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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
21
24a
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,
Claims (7)
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 .
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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