調整して、投影データP′i+1(view,ch)を得る。具体的には、データ調整部36が、投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するチャネルのデータの値に対して、当該データの値と、断層像Giの画像再構成に用いた投影データPi(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するチャネルのデータの値との差分ΔPi+1に所定の重み係数αを掛けて得られるデータの値α・ΔPi+1を加算することにより投影データP′i+1(view,ch)を得る。   In step S107, the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch) obtained in step S106 is adjusted, and the projection data P′i + 1 (view , Ch). Specifically, for the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch), the data adjustment unit 36 determines the value of the data and the tomographic image Gi. Of the data obtained by multiplying a difference ΔPi + 1 by a predetermined weighting factor α from the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the projection data Pi (view, ch) used for the image reconstruction of The projection data P′i + 1 (view, ch) is obtained by adding the values α · ΔPi + 1.

図5は、投影データP′2(view,ch)の一部と、この投影データP′2(view,ch)から画像再構成される断層像G2とを示す図である。なお、図示の投影データはファンパラ変換後のものを示している。   FIG. 5 is a diagram showing a part of the projection data P′2 (view, ch) and a tomographic image G2 reconstructed from the projection data P′2 (view, ch). The projection data shown in the figure shows the data after fan-para conversion.

図5に示すように、0度方向での投影データP′2(0,ch)では、置換済投影データP1(0,ch)と略同じプロファイルになる。一方、90度方向での投影データP′2(90,ch)では、X線高吸収体透過領域であるP′2(90,ch7)〜P′2(90,ch8)において、図4に示す断層像G1におけるオブジェクト画像173のy軸方向に伸びた楕円形状が情報としてフィードバック(feedback)されており、置換済投影データP1(90,ch7)〜P1(90,ch8)と比して、パス方向に凹状のプロファイルになる。   As shown in FIG. 5, the projection data P′2 (0, ch) in the 0-degree direction has substantially the same profile as the replacement projection data P1 (0, ch). On the other hand, in the projection data P′2 (90, ch) in the 90-degree direction, the X-ray superabsorber transmission region P′2 (90, ch7) to P′2 (90, ch8) is shown in FIG. An elliptical shape extending in the y-axis direction of the object image 173 in the tomographic image G1 shown is fed back as information, and compared with the replacement projection data P1 (90, ch7) to P1 (90, ch8), The profile becomes concave in the path direction.

ステップS108では、ステップS107にてデータ調整して得られた投影データP′i+1(view,ch)に基づいて、断層像Gi+1を画像再構成する。具体的には、第2の再構成部37が、投影データP′i+1(view,ch)にフェルドカンプ法による三次元画像再構成処理等を施して断層像Gi+1を得る。   In step S108, the tomographic image Gi + 1 is reconstructed based on the projection data P′i + 1 (view, ch) obtained by adjusting the data in step S107. Specifically, the second reconstruction unit 37 performs a three-dimensional image reconstruction process by the Feldkamp method on the projection data P′i + 1 (view, ch) to obtain a tomographic image Gi + 1.

例えば、断層像G2は、図5に示すように、被検体71の表皮に対応する輪郭線271と、軟部組織74に対応する軟部組織画像274と、X線高吸収体72a,72bにそれぞれ対応するX線高吸収体画像272a,272bと、オブジェクト73に対応するオブジェクト画像273と、X線高吸収体画像272a,272bの周辺に発生するストリーク状のアーチファクト275とを含んでいる。X線高吸収体画像272a,272bは、断層像G1と同様、軟部組織画像274に非常に近い画素値で再構成される。オブジェクト画像273は、オブジェクト画像173と比して、よりオブジェクト73の形状に近い楕円形状となって現れる。これは、順投影等によって、投影データP′2(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応するデータ、例えば90度方向でのP′2(90,ch7)〜P′2(90,ch8)に、オブジェクト画像173の情報が反映されたことから、オブジェクト73がより精度よく復元された結果である。また、アーチファクト275もアーチファクト175に比して、より低減される。   For example, as shown in FIG. 5, the tomogram G2 corresponds to the contour line 271 corresponding to the epidermis of the subject 71, the soft tissue image 274 corresponding to the soft tissue 74, and the X-ray superabsorbers 72a and 72b, respectively. X-ray superabsorber images 272a and 272b, an object image 273 corresponding to the object 73, and streak-like artifacts 275 generated around the X-ray superabsorber images 272a and 272b. The X-ray superabsorber images 272a and 272b are reconstructed with pixel values very close to the soft tissue image 274, like the tomographic image G1. The object image 273 appears as an elliptical shape that is closer to the shape of the object 73 than the object image 173. This is because data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in projection data P′2 (view, ch) by forward projection or the like, for example, P′2 (90, ch7) to P′2 (90 ° direction). 90, ch8) reflects the information of the object image 173, which is a result of the object 73 being restored more accurately. Further, the artifact 275 is further reduced as compared with the artifact 175.

このように、ステップS106〜S108の処理により、断層像が担時したX線高吸収体以外の組織の情報をX線高吸収体透過領域に対応するデータに反映させて、本来得られるべき画像と投影データとの間の矛盾を減少させることができる。   As described above, by the processing in steps S106 to S108, the information of the tissue other than the X-ray superabsorber carried by the tomographic image is reflected in the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region, and the image to be originally obtained. And inconsistency between projection data can be reduced.

ステップS109では、繰返し制御部38が、パラメータi=nか否かを判定することにより、ステップS106〜S108の処理、すなわち、順投影、データ調整、および画像再構成による処理が、設定されたn回数分繰り返されたか否かを判定する。このステップS109において、パラメータi≠nであると判定された場合には、ステップS110に進み、繰返し制御部38が、パラメータiをインクリメントする。その後ステップS106に戻り、ステップS106〜S108の処理を再び繰り返す。一方、パラメータi=nであると判定された場合には、ステップS111に進み、断層像Gn+1を、被検体71の最終的な断層像とする。   In step S109, the iterative control unit 38 determines whether or not the parameter i = n, whereby the processing of steps S106 to S108, that is, the processing by forward projection, data adjustment, and image reconstruction is set to n. It is determined whether or not it has been repeated a number of times. If it is determined in step S109 that the parameter i is not n, the process proceeds to step S110, and the iterative control unit 38 increments the parameter i. Thereafter, the process returns to step S106, and the processes of steps S106 to S108 are repeated again. On the other hand, if it is determined that the parameter i = n, the process proceeds to step S111, and the tomographic image Gn + 1 is set as the final tomographic image of the subject 71.

2回目以降のステップS106では、1回目の処理と異なり、前回のステップS108で画像再構成された断層像Giを順投影して、投影データPi+1(view,ch)を得ることになる。例えば、2回目の処理では、i=2であるから、1回目の処理のときにステップS108で得られた断層像G2を順投影して、投影データP3(view,ch)を得る。   In the second and subsequent steps S106, unlike the first process, the tomographic image Gi reconstructed in the previous step S108 is forward projected to obtain projection data Pi + 1 (view, ch). For example, since i = 2 in the second process, the tomographic image G2 obtained in step S108 in the first process is forward projected to obtain projection data P3 (view, ch).

そして、2回目以降のステップS107,S108においては、1回目のときと同様に、Pi+1(view,ch)のデータ調整を行って投影データP′i+1(view,ch)を得、この投影データP′i+1(view,ch)に基づいて断層像Gi+1を画像再構成する。例えば、2回目の処理では、i=2であるから、P3(view,ch)のデータ調整を行って投影データP′3(view,ch)を得、この投影データP′3(view,ch)に基づいて断層像G3を画像再構成する。   In the second and subsequent steps S107 and S108, similarly to the first time, Pi + 1 (view, ch) data adjustment is performed to obtain projection data P′i + 1 (view, ch). The tomographic image Gi + 1 is reconstructed based on the projection data P′i + 1 (view, ch). For example, since i = 2 in the second processing, the projection data P′3 (view, ch) is obtained by adjusting the data of P3 (view, ch), and this projection data P′3 (view, ch) ) To reconstruct the tomographic image G3.

図6は、投影データP′3(view,ch)の一部と、この投影データP′3(view,ch)から画像再構成される断層像G2_3とを示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a part of the projection data P′3 (view, ch) and a tomographic image G2_3 reconstructed from the projection data P′3 (view, ch).

図6に示すように、0度方向のビューの投影データP′3(0,ch)では、投影データP′2(0,ch)と略同じプロファイルになる。一方、90度方向のビューの投影データP′3(90,ch)では、X線高吸収体透過領域であるP′3(90,ch7)〜P′3(90,ch8)において、図5に示す断層像G2_2におけるオブジェクト画像273のy軸方向に少しだけ伸びた楕円形状が情報としてフィードバックされており、投影データP′2(90,ch7)〜P′2(90,ch8)と比して、y軸方向に縮まった凹状のプロファイルになる。   As shown in FIG. 6, the projection data P′3 (0, ch) of the view in the 0 degree direction has substantially the same profile as the projection data P′2 (0, ch). On the other hand, in the projection data P′3 (90, ch) of the view in the direction of 90 degrees, in P′3 (90, ch7) to P′3 (90, ch8) which are X-ray superabsorber transmission regions, FIG. The ellipse shape slightly extended in the y-axis direction of the object image 273 in the tomographic image G2_2 shown in FIG. 6 is fed back as information, and compared with the projection data P′2 (90, ch7) to P′2 (90, ch8). Thus, a concave profile contracted in the y-axis direction is obtained.

また、断層像G3は、例えば図6に示すように、前回得られた断層像G2と同様、X線高吸収体72a,72bにそれぞれ対応するX線高吸収体画像372a,372bと、オブジェクト73に対応するオブジェクト画像373とを含んでいる。しかし、断層像G3は、前回得られた断層像G3と比較すると、X線高吸収体画像372a,372bは、軟部組織画像174,274にさらに近い画素値で再構成され歪もより少なくなり、また、オブジェクト画像373は、より円形状に近くなる。X線高吸収体画像372a,372bの周辺に発生するストリーク状のアーチファクト375もほとんど見られなくなる。   Further, for example, as shown in FIG. 6, the tomographic image G3 is similar to the previously obtained tomographic image G2, X-ray superabsorbent images 372a and 372b corresponding to the X-ray superabsorbers 72a and 72b, respectively, and an object 73. And an object image 373 corresponding to. However, the tomographic image G3 is reconstructed with pixel values closer to the soft tissue images 174 and 274 and less distorted than the tomographic image G3 obtained last time, the X-ray superabsorbent body images 372a and 372b. In addition, the object image 373 becomes more circular. Streaky artifacts 375 generated around the X-ray superabsorber images 372a and 372b are hardly seen.

このようにステップS106〜S108をn回繰返し行うことにより、X線高吸収体周辺の組織がより高精度に復元され、X線高吸収体周辺のアーチファクトも低減された、被検体71の最終的な断層像を得ることができる。   By repeating steps S106 to S108 n times in this way, the tissue around the X-ray superabsorber is restored with higher accuracy, and artifacts around the X-ray superabsorber are also reduced. A tomographic image can be obtained.

以上、本実施形態によれば、実測投影データP0のうちX線高吸収体72a,72bを透過するパスのデータをその周辺のデータから推定されるデータに置換して断層像G1を画像再構成した後に、断層像Gi(i=1,2,3,…)を順投影して投影データPi+1を得る処理と、投影データPi+1に基づいて断層像Gi+1を画像再構成する処理とを、n回(n≧1)行って、最後に得られた断層像Gn+1を最終的な断層像として得るので、高吸収体透過領域以外の領域のデータが有するX線高吸収体以外の組織の情報を、X線高吸収体を透過して得られたデータの影響を抑えて断層像に担持させ、断層像が担時したX線高吸収体以外の組織の情報をX線高吸収体透過領域に対応するデータに反映させて、本来得られるべき画像と投影データとの間の矛盾を減少させることができ、被検体のX線高吸収体周辺の組織がより高精度に復元された断層像を得ることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the tomographic image G1 is reconstructed by replacing the data of the path passing through the X-ray superabsorbers 72a and 72b in the measured projection data P0 with the data estimated from the surrounding data. Thereafter, the tomographic image Gi + 1 (i = 1, 2, 3,...) Is forward projected to obtain projection data Pi + 1, and the tomographic image Gi + 1 is reconstructed based on the projection data Pi + 1. The processing is performed n times (n ≧ 1), and the tomographic image Gn + 1 obtained at the end is obtained as the final tomographic image. Therefore, the X-ray high absorption possessed by the data in the region other than the superabsorbent transmission region Information on tissues other than the body is carried on a tomographic image while suppressing the influence of the data obtained through the X-ray high absorber, and information on tissues other than the X-ray superabsorber carried by the tomographic image is X Inconsistency between the image and projection data that should be originally obtained by reflecting the data corresponding to the transmission region of the linear superabsorber. Can be reduced, it is possible to obtain a tomographic image near the X-ray superabsorbent of the subject tissue is restored with higher accuracy.

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々の変形が可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

例えば、X線高吸収体特定部32は、実測投影データP0(view,ch)から画像再構成して得られる断層像G0における、画素値の閾値判定または操作者による位置指定に基づいて、断層像G0のX線高吸収体領域を抽出し、実測投影データP0(view,ch)のうち、X線がそのX線高吸収体領域を透過するパスに対応するデータ領域をX線高吸収体透過領域として特定してもよい。   For example, the X-ray superabsorber specifying unit 32 determines the tomographic value based on the threshold value determination of the pixel value or the position designation by the operator in the tomographic image G0 obtained by image reconstruction from the measured projection data P0 (view, ch). The X-ray superabsorber region of the image G0 is extracted, and the data region corresponding to the path through which the X-ray passes through the X-ray superabsorber region is extracted from the measured projection data P0 (view, ch). The transmission region may be specified.

また、例えば、順投影部35は、所定の断層像Giを、X線高吸収体を通るパスについてのみ順投影してX線高吸収体透過領域に対応するデータを得、断層像Giの画像再構成に用いた投影データに当該X線高吸収体透過領域に対応するデータを上書きして投影データPi+1(view,ch)を算出してもよい。所定の断層像Giをすべてのパスについて順投影する方法の場合には、投影データの復元作用がX線高吸収体透過領域にしか及ばないが、計算量が減り処理時間が短くなるという利点がある。逆に、所定の断層像Giを、X線高吸収体を通るパスについてのみ順投影する方法の場合には、処理時間は長くなるが、投影データの復元作用がX線高吸収体透過領域以外の領域にも及ぶので断層像全体における画質向上が期待できる。なお、中間をとって、順投影部35は、所定の断層像Giを、X線高吸収体とX線高吸収体以外の組織の一部とを通るパスについて順投影してX線高吸収体透過領域を含む領域に対応するデータを得、断層像Giの画像再構成に用いた投影データに当該領域に対応するデータを上書きして投影データPi+1(view,ch)を算出してもよい。   For example, the forward projection unit 35 forward-projects a predetermined tomographic image Gi only for a path passing through the X-ray superabsorber, obtains data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region, and obtains an image of the tomographic image Gi. The projection data Pi + 1 (view, ch) may be calculated by overwriting the projection data used for the reconstruction with data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region. In the case of the method in which the predetermined tomographic image Gi is forward projected for all the paths, the restoration of the projection data only affects the X-ray superabsorbent transmission region, but there is an advantage that the calculation amount is reduced and the processing time is shortened. is there. On the contrary, in the case of the method in which the predetermined tomographic image Gi is forward projected only for the path passing through the X-ray superabsorber, the processing time becomes long, but the restoration operation of the projection data is not in the X-ray superabsorber transmission region. Therefore, the image quality of the entire tomographic image can be improved. In addition, taking the middle, the forward projection unit 35 forward-projects the predetermined tomographic image Gi with respect to a path passing through the X-ray high absorber and a part of the tissue other than the X-ray high absorber, and X-ray high absorption. Data corresponding to the region including the body transmissive region is obtained, and projection data Pi + 1 (view, ch) is calculated by overwriting the projection data used for image reconstruction of the tomographic image Gi with the data corresponding to the region. Also good.

また、例えば、データ調整部36は、データの調整を、X線高吸収体透過領域に対応するデータに限定しているが、これをすべての領域のデータに拡大して、同様の調整を行うようにしてもよい。この場合、処理時間は長くなるが、復元作用が全領域に及ぶので画質がより向上すると考えられる。   In addition, for example, the data adjustment unit 36 limits the data adjustment to data corresponding to the X-ray high-absorber transmission region. However, the data adjustment unit 36 expands this to the data of all regions and performs the same adjustment. You may do it. In this case, the processing time becomes long, but it is considered that the image quality is further improved because the restoring action covers the entire region.

また、例えば、データ調整部36は、数式1において、重み係数α=0と設定できるようにしてもよい。この場合、データの調整を行わない場合、あるいは、データ調整部36がない場合と等価である。データの調整を行わなくても、もちろん、断層像における画像の復元効果はあるが、データの調整を行った方が、より高速な復元を期待することができる。   Further, for example, the data adjustment unit 36 may be configured to set the weighting coefficient α = 0 in Equation 1. This is equivalent to the case where no data adjustment is performed or the case where the data adjustment unit 36 is not provided. Of course, even if the data is not adjusted, there is an effect of restoring the image in the tomographic image, but if the data is adjusted, a faster restoration can be expected.

また、データ調整部36は、投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域のチャネルのデータを、別の方法で調整してもよい。   Further, the data adjustment unit 36 may adjust the channel data of the X-ray superabsorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch) by another method.

例えば、データ調整部36は、投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応する各チャネルのデータごとに、当該チャネルのデータの値に対して、当該チャネルのデータの値と、置換済投影データP1(view,ch)における当該チャネルに対応するチャネルのデータの値との差分ΔP′i+1に所定の重み係数αを掛けて得られるデータの値α・ΔP′i+1を加算することにより調整済投影データP′i+1(view,ch)を得るようにしてもよい。   For example, for each channel data corresponding to the X-ray high-absorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch), the data adjustment unit 36 performs the data of the channel with respect to the data value of the channel. Of the data obtained by multiplying the difference ΔP′i + 1 by the predetermined weighting coefficient α between the value of and the value of the data of the channel corresponding to the channel in the replaced projection data P1 (view, ch) Adjusted projection data P′i + 1 (view, ch) may be obtained by adding ′ i + 1.

すなわち、次の数式2に従って、調整済投影データP′i+1(view,ch)を得る。   That is, adjusted projection data P′i + 1 (view, ch) is obtained according to the following formula 2.

P′i+1(view,ch)=Pi+1(view,ch)+α・ΔP′i+1(view,chz)
ただし、ΔP′i+1(view,chz)=Pi+1(view,chz)−P1(view,chz)
…(数式2)
P′i + 1 (view, ch) = Pi + 1 (view, ch) + α · ΔP′i + 1 (view, chz)
However, ΔP′i + 1 (view, chz) = Pi + 1 (view, chz) −P1 (view, chz)
... (Formula 2)

また、例えば、データ調整部36は、投影データPi+1(view,ch)におけるX線高吸収体透過領域に対応する各チャネルのデータごとに、当該チャネルデータの値に対して、当該チャネルのデータの値と、置換済投影データP1(view,ch)または所定の断層像Giの画像再構成に用いた投影データPi(view,ch)における当該チャネルに対応するチャネルのデータの値との差分ΔP″i+1に依存する所定の関数f(ΔP″i+1)で導出されるデータの値f(ΔP″i+1)(view,chz)を加算することにより調整済投影データP′i+1(view,ch)を得るようにしてもよい。   Further, for example, the data adjustment unit 36, for each channel data corresponding to the X-ray high-absorber transmission region in the projection data Pi + 1 (view, ch), for each channel data value, The difference between the data value and the data value of the channel corresponding to the channel in the projection data Pi (view, ch) used for image reconstruction of the replacement projection data P1 (view, ch) or the predetermined tomographic image Gi The adjusted projection data P ′ is obtained by adding the value f (ΔP ″ i + 1) (view, chz) of data derived by a predetermined function f (ΔP ″ i + 1) depending on ΔP ″ i + 1. i + 1 (view, ch) may be obtained.

すなわち、次の数式3に従って、調整済投影データP′i+1(view,ch)を得る。   That is, adjusted projection data P′i + 1 (view, ch) is obtained according to the following Equation 3.

P′i+1(view,ch)=Pi+1(view,ch)+f(ΔP″i+1)(view,chz)
ただし、ΔP″i+1(view,chz)=Pi+1(view,chz)−P1(view,chz)
or Pi+1(view,chz)−Pi(view,chz)
…(数式3)
P′i + 1 (view, ch) = Pi + 1 (view, ch) + f (ΔP ″ i + 1) (view, chz)
However, ΔP ″ i + 1 (view, chz) = Pi + 1 (view, chz) −P1 (view, chz)
or Pi + 1 (view, chz)-Pi (view, chz)
... (Formula 3)

ここで、関数f(ΔP″i+1)は、好適な関数を実験的または理論的に求めて定義する。   Here, the function f (ΔP ″ i + 1) is defined by obtaining a suitable function experimentally or theoretically.

なお、X線高吸収体特定部32、データ置換部33、第1の再構成部34、順投影部35、データ調整部36、第2の再構成部37、および繰返し制御部38を有する画像処理装置も、本発明の一実施形態である。   In addition, the image which has the X-ray superabsorber specific part 32, the data replacement part 33, the 1st reconstruction part 34, the forward projection part 35, the data adjustment part 36, the 2nd reconstruction part 37, and the repetition control part 38 The processing device is also an embodiment of the present invention.

また、コンピュータを、X線高吸収体特定部32、データ置換部33、第1の再構成部34、順投影部35、データ調整部36、第2の再構成部37、および繰返し制御部38として機能させるためのプログラムも、本発明の一実施形態である。   In addition, the computer includes an X-ray superabsorber specifying unit 32, a data replacement unit 33, a first reconstruction unit 34, a forward projection unit 35, a data adjustment unit 36, a second reconstruction unit 37, and a repetition control unit 38. A program for causing the program to function as is also an embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態によるX線CT装置の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態によるX線CT装置の動作の流れを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the flow of operation | movement of the X-ray CT apparatus by this embodiment. 被検体のサンプルモデルにおける所定の断面とその投影データを示す図である。It is a figure which shows the predetermined cross section in the sample model of a test object, and its projection data. 置換済投影データの一部と、置換済投影データから画像再構成される断層像とを示す図である。It is a figure which shows a part of substituted projection data, and a tomographic image reconstructed from the substituted projection data. 1回目の処理における調整済投影データの一部と、調整済投影データから画像再構成される断層像とを示す図である。It is a figure which shows a part of adjusted projection data in the process of the 1st time, and the tomographic image reconstructed from adjusted projection data. 2回目の処理における調整済投影データの一部と、調整済投影データから画像再構成される断層像とを示す図である。It is a figure which shows a part of adjusted projection data in the process of the 2nd time, and the tomographic image reconstructed from adjusted projection data.

符号の説明Explanation of symbols

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 ガントリ回転部
20 走査ガントリ(撮影手段)
21 X線管
22 X線制御部
23 コリメータ
24 X線検出器(X線検出器)
24a X線検出素子
25 データ収集装置
26 回転制御部
29 ガントリ制御部
31 スキャン制御部
32 X線高吸収体特定部(X線高吸収体特定手段)
33 データ置換部(データ置換手段)
34 第1の再構成部(第1の再構成手段)
35 順投影部(順投影手段)
36 データ調整部(データ調整手段)
37 第2の再構成部(第2の再構成手段)
38 繰返し制御部(制御手段)
100 X線CT装置(X線CT装置)
71 被検体
72a,72b X線高吸収体
73 オブジェクト
74 軟部組織
81 X線ビーム
171,271,371 輪郭線
172a,172b,272a,272b,372a,372b X線高吸収体画像
173,273,373 オブジェクト画像
174,274,374 軟部組織画像
175,275,375 アーチファクト
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 Gantry rotation part 20 Scanning gantry (imaging means)
21 X-ray tube 22 X-ray controller 23 Collimator 24 X-ray detector (X-ray detector)
24a X-ray detection element 25 Data acquisition device 26 Rotation control unit 29 Gantry control unit 31 Scan control unit 32 X-ray high absorber specifying unit (X-ray high absorber specifying unit)
33 Data replacement part (data replacement means)
34 1st reconstruction part (1st reconstruction means)
35 Forward projection unit (forward projection means)
36 Data adjustment unit (data adjustment means)
37 Second reconstruction unit (second reconstruction unit)
38 Repeat control unit (control means)
100 X-ray CT system (X-ray CT system)
71 Subject 72a, 72b X-ray superabsorber 73 Object 74 Soft tissue 81 X-ray beam 171, 271, 371 Contour line 172a, 172b, 272a, 272b, 372a, 372b X-ray superabsorber image 173, 273, 373 Object Image 174, 274, 374 Soft tissue image 175, 275, 375 Artifact

Claims (7)

X線高吸収体を含む被検体を複数ビューでX線照射し前記被検体の透過X線を複数のチャネルを有するX線検出器で検出して、前記被検体の実測投影データを得る撮影手段と、
前記実測投影データに基づいてX線高吸収体透過領域を特定する高吸収体領域特定手段と、
前記実測投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを、該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データを得るデータ置換手段と、
前記置換済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第1の再構成手段と、
所定の断層像を前記複数ビューで順投影して順投影データを算出する順投影手段と、
前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値を、該データの値と、前記置換済投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に基づいて変化させるよう調整してなる調整済投影データを得るデータ調整手段と、
前記調整済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第2の再構成手段と、
前記順投影手段、前記データ調整手段および前記第2の再構成手段による処理を複数回繰返し行わせ、最後に再構成された断層像を得る制御手段とを備え、
前記所定の断層像は、1回目の処理では、前記第1の再構成手段により得られる断層像であり、2回目以降の処理では、前回の処理にて前記第2の再構成手段により得られる断層像であり、
前記データ調整手段は、前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値に対して、該データの値と、前記置換済投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に依存する所定の関数で導出される値を加算することにより、前記調整済投影データを得る、X線CT装置。
Imaging means for irradiating a subject including an X-ray superabsorber with a plurality of views and detecting transmitted X-rays of the subject with an X-ray detector having a plurality of channels to obtain measured projection data of the subject When,
Superabsorber region specifying means for specifying an X-ray superabsorber transmission region based on the measured projection data;
Data replacement means for replacing the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the measured projection data with data estimated from the data corresponding to the vicinity region of the region to obtain replaced projection data;
First reconstruction means for reconstructing a tomographic image based on the replaced projection data;
Forward projection means for forwardly projecting predetermined tomographic images in the plurality of views and calculating forward projection data;
The data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data is set to the value of the data and the channel corresponding to the X-ray high absorber transmission region in the replaced projection data. Data adjustment means for obtaining adjusted projection data adjusted to change based on the difference between the data value;
Second reconstruction means for reconstructing a tomographic image based on the adjusted projection data;
A control unit that repeatedly performs the process by the forward projection unit, the data adjustment unit, and the second reconstruction unit a plurality of times, and obtains a finally reconstructed tomographic image,
The predetermined tomographic image is a tomographic image obtained by the first reconstruction unit in the first process, and is obtained by the second reconstruction unit in the previous process in the second and subsequent processes. tomographic image der is,
The data adjustment unit is configured to output the data value and the X-ray superabsorber in the replaced projection data with respect to the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data. An X-ray CT apparatus , wherein the adjusted projection data is obtained by adding a value derived by a predetermined function depending on a difference from the data value of the channel corresponding to a transmission region .
前記所定の関数は、前記差分に所定の重みを掛ける関数である、請求項1に記載のX線CT装置。 The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the predetermined function is a function that multiplies the difference by a predetermined weight . 前記データ置換手段は、前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを前記近傍領域のデータと実質的に同レベルの値を有するデータに置換する請求項1または請求項2に記載のX線CT装置。 3. The X-ray according to claim 1, wherein the data replacement unit replaces data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region with data having a value substantially equal to the data of the neighboring region. CT device. 前記順投影手段は、前記所定の断層像を、前記X線高吸収体を通るパスについてのみ順投影して前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを得、前記所定の断層像の画像再構成に用いた投影データに該X線高吸収体透過領域に対応するデータを上書きして前記順投影データを算出する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のX線CT装置。 The forward projection means forward-projects the predetermined tomographic image only for a path passing through the X-ray superabsorber to obtain data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region, and an image of the predetermined tomographic image The X-ray CT apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the forward projection data is calculated by overwriting projection data used for reconstruction with data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region. . 前記高吸収体領域特定手段は、前記実測投影データにおけるデータの値の閾値判定に基づいて前記X線高吸収体透過領域を特定する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のX線CT置。 The high absorbent region specifying means, X according to any one of claims 1 to 4 for identifying the X-ray superabsorbent transmissive area based on a threshold judgment value of the data in the measured projection data Line CT placement. 前記高吸収体領域特定手段は、前記実測投影データから画像再構成して得られる断層像における画素値の閾値判定、または、該断層像上での操作者による位置指定に基づいて、該断層像のX線高吸収体領域を抽出し、前記X線高吸収体透過領域を特定する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のX線CT装置。 The superabsorbent region specifying means is configured to determine a threshold value of a pixel value in a tomographic image obtained by reconstructing an image from the measured projection data, or based on position designation by an operator on the tomographic image. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein an X-ray superabsorber region is extracted and the X-ray superabsorber transmission region is specified. コンピュータを、
X線高吸収体を含む被検体を複数ビューでX線照射し前記被検体の透過X線を複数のチャネルを有するX線検出器で検出して得られる前記被検体の実測投影データに基づいて、X線高吸収体透過領域を特定する高吸収体領域特定手段と、
前記実測投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応するデータを、該領域の近傍領域に対応するデータから推定されるデータに置換して、置換済投影データを得るデータ置換手段と、
前記置換済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第1の再構成手段と、
所定の断層像を前記複数ビューで順投影して順投影データを算出する順投影手段と、
前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値を、該データの値と、前記置換済投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に基づいて変化させるよう調整してなる調整済投影データを得るデータ調整手段と、
前記調整済投影データに基づいて断層像を画像再構成する第2の再構成手段と、
前記順投影手段、前記データ調整手段および前記第2の再構成手段による処理を複数回繰返し行わせ、最後に再構成された断層像を得る制御手段として機能させるためのプログラムであって、
前記所定の断層像は、1回目の処理では、前記第1の再構成手段により得られる断層像であり、2回目以降の処理では、前回の処理にて前記第2の再構成手段により得られる断層像であり、
前記データ調整手段は、前記順投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値に対して、該データの値と、前記置換済投影データにおける前記X線高吸収体透過領域に対応する前記チャネルのデータの値との差分に依存する所定の関数で導出される値を加算することにより、前記調整済投影データを得る、プログラム。
Computer
Based on the measured projection data of the subject obtained by irradiating the subject including the X-ray superabsorber with a plurality of views and detecting the transmitted X-rays of the subject with an X-ray detector having a plurality of channels. A high-absorber region specifying means for specifying the X-ray high-absorber transmission region;
Data replacement means for replacing the data corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the measured projection data with data estimated from the data corresponding to the vicinity region of the region to obtain replaced projection data;
First reconstruction means for reconstructing a tomographic image based on the replaced projection data;
Forward projection means for forwardly projecting predetermined tomographic images in the plurality of views and calculating forward projection data;
The data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data is set to the value of the data and the channel corresponding to the X-ray high absorber transmission region in the replaced projection data. Data adjustment means for obtaining adjusted projection data adjusted to change based on the difference between the data value;
Second reconstruction means for reconstructing a tomographic image based on the adjusted projection data;
A program for causing the processing by the forward projection means, the data adjustment means, and the second reconstruction means to be repeated a plurality of times, and to function as a control means for obtaining a tomographic image reconstructed last ,
The predetermined tomographic image is a tomographic image obtained by the first reconstruction unit in the first process, and is obtained by the second reconstruction unit in the previous process in the second and subsequent processes. A tomogram,
The data adjustment unit is configured to output the data value and the X-ray superabsorber in the replaced projection data with respect to the data value of the channel corresponding to the X-ray superabsorber transmission region in the forward projection data. A program for obtaining the adjusted projection data by adding a value derived by a predetermined function depending on a difference from a data value of the channel corresponding to a transmission region .
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8768029B2 (en) 2010-10-20 2014-07-01 Medtronic Navigation, Inc. Selected image acquisition technique to optimize patient model construction
JP5725174B2 (en) * 2011-05-31 2015-05-27 株式会社島津製作所 Radiation tomographic image generation method and radiation tomographic image generation program
JP2014518133A (en) * 2011-06-30 2014-07-28 アナロジック コーポレイション Image reconstruction method and system {ITERATEIVEIMAGECONSGTRUCTION}
JP5866958B2 (en) * 2011-10-19 2016-02-24 株式会社島津製作所 Radiation tomography apparatus, radiation tomographic image generation processing apparatus, and radiation tomographic image generation program
EP2797511B1 (en) * 2011-12-27 2016-05-18 Koninklijke Philips N.V. Removal of artifacts from an em field generator from a 3d scan
WO2014033792A1 (en) 2012-08-31 2014-03-06 株式会社島津製作所 X-ray tomographic image-generating apparatus, x-ray tomographic imaging apparatus, and x-ray tomographic image-generating method
CN105229702A (en) * 2013-05-14 2016-01-06 皇家飞利浦有限公司 The artifact of rebuilding for the X ray image of the coordinate grid using geometric configuration coupling reduces
JP6371467B2 (en) * 2015-04-01 2018-08-08 株式会社日立製作所 X-ray CT apparatus, reconstruction calculation apparatus, and X-ray CT image generation method
JP6556541B2 (en) * 2015-07-24 2019-08-07 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Radiation tomography apparatus and program
JP7345292B2 (en) * 2019-06-25 2023-09-15 富士フイルムヘルスケア株式会社 X-ray tomosynthesis device, image processing device, and program

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819533A (en) * 1994-07-05 1996-01-23 Hitachi Medical Corp X-ray ct device
JP3707347B2 (en) * 2000-04-07 2005-10-19 株式会社島津製作所 Image processing method for X-ray CT apparatus, X-ray CT apparatus, and recording medium for X-ray CT imaging
JP2003135450A (en) * 2001-10-31 2003-05-13 Yoshihiko Nomura Method for reducing artifacts in x-ray ct reconstructed image
DE10306016A1 (en) * 2003-02-13 2004-09-02 Siemens Ag Three-dimensional object imaging method wherein object is reconstructed from several projections for e.g. computer tomography, partially alters projection data to form altered projections which are then combined
JP4138558B2 (en) * 2003-04-03 2008-08-27 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Image reconstruction device, image reconstruction method, and radiation tomography apparatus
JP4584550B2 (en) * 2003-06-05 2010-11-24 株式会社日立メディコ X-ray measuring device
WO2005076221A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-18 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Image-wide artifacts reduction caused by high attenuating objects in ct deploying voxel tissue class
JP2006167161A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Tokyo Institute Of Technology X-ray ct image reconstruction method, apparatus, and recording medium recording x-ray ct image reconstruction program

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