JP5607196B2 - X-ray tomography equipment - Google Patents

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本発明は、医療用X線CT(Computed Tomography)装置ヘリカルスキャンでのデュアルエネルギー撮影の画質改善を実現するX線断層撮像装置の技術に関する。   The present invention relates to a technique of an X-ray tomographic imaging apparatus that realizes image quality improvement of dual energy imaging in a medical X-ray CT (Computed Tomography) apparatus helical scan.

従来のX線CT装置においても、デュアルエネルギー撮影したい被検体の部位を、低いX線管電圧と高いX線管電圧で同一部位を撮影し、デュアルエネルギー画像再構成方法によりデュアルエネルギー断層像を得ることができた。
しかし、通常のコンベンショナルスキャン又はシネスキャンによる方法では、スキャン時間にタイムラグ(Time Lag)があるため、被検体の呼吸、拍動、脈動などの体動による位置ずれが発生してしまい、デュアルエネルギー像上に位置ずれアーチファクトが発生しやすかった。
Even in a conventional X-ray CT apparatus, a part of a subject to be imaged with dual energy is imaged at the same part with a low X-ray tube voltage and a high X-ray tube voltage, and a dual energy tomographic image is obtained by a dual energy image reconstruction method. I was able to.
However, in the conventional conventional scan or cine scan method, there is a time lag in the scan time, so that a position shift occurs due to body movement such as breathing, pulsation, and pulsation of the subject, resulting in a dual energy image. Misalignment artifacts were likely to occur on the top.

また、造影撮影においては1スキャン目の開始から2スキャン目の終了まで、造影剤を入れ続ける必要があるため、被検体に注入する造影剤量も多く、被検体の負担が大きかった。
さらに、最近は、スキャン速度を上げるためにX線管球を2管球用いたX線断層撮像装置が提案されている。
特開2006−187453号
In contrast imaging, since it is necessary to keep adding a contrast medium from the start of the first scan to the end of the second scan, the amount of contrast medium injected into the subject is large, and the burden on the subject is large.
Furthermore, recently, an X-ray tomographic imaging apparatus using two X-ray tubes has been proposed in order to increase the scanning speed.
JP 2006-187453 A

複数のX線管球を用いたX線断層撮像装置は、単にスキャン速度を早くすることのみを目的としており、ヘリカルスキャンにおけるデュアルエネルギー撮影については何ら開示していない。
また、仮に複数のX線管球を用いたX線断層撮像装置を用いてデュアルエネルギー撮影行う際は、所定角度だけX線管がずれているため同時に同じ方向からの投影データを取得することができないという問題点があった。
The X-ray tomographic imaging apparatus using a plurality of X-ray tubes is intended only to increase the scanning speed, and does not disclose any dual energy imaging in helical scanning.
In addition, when performing dual energy imaging using an X-ray tomography apparatus using a plurality of X-ray tubes, it is possible to simultaneously obtain projection data from the same direction because the X-ray tube is displaced by a predetermined angle. There was a problem that it was not possible.

そこで、本発明の目的は、複数のX線管を持ったX線断層撮像装置のヘリカルスキャンによるデュアルエネルギー断層像の画質改善を実現するX線断層撮像装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an X-ray tomographic imaging apparatus that realizes image quality improvement of a dual energy tomographic image by helical scanning of an X-ray tomographic imaging apparatus having a plurality of X-ray tubes.

本発明の第1の観点のX線断層撮影装置は、被検体を載置する寝台と、前記被検体の体軸方向を軸として該被検体の周囲を回転させながら該被検体に対して照射する所定のビーム幅のX線を発生する第1X線発生装置と、前記第1X線発生装置と共に前記被検体の周囲を回転させながら前記第1X線発生装置と異なる角度方向から前記被検体に対して照射する所定のビーム幅のX線を発生する第2X線発生装置と、前記第1X線発生装置及び第2X線発生装置それぞれに対向して配置され、前記第1X線発生装置及び第2X線発生装置それぞれから発生したX線に基づく前記被検体のX線投影データを収集するX線検出装置と、前記被検体の体軸方向を軸として前記第1X線発生装置及び第2X線発生装置を回転させる回転部と、前記回転部により前記第1X線発生装置及び第2X線発生器を回転させながら、前記第1X線発生装置及び第2X線発生器と前記寝台とを相対的に移動させてヘリカルスキャンを行う撮影制御部とを有するX線断層撮影装置であって、前記第1X線発生装置及び第2X線発生装置それぞれから発生したX線に基づくそれぞれのX線投影データとして、同じ体軸方向の位置の同じビュー角度のX線投影データの収集を行うX線投影データ制御手段をさらに備える。
第1の観点のX線断層撮影装置は、ヘリカルスキャンで得られる第1X線管と第2X線管のX線投影データにおいて、同じZ方向座標位置で同じビュー角度のX線投影データを短い時間差でX線データ収集することができる。このため、画像再構成などの画像処理の際に、X線投影データを補間処理ができるために画質改善処理などが行い易くなる。
An X-ray tomography apparatus according to a first aspect of the present invention includes a bed on which a subject is placed, and irradiation of the subject while rotating around the subject about the body axis direction of the subject. A first X-ray generator that generates X-rays having a predetermined beam width, and the subject with respect to the subject from an angular direction different from the first X-ray generator while rotating around the subject together with the first X-ray generator. A second X-ray generator for generating X-rays of a predetermined beam width to be irradiated, and the first X-ray generator and the second X-ray generator, which are disposed opposite to the first X-ray generator and the second X-ray generator, respectively. An X-ray detection device that collects X-ray projection data of the subject based on X-rays generated from each of the generation devices, and the first X-ray generation device and the second X-ray generation device with the body axis direction of the subject as an axis Rotating unit for rotating, and the rotating unit An imaging control unit that performs helical scanning by rotating the first X-ray generator and the second X-ray generator and relatively moving the first X-ray generator and the second X-ray generator and the bed. X-ray tomography apparatus having X-ray projection data based on X-rays generated from each of the first X-ray generator and the second X-ray generator, and having the same view angle at the same position in the body axis direction X-ray projection data control means for collecting line projection data is further provided.
The X-ray tomography apparatus according to the first aspect provides a short time difference between X-ray projection data of the same view angle at the same Z-direction coordinate position in the X-ray projection data of the first X-ray tube and the second X-ray tube obtained by helical scanning. Can collect X-ray data. For this reason, since X-ray projection data can be interpolated during image processing such as image reconstruction, image quality improvement processing and the like are facilitated.

第2の観点のX線断層撮影装置は、前記X線投影データ制御手段を、前記第1X線発生装置と第2X線発生装置を、前記体軸方向に所定の距離だけ離して配置することにより、同じ体軸方向の位置の同じビュー角度のX線投影データの収集を行うものとする。
上記第2の観点におけるX線断層撮影装置では、第1X線発生装置と第2X線発生装置との距離を体軸方向(Z軸方向)にずらすことにより、各々のX線投影データを同一座標位置で同一ビュー角度のX線投影データを得ることができる。
In an X-ray tomography apparatus according to a second aspect, the X-ray projection data control means is arranged by disposing the first X-ray generator and the second X-ray generator by a predetermined distance in the body axis direction. Assume that X-ray projection data at the same view angle at the same body axis direction is collected.
In the X-ray tomography apparatus according to the second aspect, each X-ray projection data has the same coordinates by shifting the distance between the first X-ray generator and the second X-ray generator in the body axis direction (Z-axis direction). X-ray projection data having the same view angle at the position can be obtained.

第3の観点のX線断層撮影装置は、前記X線投影データ制御手段は、前記所定の距離に前記第1X線発生装置及び第2X線発生装置のいずれか一方を体軸方向に移動させるX線管可動機構を備える。
この構成により、X線断層撮影装置は、第1X線発生装置と第2X線発生装置との距離を、例えば所定のビーム幅と所定のヘリカルピッチとに基づいて算出される適切な距離に離すことができる。
According to a third aspect of the X-ray tomography apparatus, the X-ray projection data control means moves one of the first X-ray generator and the second X-ray generator in the body axis direction at the predetermined distance. A wire tube moving mechanism is provided.
With this configuration, the X-ray tomography apparatus separates the distance between the first X-ray generator and the second X-ray generator to an appropriate distance calculated based on, for example, a predetermined beam width and a predetermined helical pitch. Can do.

第4の観点のX線断層撮影装置は、前記X線投影データ制御手段を、同じ体軸方向の位置に配置された前記第1X線発生装置と第2X線発生装置から発生したX線に基づく投影データを用いて画像再構成した互いに体軸方向の位置の異なる第1断層像と第2断層像の少なくとも一方について、同じ体軸方向の位置の同じビュー角度のX線投影データとなるような再投影処理を行うものとする。
第4の観点におけるX線断層撮影装置は、Z軸方向に幅のあるX線ビームのX線投影データより、最適な列のX線投影データ列を選択して、時間差の少ない同一Z座標、同一ビュー角度のX線投影データを選ぶことができる。
According to a fourth aspect of the X-ray tomography apparatus, the X-ray projection data control means is based on X-rays generated from the first X-ray generator and the second X-ray generator arranged at the same position in the body axis direction. At least one of the first tomographic image and the second tomographic image having different positions in the body axis direction and reconstructed using the projection data is X-ray projection data having the same view angle at the same position in the body axis direction. Assume that reprojection processing is performed.
An X-ray tomography apparatus according to a fourth aspect selects an X-ray projection data sequence of an optimal column from X-ray projection data of an X-ray beam having a width in the Z-axis direction, and the same Z coordinate with a small time difference, X-ray projection data having the same view angle can be selected.

第5の観点のX線断層撮影装置は、前記X線投影データ制御手段を、同じ体軸方向の位置に配置された前記第1X線発生装置と第2X線発生装置から発生したX線に基づく投影データを用いて画像再構成した互いに体軸方向の位置の異なる第1断層像と第2断層像の少なくとも一方について、同じ体軸方向の位置の同じビュー角度のX線投影データとなるような再投影処理を行うものとする。
第5の観点におけるX線断層撮影装置では、X線管で収集するビュー方向角度が異なっても同時にX線データ収集を行って同一z方向座標の同一時刻の断層像を画像再構成してしまう場合でも、再投影処理部がその断層像より再投影処理を行うことで同一時刻における同一z方向座標で同一ビュー方向のX線投影データを得ることができる。
According to a fifth aspect of the X-ray tomography apparatus, the X-ray projection data control means is based on X-rays generated from the first X-ray generator and the second X-ray generator arranged at the same position in the body axis direction. At least one of the first tomographic image and the second tomographic image having different positions in the body axis direction and reconstructed using the projection data is X-ray projection data having the same view angle at the same position in the body axis direction. Assume that reprojection processing is performed.
In the X-ray tomography apparatus according to the fifth aspect, X-ray data acquisition is performed at the same time even if the view direction angles collected by the X-ray tube are different, and a tomographic image at the same time in the same z-direction coordinate is reconstructed. Even in this case, the reprojection processing unit performs reprojection processing from the tomographic image, so that X-ray projection data in the same view direction can be obtained at the same z-direction coordinates at the same time.

第6の観点のX線断層撮影装置は、再投影処理は、ファン角度を有するビーム方向のファンビーム再投影処理又は平行ビーム方向の平行ビーム再投影処理を含む。
このように、再投影処理は少なくとも2種類の方向から再投影処理を行うことができる。
In the X-ray tomography apparatus according to the sixth aspect, the reprojection process includes a fan beam reprojection process in a beam direction having a fan angle or a parallel beam reprojection process in a parallel beam direction.
Thus, the reprojection process can be performed from at least two types of directions.

第7の観点のX線断層撮影装置では、前記第1X線発生装置は第1エネルギースペクトルのX線を発生し、前記第2X線発生装置は前記第1エネルギースペクトルとは異なる第2エネルギースペクトルを発生し、前記第1エネルギースペクトルのX線及び前記第2エネルギースペクトルのX線に基づくX線投影データを用いて、デュアルエネルギー像を画像再構成するデュアルエネルギー像画像再構成部を備える。
上記第7の観点のX線断層撮影装置では、第1及び第2X線発生装置が1つのX線管電圧を出力するように制御することで、無駄被曝を押えた効率の良いデュアルエネルギー撮影を行うことができる。
In an X-ray tomography apparatus according to a seventh aspect, the first X-ray generator generates X-rays having a first energy spectrum, and the second X-ray generator has a second energy spectrum different from the first energy spectrum. A dual energy image reconstruction unit configured to reconstruct a dual energy image using X-ray projection data generated and based on the X-rays of the first energy spectrum and the X-rays of the second energy spectrum;
In the X-ray tomography apparatus of the seventh aspect, the first and second X-ray generators are controlled so as to output one X-ray tube voltage, so that efficient dual energy imaging that suppresses unnecessary exposure can be performed. It can be carried out.

第8の観点のX線断層撮影装置の撮影制御部は、前記デュアルエネルギー像画像再構成部は、前記第1エネルギースペクトルのX線及び前記第2エネルギースペクトルのX線に基づく、同じ体軸方向の位置の同じビュー角度のX線投影データ同士の加重減算処理を行った後、逆投影処理を行うことにより、デュアルエネルギー像を画像再構成する。
上記第8の観点におけるX線断層撮影装置では、デュアルエネルギー撮影において、高画質のデュアルエネルギー像を得ることができる。
The imaging control unit of the X-ray tomography apparatus according to the eighth aspect is configured so that the dual energy image image reconstruction unit is based on the X-ray of the first energy spectrum and the X-ray of the second energy spectrum. After performing the weighted subtraction process between the X-ray projection data of the same view angle at the position of, the dual energy image is reconstructed by performing the back projection process.
The X-ray tomography apparatus according to the eighth aspect can obtain a high-quality dual energy image in dual energy imaging.

本発明のX線断層撮影装置によれば、X線断層撮影装置のヘリカルスキャンにおいて、原子の分布に関連したX線吸収係数におけるX線管電圧依存情報を表す断層像、いわゆるデュアルエネルギー像の画質を最適化するX線断層撮影装置を実現できる。   According to the X-ray tomography apparatus of the present invention, in the helical scan of the X-ray tomography apparatus, the tomographic image representing the X-ray tube voltage-dependent information in the X-ray absorption coefficient related to the distribution of atoms, so-called dual energy image quality An X-ray tomography apparatus that optimizes the above can be realized.

本発明の一実施例にかかる複数のX線管を持つX線CT装置100を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an X-ray CT apparatus 100 having a plurality of X-ray tubes according to an embodiment of the present invention. (a)は、投影データ空間におけるX線吸収係数によるX線管電圧依存情報の断層像の求め方を示す図である。(b)は、デュアルエネルギー比による各物質の分類を示す図である。(A) is a figure which shows how to obtain | require the tomogram of the X-ray tube voltage dependence information by the X-ray absorption coefficient in projection data space. (B) is a figure which shows the classification | category of each substance by a dual energy ratio. (a)は、2つのX線管の第3世代方式を示す図である。(b)は、90度ずれたX線管の展開図上の軌跡を示す図である。(A) is a figure which shows the 3rd generation system of two X-ray tubes. (B) is a figure which shows the locus | trajectory on the expanded view of the X-ray tube which shifted | deviated 90 degree | times. (c)から(e)は、2つのX線管が180度離れた状態を示す図である。(f)は、2つのX線管と1つの多列X線検出器を示す図である。(C)-(e) is a figure which shows the state which two X-ray tubes left | separated 180 degree | times. (F) is a diagram showing two X-ray tubes and one multi-row X-ray detector. (a)3つのX線管の第3世代方式を示す図である。(b)平面検出器を用いた3つのX線管の第3世代方式を示す図である。(A) It is a figure which shows the 3rd generation system of three X-ray tubes. (B) It is a figure which shows the 3rd generation system of three X-ray tubes using a plane detector. (a)は、2つのX線管球による第4世代方式での各チャネルのX線検出器ファンの位置関係を示す図である。(b)は、3つのX線管球による第4世代方式での各チャネルのX線検出器ファンの位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the positional relationship of the X-ray detector fan of each channel by the 4th generation system by two X-ray tubes. (B) is a figure which shows the positional relationship of the X-ray detector fan of each channel by the 4th generation system by three X-ray tubes. (a)は、時刻t1,t2におけるZ軸方向にずれた2つのX線管のyz平面内の位置を示す図である。(b)は、時刻t1,t2におけるZ軸方向にずれた2つのX線管のxy平面内の位置を示す図である。(図の説明P0038)(A) is a figure which shows the position in yz plane of the two X-ray tubes which shifted | deviated to the Z-axis direction in the time t1, t2. (B) is a figure which shows the position in xy plane of the two X-ray tubes which shifted | deviated to the Z-axis direction in the time t1, t2. (Figure explanation P0038) X線管のZ軸方向位置合わせを行いデュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンを行う処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which aligns the Z-axis direction of an X-ray tube, and performs the helical scan of dual energy imaging | photography. (a)は、時刻t1,t2におけるZ軸方向に一致している2つのX線管でのyz平面内の位置を示す図である。(b)は、時刻t1,t2におけるZ軸方向に一致している2つのX線管でのxy平面内の位置を示す図である。(A) is a figure which shows the position in yz plane in the two X-ray tubes in the Z-axis direction in time t1, t2. (B) is a figure which shows the position in xy plane in the two X-ray tubes in the Z-axis direction in time t1, t2. X線管の位置がZ軸方向に一致している場合のデュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンを行う処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which performs the helical scan of dual energy imaging | photography when the position of a X-ray tube corresponds to a Z-axis direction. 時刻t1,t2におけるZ軸方向に一致している2つのX線管のコリメータにより絞られたX線ビームのyz平面内の位置を示す図である。It is a figure which shows the position in yz plane of the X-ray beam restrict | squeezed by the collimator of the two X-ray tubes in the Z-axis direction in time t1, t2. (a)は、90度ずれたX線管の展開図上の軌跡と再投影処理されたX線投影データの軌跡を示す図である。(b)は、再投影処理してX線投影データのビュー方向を変える処理を示す図である。(A) is a figure which shows the locus | trajectory on the expanded view of the X-ray tube which shifted | deviated 90 degree | times, and the locus | trajectory of the reprojected X-ray projection data. (B) is a figure which shows the process which changes the view direction of X-ray projection data by performing a reprojection process. 一方の断層像の再投影処理を行い、他方のX線収集システムXSのX線投影データのビュー方向に合わせたデュアルエネルギー撮影のフローチャートである。It is a flowchart of the dual energy imaging | photography which performed the reprojection process of one tomogram, and match | combined with the view direction of the X-ray projection data of the other X-ray acquisition system XS. ファンビーム再投影処理を示す図である。It is a figure which shows a fan beam reprojection process. あるZ軸方向範囲[zs,ze]のファンビーム再投影処理のフローチャートである。It is a flowchart of a fan beam reprojection process of a certain Z-axis direction range [zs, ze]. デュアルエネルギー撮影の平行ビーム再投影による断層像画像再構成方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the tomogram image reconstruction method by the parallel beam reprojection of dual energy imaging | photography. 平行ビーム再投影処理を示す図である。It is a figure which shows a parallel beam reprojection process. θ方向の平行ビーム再投影処理例1を示す図である。It is a figure which shows the parallel beam reprojection process example 1 of (theta) direction. θ方向の平行ビーム再投影処理例2を示す図である。It is a figure which shows the parallel beam reprojection process example 2 of (theta) direction. θ方向のラスタスキャンのフローチャートである。6 is a flowchart of raster scanning in the θ direction.

<X線CT装置の全体構成>
図1は、本発明の実施例にかかるX線CT装置100の構成ブロック図である。このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
<Overall configuration of X-ray CT apparatus>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an X-ray CT apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry 20.

操作コンソール1は、操作者の入力を受け付けるキーボード又はマウスなどの入力装置2と、前処理、画像再構成処理、後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5とを具備している。さらに、操作コンソール1は、X線検出器データを前処理して求められた投影データから画像再構成した断層像を表示するモニタ6と、プログラムやX線検出器データや投影データやX線断層像を記憶する記憶装置7とを具備している。撮影条件の入力はこの入力装置2から入力され、記憶装置7に記憶される。撮影テーブル10は、被検体HBを乗せて走査ガントリ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に内蔵するモータで昇降及びテーブル直線移動される。   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 preprocessing, image reconstruction processing, postprocessing, and the like, and X-ray detection collected by the scanning gantry 20 And a data collection buffer 5 for collecting the vessel data. Further, the operation console 1 includes a monitor 6 that displays a tomographic image reconstructed from projection data obtained by preprocessing X-ray detector data, a program, X-ray detector data, projection data, and X-ray tomography. And a storage device 7 for storing an image. The photographing condition is input from the input device 2 and stored in the storage device 7. The imaging table 10 includes a cradle 12 on which the subject HB is placed and taken in and out of the opening of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and moved linearly by a motor built in the imaging table 10.

走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23と、ビーム形成X線フィルタ28と、多列X線検出器24と、データ収集装置(DAS:Data Acquisition System)25とを具備している。本実施例では、これらX線管21及び多列X線検出器24などを、もう1セット90度異なる位置に具備している。X線制御部22は、2つのX線管21の管電圧及び電流を制御する。ガントリ回転部15はX線管21及び多列X線検出器24などを保持し、ベアリングを介して回転可能になっている。X線管21及び多列X線検出器24などがもう1セットあるため、ガントリ回転部15をもう1セット用意してもよい。   The scanning gantry 20 includes an X-ray tube 21, an X-ray controller 22, a collimator 23, a beam forming X-ray filter 28, a multi-row X-ray detector 24, and a data acquisition device (DAS: Data Acquisition System) 25. It has. In the present embodiment, the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are provided at another position 90 degrees different from each other. The X-ray control unit 22 controls the tube voltage and current of the two X-ray tubes 21. The gantry rotating unit 15 holds the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 and is rotatable through a bearing. Since there is another set of the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24, another set of the gantry rotating unit 15 may be prepared.

さらに、走査ガントリ20は、X線制御部22と、被検体HBの体軸の回りに回転しているガントリ回転部15を制御する回転制御部26と、回転制御部26との通信及びクレードル12と信号の送受信を行うガントリ制御部29とを具備している。データ収集装置25は多列X線検出器24からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。ビーム形成X線フィルタ28は撮影中心である回転中心に向かうX線の方向にはフィルタの厚さが最も薄く、周辺部に行くに従いフィルタの厚さが増し、X線をより吸収できるようになっているX線フィルタである。また、後述する実施例1の走査ガントリ20は、一方のX線管21をZ軸方向に移動させるX線管駆動機構32を有している。   Further, the scanning gantry 20 communicates with the X-ray control unit 22, the rotation control unit 26 that controls the gantry rotation unit 15 rotating around the body axis of the subject HB, and the rotation control unit 26 and the cradle 12. And a gantry control unit 29 for transmitting and receiving signals. The data acquisition device 25 converts the analog signal from the multi-row X-ray detector 24 into a digital signal. The beam forming X-ray filter 28 has the thinnest filter thickness in the X-ray direction toward the center of rotation, which is the imaging center, and the filter thickness increases toward the periphery so that X-rays can be absorbed more. X-ray filter. The scanning gantry 20 according to the first embodiment described later includes an X-ray tube driving mechanism 32 that moves one X-ray tube 21 in the Z-axis direction.

中央処理装置3は、前処理部33、画像再構成部34、デュアルエネルギー画像再構成部35及び撮影制御部37を有している。撮影制御部37は再投影処理部38を有している。
前処理部33は、データ収集装置25で収集された生データに対して、チャネル間の感度不均一を補正し、またX線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正するX線量補正等の前処理を実行する。また、ビームハードニング処理を行う。
The central processing unit 3 includes a preprocessing unit 33, an image reconstruction unit 34, a dual energy image reconstruction unit 35, and an imaging control unit 37. The imaging control unit 37 has a reprojection processing unit 38.
The pre-processing unit 33 corrects non-uniform sensitivity between channels for the raw data collected by the data collection device 25, and causes an extreme decrease in signal intensity or signal due to an X-ray strong absorber, mainly a metal part. Pre-processing such as X-ray dose correction for correcting omission is executed. Also, beam hardening processing is performed.

画像再構成部34は、前処理部33で前処理された投影データを受け、その投影データに基づいて画像を再構成する。投影データは、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)がなされて、それに再構成関数Kernel(j)を重畳し、逆フーリエ変換する。そして、画像再構成部34は、再構成関数Kernel(j)を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、被検体HBの体軸方向(Z軸方向)ごとに断層像(xy平面)を求める。画像再構成部34は、この断層像を記憶装置7に記憶させる。
デュアルエネルギー画像再構成部35は、低いX線エネルギースペクトルの投影データ及び高いX線エネルギースペクトルの投影データから、原子の分布に関連したX線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成する。
The image reconstruction unit 34 receives the projection data preprocessed by the preprocessing unit 33 and reconstructs an image based on the projection data. The projection data is subjected to a fast Fourier transform (FFT) for transforming it into the frequency domain, and a reconstruction function Kernel (j) is superimposed on the projection data to perform an inverse Fourier transform. Then, the image reconstruction unit 34 performs a three-dimensional backprojection process on the projection data obtained by superimposing the reconstruction function Kernel (j), and obtains a tomographic image for each body axis direction (Z-axis direction) of the subject HB. (Xy plane) is obtained. The image reconstruction unit 34 stores this tomographic image in the storage device 7.
The dual energy image reconstruction unit 35 generates a two-dimensional distribution tomogram of X-ray tube voltage-dependent information related to the distribution of atoms, so-called dual energy, from projection data of a low X-ray energy spectrum and projection data of a high X-ray energy spectrum. Reconstruct a tomographic image.

撮影制御部37は、前記回転部により前記第1X線発生装置及び第2X線発生器を回転させながら、前記第1X線発生装置及び第2X線発生器と前記寝台とを相対的に移動させてヘリカルスキャンを行うよう、走査ガントリ20、撮影テーブル等を制御する。
また、X線CT装置100は、X線投影データ制御手段(図示せず)を有する。X線投影データ制御手段は、複数のX線管21のビュー方向のずれ角を、同一の体軸方向(Z軸方向)の位置において同一のビュー方向のX線投影データを取得できるようにする制御を行う。具体的には、後述する実施例1〜実施例3を用いて詳述する。
The imaging control unit 37 relatively moves the first X-ray generator and the second X-ray generator and the bed while rotating the first X-ray generator and the second X-ray generator by the rotating unit. The scanning gantry 20, the imaging table, and the like are controlled so as to perform helical scanning.
The X-ray CT apparatus 100 includes X-ray projection data control means (not shown). The X-ray projection data control means can acquire X-ray projection data in the same view direction with respect to the shift angle in the view direction of the plurality of X-ray tubes 21 at the same body axis direction (Z-axis direction) position. Take control. Specifically, this will be described in detail using Examples 1 to 3 described later.

上記のようなX線CT装置100において、複数のX線管を用いたヘリカルスキャンのデュアルエネルギー撮影を行う例を以下に示す。   An example of performing helical scan dual energy imaging using a plurality of X-ray tubes in the X-ray CT apparatus 100 as described above will be described below.

<複数のX線管を使ったデュアルエネルギー撮影>
まず、それぞれの実施例で必要なデュアルエネルギー撮影方法について説明する。
<デュアルエネルギー断層像の画像再構成方法>
画像再構成されるデュアルエネルギー断層像やスカウト像の造影剤等価画像、カルシウム等価画像の作成方法は、以下のようになる。
<Dual energy imaging using multiple X-ray tubes>
First, the dual energy imaging method required in each embodiment will be described.
<Dual energy tomographic image reconstruction method>
A method for creating a contrast agent equivalent image and a calcium equivalent image of a dual energy tomographic image or a scout image to be reconstructed is as follows.

図2(a)は投影データ空間におけるデュアルエネルギー撮影の画像再構成方法の概要を示す。
画像再構成部34は、低いX線管電圧を用いて照射したX線のX線投影データD−Lowに加重加算係数w1を乗算し、同様に高いX線管電圧を用いて照射したX線のX線投影データD−Highに加重加算係数w2を乗算し、定数C1とともに加重加算処理し、デュアルエネルギー断層像G−CSIを作成する。また、画像再構成部34は、画像空間、断層像空間おいても投影データ空間と同様に加重加算処理することでデュアルエネルギー断層像G−CSIを得ることができる。これら加重加算係数w1,w2及び定数C1は、抽出したい原子、強調したい原子、表示上で消したい原子又は部位により定まる。
FIG. 2A shows an outline of an image reconstruction method for dual energy imaging in the projection data space.
The image reconstruction unit 34 multiplies the X-ray projection data D-Low of X-rays irradiated using a low X-ray tube voltage by a weighted addition coefficient w1, and similarly X-rays irradiated using a high X-ray tube voltage. The X-ray projection data D-High is multiplied by the weighted addition coefficient w2, and weighted addition processing is performed together with the constant C1, thereby creating a dual energy tomographic image G-CSI. The image reconstruction unit 34 can obtain a dual energy tomographic image G-CSI by performing weighted addition processing in the image space and tomographic image space in the same manner as in the projection data space. These weighted addition coefficients w1 and w2 and the constant C1 are determined by the atom to be extracted, the atom to be emphasized, the atom or part to be deleted on the display.

例えば加重加算処理部はCT値の近い骨、石灰化を構成するカルシウム成分(Ca成分)と、ヨウ素を主成分とする造影剤(Iodine成分)を分離するために、カルシウム成分を表示上で消すと、つまり画素値を0にすると造影剤成分が抽出され、強調して表示することができる。
また反対に、加重加算処理部は造影剤成分を表示上で消すと、つまり画素値を0にするとカルシウム成分が抽出され、骨や石灰化の部分を強調して表示することができる。
この時に用いるX線投影データは、前処理及びビームハードニング補正したX線投影データを用いる。特にビームハードニング補正では、各X線管電圧において水等価でない物質の部分を水等価なX線透過経路長にすることにより、水以外の物質のX線管電圧依存性をより正しく評価することができる。
For example, the weighted addition processing unit erases the calcium component on the display in order to separate a bone component having a close CT value, a calcium component (Ca component) constituting calcification, and a contrast agent (Iodine component) containing iodine as a main component. That is, when the pixel value is set to 0, the contrast agent component is extracted and can be displayed with emphasis.
On the other hand, when the contrast agent component is erased on the display, that is, when the pixel value is set to 0, the calcium component is extracted and the bone and calcified portions can be emphasized and displayed.
As X-ray projection data used at this time, X-ray projection data subjected to preprocessing and beam hardening correction is used. In particular, in beam hardening correction, the X-ray tube voltage dependence of substances other than water can be more correctly evaluated by setting the water-equivalent X-ray transmission path length for the non-water-equivalent material at each X-ray tube voltage. Can do.

投影データ空間だけでなく断層像空間においても、デュアルエネルギー撮影が可能である。このような処理をすることで、画像再構成部34は造影剤等価画像、カルシウム等価画像を作成することができる。   Dual energy imaging is possible not only in the projection data space but also in the tomographic image space. By performing such processing, the image reconstruction unit 34 can create a contrast agent equivalent image and a calcium equivalent image.

<デュアルエネルギー比画像再構成>
また、別の造影剤等価画像、カルシウム等価画像を画像再構成する方法は、それぞれのX線管電圧を用いて照射したX線の断層像での画素値を利用する方法がある。
例えば、図2(b)のグラフは縦軸にX線管電圧80kVの断層像での各画素値を取り、横軸にX線管電圧140kVの断層像での各画素値を取る。これにより、X線管電圧80kVとX線管電圧140kVとのカルシウムの画素や造影剤の主成分であるヨウ素の画素値は、図中のカルシウムの直線及びその近傍の分布範囲や、ヨウ素の直線及びその近傍の分布範囲に入る。
デュアルエネルギー比のグラフはxy平面内の各々の傾きが実効質量数を表すため、傾きの範囲で各画素を分類することで物質の成分分析、組成分析を行うことができる。
このようなデュアルエネルギー比画像を画像再構成及び画像表示を行う。
<Dual energy ratio image reconstruction>
As another method for reconstructing another contrast agent equivalent image and calcium equivalent image, there is a method of using pixel values in X-ray tomographic images irradiated using respective X-ray tube voltages.
For example, in the graph of FIG. 2B, the vertical axis represents each pixel value in a tomographic image with an X-ray tube voltage of 80 kV, and the horizontal axis represents each pixel value in a tomographic image with an X-ray tube voltage of 140 kV. Thereby, the pixel value of calcium having an X-ray tube voltage of 80 kV and an X-ray tube voltage of 140 kV, or the pixel value of iodine as the main component of the contrast agent, the calcium straight line in the figure and the distribution range in the vicinity thereof, the iodine straight line And the distribution range in the vicinity thereof.
In the graph of the dual energy ratio, each inclination in the xy plane represents an effective mass number, so that component analysis and composition analysis of a substance can be performed by classifying each pixel within the inclination range.
Such a dual energy ratio image is subjected to image reconstruction and image display.

次に、複数のX線管を用いたX線CT装置100のタイプの例を示す。
<複数のX線管を配置した走査ガントリ>
Next, an example of the type of the X-ray CT apparatus 100 using a plurality of X-ray tubes will be shown.
<Scanning gantry with multiple X-ray tubes>

<2管球で2検出器タイプ:第3世代方式>
本実施例におけるX線CT装置100は、図3A(a)のように2つの第1X線管21−1及び第2X線管21−2と、第3世代方式の第1多列X線検出器24−1及び第2多列X線検出器24−2とにより構成される。第1X線管21−1と第2X線管21−2とは、互いに90度ずれて配置されている。
この2つの第1X線管21−1及び第2X線管21−2は、走査ガントリ20の1つの回転部15上で共に回転を行うため、同一時刻に同一ビュー方向のX線データ収集を行うことができない。この場合のヘリカルスキャンを行ったX線管21の展開図の軌跡は、図3A(b)のように、第1X線管21−1が第2X線管21−2より右回り方向に常に90度先に移動し、X線データ収集を行う。このため、後述するように、第1X線管21−1がZ軸方向にずれて配置されていれば、同一時刻に同一ビュー方向のX線データ収集を行うことが可能となる。
<Two-tube, two-detector type: 3rd generation method>
The X-ray CT apparatus 100 according to the present embodiment includes two first X-ray tubes 21-1 and 21-2, as shown in FIG. And a second multi-row X-ray detector 24-2. The first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 are arranged so as to be shifted from each other by 90 degrees.
Since the two first X-ray tubes 21-1 and 21-2 rotate together on one rotating unit 15 of the scanning gantry 20, X-ray data collection in the same view direction is performed at the same time. I can't. In this case, the locus of the developed view of the X-ray tube 21 in which the helical scan is performed is that the first X-ray tube 21-1 is always 90 ° clockwise from the second X-ray tube 21-2 as shown in FIG. 3A (b). Move ahead and collect X-ray data. For this reason, as will be described later, if the first X-ray tube 21-1 is displaced in the Z-axis direction, X-ray data collection in the same view direction can be performed at the same time.

なお、この時の第1X線管21−1と第2X線管21−2とのずれ角は90度であるが、120度又は180度などでも構わない。なお、180度ずれた場合は図3B(c)のように対向するX線管21と多列X線検出器24がZ軸方向に重なることになる。そして、そのX線管21と多列X線検出器24をX軸方向から見ると、図3B(d)又は(e)のようになる。   At this time, the deviation angle between the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 is 90 degrees, but may be 120 degrees or 180 degrees. When the angle is shifted by 180 degrees, the facing X-ray tube 21 and multi-row X-ray detector 24 overlap in the Z-axis direction as shown in FIG. 3B (c). When the X-ray tube 21 and the multi-row X-ray detector 24 are viewed from the X-axis direction, the result is as shown in FIG. 3B (d) or (e).

<2管球で1検出器タイプ:第3世代方式>
また、図3B(f)において走査ガントリ20は、第1X線管21−1及び第2X線管21−2と1つの第3世代の多列X線検出器24とを有している。図3B(f)では、第1X線管21−1による第1X線ファンビームと第2X線管21−2による第2X線ファンビームとが90度間隔で配置されているが、120度でも構わない。2つのX線管21と2つの多列X船検出器24とを配置した場合と同様である。
<1 detector type with 2 tubes: 3rd generation method>
In FIG. 3B (f), the scanning gantry 20 includes a first X-ray tube 21-1, a second X-ray tube 21-2, and one third-generation multi-row X-ray detector 24. In FIG. 3B (f), the first X-ray fan beam by the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray fan beam by the second X-ray tube 21-2 are arranged at intervals of 90 degrees, but may be 120 degrees. Absent. This is the same as the case where two X-ray tubes 21 and two multi-row X ship detectors 24 are arranged.

<3管球で3検出器タイプ:第3世代方式>
また、図4(a)は3つの第1X線管21−1、第2X線管21−2及び第3X線管21−3と3つの第1多列X線検出器24−1,第2多列X線検出器24−2及び第3多列X線検出器24−3とが各々120度ごとにずれた場合を示している。つまり、3つのX線管21が120度ごとに配置されている。多列X線検出器24は、第3世代方式である。これらの3つのX線管21はいずれも走査ガントリ20の回転部15上に120度ごとの間隔で配置し、同時に回転させる。
<3-tube type with 3 detectors: 3rd generation method>
FIG. 4A shows three first X-ray tubes 21-1, a second X-ray tube 21-2, a third X-ray tube 21-3, three first multi-row X-ray detectors 24-1, and a second. The case where the multi-row X-ray detector 24-2 and the third multi-row X-ray detector 24-3 are displaced by 120 degrees each is shown. That is, three X-ray tubes 21 are arranged every 120 degrees. The multi-row X-ray detector 24 is a third generation system. All of these three X-ray tubes 21 are arranged on the rotating portion 15 of the scanning gantry 20 at intervals of 120 degrees and are rotated simultaneously.

また、図4(b)では同様に3つのX線管21が120度ごとずれて配置されているが、多列X線検出器24にはフラットパネルX線検出器に代表されるマトリクス構造の第1二次元X線エリア検出器24−1,第2二次元X線エリア検出器24−2,第3二次元X線エリア検出器24−3を用いている。   Similarly, in FIG. 4B, the three X-ray tubes 21 are similarly shifted by 120 degrees, but the multi-row X-ray detector 24 has a matrix structure typified by a flat panel X-ray detector. A first two-dimensional X-ray area detector 24-1, a second two-dimensional X-ray area detector 24-2, and a third two-dimensional X-ray area detector 24-3 are used.

<2管球で1検出器タイプ:第4世代方式>
また、図5(a)は、回転する2つの第1X線管21−1及び第2X線管21−2と、固定した360度方向の円周状に配置した多列X線検出器24とで構成する第4世代方式を示した図である。
第1X線管21−1と第2X線管21−2とは、走査ガントリ20の1つの回転部15上に90度又は120度又は180度の間隔で配置し、その間隔を保ったまま回転部15が回転する。このときの画像処理部は、画像再構成の前又は画像再構成中において多列X線検出器24の1チャネルを仮想的なファン(扇)の要と見なしたX線検出器ファンのX線投影データとして見なし、いわゆる検出器ファン(ディテクタファン:Detector Fan)に変換して三次元画像再構成、三次元逆投影を行う。
<1 detector type with 2 tubes: 4th generation method>
5A shows two rotating first X-ray tubes 21-1 and second X-ray tubes 21-2, and a fixed multi-row X-ray detector 24 arranged in a 360-degree circumferential shape. It is the figure which showed the 4th generation system comprised by.
The first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 are arranged on one rotating unit 15 of the scanning gantry 20 at intervals of 90 degrees, 120 degrees, or 180 degrees, and rotate while maintaining the interval. The part 15 rotates. At this time, the image processing unit determines that one channel of the multi-row X-ray detector 24 is regarded as a key of a virtual fan (fan) before or during image reconstruction. It is regarded as line projection data, converted into a so-called detector fan (Detector Fan), and three-dimensional image reconstruction and three-dimensional backprojection are performed.

<3管球で1検出器タイプ:第4世代方式>
また、図5(b)では、走査ガントリ20は、第1X線管21−1,第2X線管21−2及び第3X線管21−3の3つのX線管を90度ごとに配置している。また走査ガントリ20は、第4世代の多列X線検出器24を有している。また、この3つのX線管球は90度だけでなく、120度ごとに配置してもよい。
次に、複数のX線管を持つ場合において、同じ体軸方向の位置の同じビュー方向のX線投影データの収集を行う手法について、実施例を挙げて説明する。
<One detector type with 3 tubes: 4th generation method>
In FIG. 5B, the scanning gantry 20 arranges three X-ray tubes, the first X-ray tube 21-1, the second X-ray tube 21-2, and the third X-ray tube 21-3, every 90 degrees. ing. The scanning gantry 20 includes a fourth generation multi-row X-ray detector 24. The three X-ray tubes may be arranged not only at 90 degrees but also at every 120 degrees.
Next, a method for collecting X-ray projection data in the same view direction at the same body axis direction position when there are a plurality of X-ray tubes will be described with reference to an embodiment.

<複数のX線管の撮影方法:X線管のZ軸方向ずらし>
実施例1においては、上記のような複数のX線管21を持つ走査ガントリ20はヘリカルスキャンを行う際に、少なくとも1つのX線管21を撮影条件設定で求められたZ軸方向(体軸方向)の距離にずらすことにより、同一Z軸座標における同一ビュー方向のX線投影データを収集する。X線管21の回転中心を含むZ軸方向におけるX線ビーム幅をD、ヘリカルピッチをpとすると、1回転した時の走査ガントリ20と被検体を乗せたクレードル12との相対的な距離はD・pとなる。
<Multiple X-ray tube imaging method: X-ray tube Z-axis direction shift>
In the first embodiment, when the scanning gantry 20 having a plurality of X-ray tubes 21 as described above performs a helical scan, at least one X-ray tube 21 is obtained in the Z-axis direction (body axis) obtained by setting imaging conditions. X-ray projection data in the same view direction at the same Z-axis coordinate is collected. When the X-ray beam width in the Z-axis direction including the rotation center of the X-ray tube 21 is D, and the helical pitch is p, the relative distance between the scanning gantry 20 and the cradle 12 on which the subject is placed at one rotation is D · p.

例えば図6(a)、図6(b)は、ヘリカルピッチを1としたときの時刻t1と1/4回転後の時刻t2との位置関係をyz平面とxy平面で示した図である。以下では、走査ガントリ20が2管球と2検出器とを有する構成で説明する。   For example, FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the positional relationship between the time t1 when the helical pitch is 1 and the time t2 after ¼ rotation in the yz plane and the xy plane. In the following description, the scanning gantry 20 will be described with a configuration having two tubes and two detectors.

走査ガントリ20は、第1X線管21−1及び第1多列X線検出器24−1からなる第1X線収集システムXS1と、第2X線管21−2及び第2多列X線検出器24−2からなる第2X線収集システムXS2とを有している。第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とのなす角度θが90度の場合の位置は、以下の(数式1)に示す距離Lだけ離した関係にする。こうようにZ軸方向中心位置をZ軸方向に距離Lだけ離しておくことにより、X線投影データ収集の開始ビュー角度は第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とで一致する。
...(数式1)
この距離Lは2管球方式でX線管21のなす角θ=90度の場合は、上述したすべてのタイプにおいて同様に求めることができる。
The scanning gantry 20 includes a first X-ray acquisition system XS1 including a first X-ray tube 21-1 and a first multi-row X-ray detector 24-1, a second X-ray tube 21-2, and a second multi-row X-ray detector. And a second X-ray acquisition system XS2 including 24-2. The positions where the angle θ formed by the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2 is 90 degrees are separated by a distance L shown in the following (Equation 1). Thus, by separating the center position in the Z-axis direction by the distance L in the Z-axis direction, the start view angle of the X-ray projection data acquisition matches between the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2.
. . . (Formula 1)
This distance L can be obtained in the same manner in all the types described above when the angle θ formed by the X-ray tube 21 is 90 degrees in the two-tube system.

また2管球方式でX線管21のなす角θ=120度の場合においは、以下の(数式2)の距離LだけZ軸方向に離すことで、第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2との開始ビュー角度を一致させることができる。
...(数式2)
さらに、3管球方式のX線管21のなす角はθ=120度となるため、3つのX線管21のZ軸方向中心位置をそれぞれ(数式2)の距離LだけZ軸方向に離しておくことで、各々のX線投影データのビュー角度を一致させることができる。
When the angle θ between the X-ray tube 21 and the X-ray tube 21 is 120 degrees in the two-tube method, the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray are separated by separating them in the Z-axis direction by a distance L of the following (Equation 2). The starting view angle with the acquisition system XS2 can be matched.
. . . (Formula 2)
Further, since the angle formed by the three-tube type X-ray tube 21 is θ = 120 degrees, the center positions of the three X-ray tubes 21 in the Z-axis direction are separated in the Z-axis direction by a distance L of (Equation 2). Thus, the view angles of the respective X-ray projection data can be matched.

このように、複数のX線収集システムをそれぞれZ軸方向にずらすことで、複数のX線収集システムは同一Z軸座標において同一ビュー方向のX線投影データを収集できる。なお、距離Lに応じて、複数のX線収集システムのうち1つのX線収集システムを除いてX線収集システムをZ軸方向に移動することができる構造にすることが好ましい。   In this way, by shifting the plurality of X-ray acquisition systems in the Z-axis direction, the plurality of X-ray acquisition systems can acquire X-ray projection data in the same view direction at the same Z-axis coordinate. In addition, according to the distance L, it is preferable to make it the structure which can move an X-ray acquisition system to a Z-axis direction except for one X-ray acquisition system among several X-ray acquisition systems.

図7は、第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2を有するX線CT装置100において同一ビューの投影データを取得するフローチャートを示す。
ステップD1では、スカウト像の撮影をする。スカウト像撮影を行う場合に、複数のX線管を持つX線CT装置100の場合は、被検体を乗せたクレードル12を一度Z軸方向に動かすだけで複数方向のスカウト像を一度に収集することができる。
特に図3A(a),図3B(f)のように、第1X線管21−1と第2X線管21−2とのビュー方向のずれ角が90度の場合は、0度と90度又は90度と180度との2枚のスカウト像をZ軸方向に1度動かすだけで撮影できる。このため、X線CT装置100はスカウト像撮影の効率を上げることができる。
FIG. 7 shows a flowchart for acquiring projection data of the same view in the X-ray CT apparatus 100 having the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2.
In step D1, a scout image is taken. When performing scout imaging, in the case of the X-ray CT apparatus 100 having a plurality of X-ray tubes, scout images in a plurality of directions are collected at once by simply moving the cradle 12 on which the subject is placed in the Z-axis direction. be able to.
In particular, as shown in FIGS. 3A (a) and 3B (f), when the shift angle in the view direction between the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 is 90 degrees, 0 degrees and 90 degrees. Alternatively, two scout images of 90 degrees and 180 degrees can be photographed only by moving once in the Z-axis direction. For this reason, the X-ray CT apparatus 100 can increase the efficiency of scout image capturing.

ステップD2では、デュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンの撮影条件設定を行う。
ステップD1で取得したスカウト像に基づいて、操作者は、デュアルエネルギー撮影を行うヘリカルスキャンの範囲、ヘリカルピッチ、ヘリカルスキャンの走査ガントリ20の回転速度を設定する。さらに操作者は、多列X線検出器24の使用するZ軸方向幅、多列X線検出器24の列幅及び列数、並びにX線ビームZ軸方向幅などの本スキャンの撮影条件を設定する。この撮影条件の設定時にX線ビーム幅D、ヘリカルピッチpが定まれば、撮影制御部37は各X線管21のビュー方向のずれ角θから(数式1),(数式2)で示したように、Z軸方向にずらす距離Lを求めることができる。
In step D2, the imaging condition setting of the dual energy imaging helical scan is performed.
Based on the scout image acquired in step D1, the operator sets the helical scan range, the helical pitch, and the rotational speed of the scanning gantry 20 for performing the dual energy imaging. Further, the operator sets the imaging conditions for the main scan such as the width in the Z-axis direction used by the multi-row X-ray detector 24, the width and number of rows of the multi-row X-ray detector 24, and the width in the X-axis direction of the Z-axis. Set. If the X-ray beam width D and the helical pitch p are determined at the time of setting the imaging conditions, the imaging control unit 37 expresses (Equation 1) and (Equation 2) from the deviation angle θ of each X-ray tube 21 in the view direction. Thus, the distance L shifted in the Z-axis direction can be obtained.

ステップD3では、第1X線管21−1と第2X線管21−2のZ軸方向位置合わせ制御を行う。本スキャンのX線データ収集前に第1X線収集システムXS1をZ軸方向に距離L分だけずらしておく。この第1X線収集システムXS1の移動は中央処理装置3よりガントリ制御部29経由でX線管可動機構32を制御する。   In step D3, Z-axis direction alignment control of the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 is performed. Before the X-ray data acquisition of the main scan, the first X-ray acquisition system XS1 is shifted by the distance L in the Z-axis direction. The movement of the first X-ray acquisition system XS1 controls the X-ray tube moving mechanism 32 from the central processing unit 3 via the gantry control unit 29.

ステップD4では、走査ガントリ20は、X線データ収集を行う。この場合、第1X線管21−1はX線管電圧80kVでX線を照射し、第2X線管21−2はX線管電圧140kVでX線を照射する。   In step D4, the scanning gantry 20 collects X-ray data. In this case, the first X-ray tube 21-1 emits X-rays with an X-ray tube voltage of 80 kV, and the second X-ray tube 21-2 emits X-rays with an X-ray tube voltage of 140 kV.

ステップD5では、画像再構成部34は、X線管電圧80kVの断層像を画像再構成する。
ステップD6では、画像再構成部34は、X線管電圧140kVの断層像を画像再構成する。
ステップD7では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像、造影剤強調画像を画像再構成する。
ステップD8では、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像、造影剤強調画像をモニタ6に画像表示する。
ステップD9では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、デュアルエネルギー撮影の断層像としてデュアルエネルギー比画像を画像再構成する。
ステップD10では、デュアルエネルギー撮影の断層像としてデュアルエネルギー比画像をモニタ6に画像表示する。
In step D5, the image reconstruction unit 34 reconstructs a tomographic image having an X-ray tube voltage of 80 kV.
In step D6, the image reconstruction unit 34 reconstructs a tomographic image having an X-ray tube voltage of 140 kV.
In step D7, the dual energy image reconstruction unit 35 reconstructs a calcium enhanced image and a contrast agent enhanced image as a tomographic image of dual energy imaging.
In step D8, a calcium-enhanced image and a contrast-agent-enhanced image are displayed on the monitor 6 as tomographic images for dual energy imaging.
In step D9, the dual energy image reconstruction unit 35 reconstructs a dual energy ratio image as a tomographic image of dual energy imaging.
In step D10, a dual energy ratio image is displayed on the monitor 6 as a tomographic image for dual energy imaging.

本実施例でにおいては、短い撮影時間間隔でデュアルエネルギー撮影法を行うことができる。例えば、第1X線管21−1と第2X線管21−2とのずれ角θが90度で、ガントリ回転部15の回転速度が0.35秒/回転の場合の撮影時間差ΔTは、0.09秒となる。このように第1X線管21−1と第2X線管21−2でのデュアルエネルギー撮影方法は前述の撮影方法より短い撮影間隔でX線データ収集することができるため、より被検体の体動を抑えることができる。   In this embodiment, the dual energy imaging method can be performed with a short imaging time interval. For example, when the deviation angle θ between the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 is 90 degrees and the rotation speed of the gantry rotating unit 15 is 0.35 seconds / rotation, the imaging time difference ΔT is 0. .09 seconds. As described above, since the dual energy imaging method using the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 can collect X-ray data at an imaging interval shorter than the above-described imaging method, the body motion of the subject can be further increased. Can be suppressed.

また、本実施例では第1X線管21−1と第2X線管21−2とで印加するX線管電圧をそれぞれ80kV、140kVと割り振っているため、X線管電圧を切り換える必要がない。このため前述のX線管電圧をビューごとに切り換える必要もなく、ビュー不足によるエリアジング・アーチファクトの心配もする必要がない。   In this embodiment, since the X-ray tube voltages applied by the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 are respectively assigned to 80 kV and 140 kV, there is no need to switch the X-ray tube voltage. For this reason, it is not necessary to switch the aforementioned X-ray tube voltage for each view, and there is no need to worry about aliasing artifacts due to insufficient views.

本実施例においては、2つ又は3つのX線管21を持つX線CT装置100において、デュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンを行う際に各々のX線収集システムをZ軸方向へ適切な位置にずらすことで、同一Z軸座標において同一ビュー方向のX線投影データを収集することができる。   In the present embodiment, in the X-ray CT apparatus 100 having two or three X-ray tubes 21, each X-ray acquisition system is shifted to an appropriate position in the Z-axis direction when performing a dual energy imaging helical scan. Thus, X-ray projection data in the same view direction can be collected at the same Z-axis coordinate.

なお、ヘリカルシャトルスキャン、可変ピッチヘリカルスキャンのようにヘリカルピッチを可変する場合、撮影制御部37は、その都度、各々のX線管21の距離Lを変化させるようにX線管可動機構32を制御させる。しかし、加速、減速範囲がZ軸方向にそれほど広くない場合、撮影制御部37はヘリカルピッチpと各々のX線管21の距離Lが最適でなくても影響が小さいため、距離Lを動的に変化させる必要がない。   When the helical pitch is varied as in the helical shuttle scan and the variable pitch helical scan, the imaging control unit 37 sets the X-ray tube movable mechanism 32 so as to change the distance L of each X-ray tube 21 each time. Let me control. However, when the acceleration / deceleration range is not so wide in the Z-axis direction, the imaging control unit 37 has a small influence even if the helical pitch p and the distance L between the X-ray tubes 21 are not optimal. There is no need to change it.

<複数のX線管の撮影方法:データ抽出>
実施例2においては、図8(a)又は図8(b)に示すように第1X線管21−1と第2X線管21−2との中心線のZ軸座標が一致している場合に、同一Z軸座標で同一ビュー方向のX線投影データを抽出する実施例を示す。
<Multiple X-ray tube imaging methods: data extraction>
In Example 2, as shown in FIG. 8A or 8B, the Z-axis coordinates of the center lines of the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 match. An example of extracting X-ray projection data in the same view direction with the same Z-axis coordinate is shown below.

図9は、同一Z軸座標で同一ビュー方向のX線投影データのフローチャートを示す。
ステップD41では、スカウト像の撮影をする。
ステップD42では、操作者は、デュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンの撮影条件設定を行う。
ステップD43では、ヘリカルスキャンでのX線データ収集を行う。必要に応じてX線コリメータ23をZ軸方向にコリメータ幅を制御して無駄被曝を低減する。
ステップD44では、前処理部33は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データを前処理する。
ステップD45では、前処理部33は、X線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データを前処理する。ステップD44,ステップD45においては、画像再構成処理の前処理まで、又はビームハードニング補正まで、又はzフィルタ重畳処理までの処理を行っておく。
ステップD46では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データとX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データを加重加算処理し、デュアルエネルギー断層像であるカルシウム強調画像のX線投影データ、造影剤強調画像のX線投影データを求める。
ステップD47では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、カルシウム強調画像の画像再構成を行う、造影剤強調画像の画像再構成を行う。
ステップD48では、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像、造影剤強調画像をモニタ6に画像表示する。
FIG. 9 shows a flowchart of X-ray projection data in the same view direction with the same Z-axis coordinate.
In step D41, a scout image is taken.
In step D42, the operator sets imaging conditions for helical scanning for dual energy imaging.
In step D43, X-ray data is collected by helical scanning. If necessary, the X-ray collimator 23 controls the collimator width in the Z-axis direction to reduce unnecessary exposure.
In step D44, the preprocessing unit 33 preprocesses the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage of 80 kV.
In step D45, the preprocessing unit 33 preprocesses the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV. In step D44 and step D45, processing up to pre-processing of image reconstruction processing, up to beam hardening correction, or up to z-filter convolution processing is performed.
In step D46, the dual energy image reconstruction unit 35 weights the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV and the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV. Addition processing is performed to obtain X-ray projection data of the calcium enhanced image and X-ray projection data of the contrast agent emphasized image which are dual energy tomographic images.
In Step D47, the dual energy image reconstruction unit 35 performs image reconstruction of a contrast-emphasized image that performs image reconstruction of a calcium-weighted image.
In step D48, a calcium-enhanced image and a contrast-agent-enhanced image are displayed on the monitor 6 as tomographic images for dual energy imaging.

<ステップの詳細な説明>
ステップD41〜ステップD42では図7のステップD1〜ステップD2と同様に処理することができる。このためステップD41では2枚のスカウト像が一度に撮れ、ステップD42では撮影条件より各X線管21のずれ量Lを設定できる
<Detailed description of steps>
In Step D41 to Step D42, the same processing as Step D1 to Step D2 in FIG. 7 can be performed. Therefore, in step D41, two scout images can be taken at a time, and in step D42, the shift amount L of each X-ray tube 21 can be set based on the imaging conditions.

ステップD43においては、例えば、第1X線収集システムXS1においてX線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データ収集を行い、第2X線収集システムXS2においてX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データ収集を行う。またコリメータ23による無駄被曝の制御はステップD46の詳細な説明で述べる。   In step D43, for example, X-ray projection data collection of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV is performed in the first X-ray acquisition system XS1, and the X-ray tube voltage 140 kV is used in the second X-ray acquisition system XS2. X-ray projection data collection of irradiated X-rays is performed. Control of waste exposure by the collimator 23 will be described in the detailed description of step D46.

ステップD46において、デュアルエネルギー画像再構成部35は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データとX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データとの加重加算処理を行う時は、同一Z軸座標の同一ビュー方向のX線投影データ同士を加重加算処理する必要がある。このため、画像再構成部34は第1多列X線検出器24−1のある列より距離Lだけずれた,第2多列X線検出器24−2のある列のX線投影データを抽出して、加重加算処理する必要がある。また、距離Lだけずれた所が第2多列X線検出器24−2のある列とある列との間になる場合は、そのある列とある列とを補間処理又は加重加算処理をすることにより、距離LだけずれたX線投影データを求めることができる。そして、3次元画像再構成処理を用いることで、中心位置からずれた位置における断層像の画像再構成を好適に行うことができる。   In step D46, the dual energy image reconstruction unit 35 calculates the X-ray X-ray projection data irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV and the X-ray X-ray projection data irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV. When performing a weighted addition process, it is necessary to perform a weighted addition process on X-ray projection data of the same Z-axis coordinate in the same view direction. For this reason, the image reconstruction unit 34 converts the X-ray projection data of a certain column of the second multi-row X-ray detector 24-2 that is shifted by a distance L from the certain row of the first multi-row X-ray detector 24-1. It is necessary to extract and perform weighted addition processing. Further, when the position shifted by the distance L is between a certain column of the second multi-row X-ray detector 24-2 and a certain column, the certain column and the certain column are subjected to interpolation processing or weighted addition processing. Thus, X-ray projection data shifted by the distance L can be obtained. By using the three-dimensional image reconstruction process, it is possible to suitably perform image reconstruction of a tomographic image at a position shifted from the center position.

また、各X線管21は、あらかじめX線ビームの位置をずらしておいても良い。
例えば図10に示すように、第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とが90度ずれている場合は、ヘリカルピッチp=1の場合、L=D/4となる。この場合のコリメータ制御部は、第1X線収集システムXS1のX線ビームを第1コリメータ23−1でZ軸方向の正方向にD/4だけずらして、第2X線収集システムXS2のX線ビームを第2コリメータ23−2でZ軸方向の正方向にD/4だけずらす。この時のX線ビームはD/4だけずれた第2X線収集システムXS2の列がX線ビームの中に存在することになる。また、このようにX線ビームをコリメータ23でずらすことは、無駄被曝になるX線ビームを減らすこととなりX線利用効率が良くなる。
In addition, each X-ray tube 21 may have the X-ray beam position shifted in advance.
For example, as shown in FIG. 10, when the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2 are shifted by 90 degrees, L = D / 4 when the helical pitch p = 1. In this case, the collimator control unit shifts the X-ray beam of the first X-ray acquisition system XS1 by D / 4 in the positive direction of the Z-axis direction by the first collimator 23-1, and the X-ray beam of the second X-ray acquisition system XS2 Is shifted by D / 4 in the positive direction of the Z-axis direction by the second collimator 23-2. At this time, the X-ray beam has a column of the second X-ray acquisition system XS2 shifted by D / 4 in the X-ray beam. In addition, shifting the X-ray beam with the collimator 23 in this way reduces the amount of X-ray beam that is wasted and increases X-ray utilization efficiency.

画像再構成部34は、このようにして求められたカルシウム等価画像としての造影剤強調画像のX線投影データ、及び造影剤等価画像としてのカルシウム強調画像のX線投影データに対してビームハードニング補正を行うこともできる。   The image reconstruction unit 34 performs beam hardening on the X-ray projection data of the contrast-enhanced image as the calcium equivalent image and the X-ray projection data of the calcium-enhanced image as the contrast agent equivalent image thus obtained. Correction can also be performed.

ステップD47においては、デュアルエネルギー画像再構成部35は、カルシウム強調画像のX線投影データ及び造影剤強調画像のX線投影データに基づいて、デュアルエネルギー撮影の断層像として画像再構成を行うことができる。   In step D47, the dual energy image reconstruction unit 35 may perform image reconstruction as a tomographic image of dual energy imaging based on the calcium-enhanced image X-ray projection data and the contrast agent-enhanced image X-ray projection data. it can.

このようにして、実施例2のX線CT装置は、複数のX線管21での中心線のZ軸座標が一致している場合には、X線ビームの中より同一Z軸座標で同一ビュー角度のX線投影データを抽出してデュアルエネルギー撮影の断層像を画像再構成できる。また、コリメータ制御部はX線コリメータ23−1及びX線コリメータ23−2を制御することでX線管21のX線ビームの位置をZ軸方向にずらしてやることにより、無駄被曝も低減することができる。   In this way, the X-ray CT apparatus of the second embodiment has the same Z-axis coordinates from among the X-ray beams when the Z-axis coordinates of the center lines of the plurality of X-ray tubes 21 match. X-ray projection data at the view angle can be extracted to reconstruct a dual energy tomographic image. In addition, the collimator control unit controls the X-ray collimator 23-1 and the X-ray collimator 23-2 to shift the position of the X-ray beam of the X-ray tube 21 in the Z-axis direction, thereby reducing unnecessary exposure. Can do.

<複数のX線管の撮影方法:再投影方法>
実施例3は、第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とがビュー方向での位置が一致していないX線投影データを取得した場合を説明する。実施例3のX線CT装置は、このようにビュー方向のずれたX線投影データを画像再構成した後に、再投影処理することで同一ビュー方向のX線投影データに変換する。
なお、本実施例では、上述の2管球、3管球のいずれのX線管21においても適用することができる。
<Multiple X-ray tube imaging method: Reprojection method>
The third embodiment will explain a case where the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2 acquire X-ray projection data whose positions in the view direction do not match. The X-ray CT apparatus according to the third embodiment reconstructs X-ray projection data with the view direction shifted in this way, and then re-projects it to convert it into X-ray projection data with the same view direction.
In the present embodiment, the present invention can be applied to any of the above-described two-tube and three-tube X-ray tubes 21.

図11(a)で示すように、ビュー方向に90度ずれた第1X線管21−1と第2X線管21−2とでヘリカルスキャンを行うと、第1X線収集システムXS1のX線投影データは第2X線収集システムXS2のX線投影データよりも90度分だけ早くX線データ収集できてしまう。このため、画像再構成部34は第2X線収集システムXS2のX線投影データを一度断層像として画像再構成処理を行う。次に再投影処理部38は、図11(b)の矢印ARRに示す方向に第2X線収集システムXS2のX線投影データをファンビーム方向に再投影処理することで、第1X線収集システムXS1のX線投影データと第2X線収集システムXS2とのX線投影データのビュー方向を合わせることができる。   As shown in FIG. 11A, when a helical scan is performed with the first X-ray tube 21-1 and the second X-ray tube 21-2 shifted by 90 degrees in the view direction, the X-ray projection of the first X-ray acquisition system XS1 The data can be collected by 90 degrees earlier than the X-ray projection data of the second X-ray acquisition system XS2. Therefore, the image reconstruction unit 34 performs image reconstruction processing once using the X-ray projection data of the second X-ray acquisition system XS2 as a tomographic image. Next, the reprojection processing unit 38 reprojects the X-ray projection data of the second X-ray acquisition system XS2 in the direction of the fan beam in the direction indicated by the arrow ARR in FIG. 11B, so that the first X-ray acquisition system XS1. The X-ray projection data of the X-ray projection data of the second X-ray acquisition system XS2 can be matched with the view direction.

この処理を図11(a)の展開図上で示すと、再投影処理部38は、第2X線収集システムXS2のX線投影データを画像再構成した後に同一Z軸座標において、第1X線収集システムXS1と同じビュー方向にファンビーム再投影処理、又は平行ビーム再投影処理を行い、同一Z軸座標の同一ビュー方向の角度を持つX線投影データREXを得る。
また、デュアルエネルギー画像再構成部35は、X線投影データの投影データ空間におけるにおけるX線デュアルエネルギー像の画像再構成処理において造影剤や骨のX線吸収領域のビームハードニング補正などの非線形補正を行い、ビームハードニングアーチファクトが少ないX線デュアルエネルギー断層像を得ることもできる。
When this process is shown in the development view of FIG. 11A, the reprojection processing unit 38 reconstructs the X-ray projection data of the second X-ray acquisition system XS2 and then reconstructs the first X-ray acquisition at the same Z-axis coordinate. Fan beam reprojection processing or parallel beam reprojection processing is performed in the same view direction as in the system XS1, and X-ray projection data REX having the same Z-axis coordinate and the same view direction angle is obtained.
Further, the dual energy image reconstruction unit 35 performs nonlinear correction such as beam hardening correction of an X-ray absorption region of a contrast agent or bone in image reconstruction processing of an X-ray dual energy image in the projection data space of the X-ray projection data. To obtain an X-ray dual energy tomographic image with few beam hardening artifacts.

図12は、一方の断層像の再投影処理を行い、他方のX線収集システムXSのX線投影データのビュー方向に合わせたデュアルエネルギー撮影のフローチャートである。
ステップD61では、スカウト像の撮影をする。図7のステップD1と同様に2枚のスカウト像が一度に撮ることができる。
FIG. 12 is a flowchart of dual energy imaging in which reprojection processing of one tomographic image is performed and the view direction of the X-ray projection data of the other X-ray acquisition system XS is matched.
In step D61, a scout image is taken. As with step D1 in FIG. 7, two scout images can be taken at a time.

ステップD62では、操作者は、デュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンの撮影条件設定を行う。実施例3では、実施例1,実施例2のように、撮影制御部37が、ヘリカルスキャンの設定条件などより、第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とのX線投影データのずれ量Lを求める必要はない。本実施例で使用するのは第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とのビュー方向のずれ角度θを使用する。画像再構成部34はこのずれ角θ方向で再投影処理を行うことになる。   In step D62, the operator sets imaging conditions for helical scanning for dual energy imaging. In the third embodiment, as in the first and second embodiments, the imaging control unit 37 determines the X-ray projection data of the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2 based on the helical scan setting conditions and the like. It is not necessary to obtain the deviation amount L. What is used in the present embodiment is a view direction deviation angle θ between the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2. The image reconstruction unit 34 performs reprojection processing in the direction of the deviation angle θ.

ステップD63では、第1X線収集システムXS1がX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線データ収集を行い、第2X線収集システムXS2がX線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線データ収集を行う。   In step D63, the first X-ray acquisition system XS1 collects X-ray data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV, and the second X-ray acquisition system XS2 applies the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV. X-ray data collection.

ステップD64では、画像再構成部34は、第2X線管21−2を含む第2X線収集システムXS2のX線管電圧80kVを用いて照射したX線の断層像の画像再構成を行う。
ステップD65では、再投影処理部38は、第2X線収集システムXS2のX線管電圧80kVを用いて照射したX線の断層像を第1X線収集システムXS1のビュー方向と同じ方向に再投影処理を行い、X線管電圧80kVを用いて照射したX線の前処理されたX線投影データを得る。つまり、第2X線収集システムXS2の80kVの断層像を第1X線収集システムXS1のX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データと同じビュー角度を持つ360度フルスキャンのX線投影データ、又は180度+ファン角のハーフスキャンのX線投影データとしてファンビーム再投影処理を行う。
In Step D64, the image reconstruction unit 34 performs image reconstruction of a tomographic image of X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV of the second X-ray acquisition system XS2 including the second X-ray tube 21-2.
In step D65, the reprojection processing unit 38 reprojects the X-ray tomographic image irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV of the second X-ray acquisition system XS2 in the same direction as the view direction of the first X-ray acquisition system XS1. To obtain preprocessed X-ray projection data of X-rays irradiated using an X-ray tube voltage of 80 kV. In other words, a 360-degree full-scan X image having the same view angle as the X-ray projection data of the X-rays irradiated with the 80 kV tomogram of the second X-ray acquisition system XS2 using the X-ray tube voltage 140 kV of the first X-ray acquisition system XS1. Fan beam reprojection processing is performed as line projection data or X-ray projection data of 180 ° + fan angle half scan.

ステップD66では、前処理部33は、X線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データを前処理する。
ステップD67では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データとX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データを同じビュー同士加重加算処理し、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像のX線投影データ、造影剤強調画像のX線投影データを求める。尚、加重加算処理は、一次又は二次以上の高次加重加算処理を用いることができる。
In Step D66, the preprocessing unit 33 preprocesses the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV.
In step D67, the dual energy image reconstruction unit 35 uses the same X-ray projection data for X-rays irradiated using an X-ray tube voltage of 80 kV and X-ray projection data for X-rays irradiated using an X-ray tube voltage of 140 kV. The weight addition processing is performed between the views, and the X-ray projection data of the calcium-weighted image and the X-ray projection data of the contrast agent-weighted image are obtained as a tomographic image of dual energy imaging. The weighted addition process can be a primary or secondary higher-order weighted addition process.

ステップD68では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、カルシウム強調画像の画像再構成を行う、造影剤強調画像の画像再構成を行う。
ステップD69では、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像、造影剤強調画像をモニタ6に画像表示する。
In step D68, the dual energy image reconstruction unit 35 performs image reconstruction of a contrast-emphasized image that performs image reconstruction of a calcium-weighted image.
In step D69, a calcium-enhanced image and a contrast agent-enhanced image are displayed on the monitor 6 as tomographic images for dual energy imaging.

<ファンビーム再投影処理>
図13は、ファンビーム再投影処理の概要を示した図であり、図14は、そのファンビーム再投影処理のフローチャートを示す。ただし、再構成領域をP、Z軸方向始点をzs、Z軸方向終点をzeとし、[zs,ze]の範囲の断層像の再投影処理による再投影プロファイルを求めている。
<Fan beam reprojection processing>
FIG. 13 is a diagram showing an outline of the fan beam reprojection process, and FIG. 14 is a flowchart of the fan beam reprojection process. However, a reprojection profile is obtained by a reprojection process of a tomographic image in the range [zs, ze], where P is the reconstruction area, zs is the start point in the Z-axis direction, and ze is the end point in the Z-axis direction.

ステップT1では、θ=0,z1=zsとする。
ステップT2では、再投影処理部38は、あるZ軸座標znの断層像g(x,y)を読み込む。
ステップT3では、再投影処理部38は、θ方向にX線焦点があるとしてファンビーム再投影処理を行い、θ方向プロファイルデータPθ(β)を求める。
ステップT4では、再投影処理部38は、フルスキャンの場合はθ≧360度か、又はハーフスキャンの場合はθ≧180度かを判断し、YESであればステップT5へ行き、NOであればステップT6へ行く。
ステップT5では、再投影処理部38は、zn≧zeかを判断し、YESならば終了し、NOならばステップT7へ行く。
ステップT6では、θ=θ+Δθとする。この後ステップT2へ戻る。
ステップT7では、n=n+1とする。この後ステップT2へ戻る。
In step T1, θ = 0 and z1 = zs.
In step T2, the reprojection processing unit 38 reads a tomographic image g (x, y) having a certain Z-axis coordinate zn.
In step T3, the reprojection processing unit 38 performs fan beam reprojection processing assuming that the X-ray focal point is in the θ direction, and obtains θ direction profile data Pθ (β).
In step T4, the reprojection processing unit 38 determines whether θ ≧ 360 degrees in the case of full scan or θ ≧ 180 degrees in the case of half scan. If YES, the process goes to step T5, and if NO. Go to step T6.
In step T5, the reprojection processing unit 38 determines whether zn ≧ ze. If YES, the reprojection processing unit 38 ends. If NO, the process proceeds to step T7.
In step T6, θ = θ + Δθ. Thereafter, the process returns to step T2.
In step T7, n = n + 1. Thereafter, the process returns to step T2.

このようにして、同一Z軸座標の同一ビュー方向で第1X線収集システムXS1のX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データと第2X線収集システムXS2のX線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データとを得ることができる。   In this way, X-ray projection data of X-rays irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV of the first X-ray acquisition system XS1 in the same view direction with the same Z-axis coordinate and the X-ray tube voltage of the second X-ray acquisition system XS2 X-ray projection data of X-rays irradiated using 80 kV can be obtained.

図13(a)は、ステップT3において、θ方向のX線焦点からのファンビーム再投影処理を行う様子を示す。再投影処理部38は、X線焦点と各画素g(x1,y1)を結ぶ直線と、角度θであるX線焦点と回転中心Oを通る直線とのなす角度βだけずれた直線に沿って再投影処理を行う。つまり、再投影処理部38は、X線管21の中心方向に対して角度βだけずれた直線上の画素を加算し、多列X線検出器24の位置である円弧曲線上の点にチャネル方向プロファイルPθ(β)をとる。   FIG. 13A shows how the fan beam reprojection process is performed from the X-ray focal point in the θ direction in step T3. The reprojection processing unit 38 is along a straight line shifted by an angle β formed by a straight line connecting the X-ray focal point and each pixel g (x1, y1) and an X-ray focal point having an angle θ and a straight line passing through the rotation center O. Perform reprojection processing. That is, the reprojection processing unit 38 adds pixels on a straight line that is shifted by an angle β with respect to the center direction of the X-ray tube 21, and sets a channel at a point on the circular arc that is the position of the multi-row X-ray detector 24. The direction profile Pθ (β) is taken.

再投影処理部38は、これをチャネル方向角度[−γ,γ]の範囲において、断層像上の各画素とX線焦点とを扇(ファン)の要とした扇方向(ファン方向)に再投影処理、つまり加算処理を行う。
このようにして、再投影処理部38は、得られたファンビーム再投影処理によるチャネル方向プロファイルPθをX線投影データとする。
The reprojection processing unit 38 re-converts the pixels in the tomographic image and the X-ray focal point in the fan direction (fan direction) within the range of the channel direction angle [−γ, γ]. Projection processing, that is, addition processing is performed.
In this way, the reprojection processing unit 38 uses the obtained channel direction profile Pθ obtained by the fan beam reprojection processing as X-ray projection data.

再投影処理部38は、この処理をZ軸方向範囲[zs,ze]において再投影処理を繰り返して[zs,ze]のZ軸方向範囲のX線投影データを求める。図13(b)は、再投影処理を行った結果を示す。
なお、図12のステップD65において再投影処理して得られたX線投影データは、多列X線検出器24のチャネルごとの感度、オフセットなどのバラツキはないため、基本的に前処理の必要がなく、ビームハードニング補正とZフィルタ重畳処理とを必要に応じてかけるだけで良い。
The reprojection processing unit 38 repeats this process in the Z-axis direction range [zs, ze] to obtain X-ray projection data in the Z-axis direction range of [zs, ze]. FIG. 13B shows the result of performing the reprojection process.
Note that the X-ray projection data obtained by the reprojection process in step D65 in FIG. 12 does not vary in sensitivity, offset, etc. for each channel of the multi-row X-ray detector 24. There is no need to perform beam hardening correction and Z filter superimposition processing as necessary.

<平行ビーム再投影処理>
図15は、平行ビーム再投影処理によるデュアルエネルギー撮影方法の処理方法のフローチャートを示す。
ステップD81では、スカウト像の撮影をする。
ステップD82では、操作者が、デュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンの撮影条件設定を行う。図12のステップD62と同様にX線投影データのずれ量Lを求める必要はない。本実施例は平行ビーム再投影処理で使うビュー方向のずれ角度θだけ分かれば良い。
<Parallel beam reprojection processing>
FIG. 15 shows a flowchart of the processing method of the dual energy imaging method by parallel beam reprojection processing.
In step D81, a scout image is taken.
In step D82, the operator sets imaging conditions for helical scanning for dual energy imaging. Similar to step D62 in FIG. 12, it is not necessary to obtain the shift amount L of the X-ray projection data. In this embodiment, it is only necessary to know only the angle θ of the view direction used in the parallel beam reprojection processing.

ステップD83では、X線データ収集を行う。
ステップD84では、第1X線収集システムXS1ではX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線データ収集を行い、画像再構成部34は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線の断層像を画像再構成する。
ステップD85では、90度ビュー方向に遅れた第2X線収集システムXS2ではX線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線データ収集を行う。画像再構成部34は、X線管電圧140kVを用いて照射したX線の断層像を画像再構成する。
In step D83, X-ray data collection is performed.
In step D84, the first X-ray acquisition system XS1 collects X-ray data of X-rays irradiated using an X-ray tube voltage of 140 kV, and the image reconstruction unit 34 applies X-rays irradiated using an X-ray tube voltage of 80 kV. The tomogram of the image is reconstructed.
In Step D85, the second X-ray acquisition system XS2 delayed in the 90-degree view direction performs X-ray data acquisition of X-rays irradiated using an X-ray tube voltage of 80 kV. The image reconstruction unit 34 reconstructs an X-ray tomographic image irradiated with an X-ray tube voltage of 140 kV.

ステップD86では、第2X線収集システムXS2のX線管電圧80kVを用いて照射したX線の断層像を、あるビュー方向から360度フルスキャン分、又は180度+ファン角のハーフスキャン分だけファンビーム再投影処理又は平行ビーム再投影処理を行う。
ステップD87では、第1X線収集システムXS1のX線管電圧140kVを用いて照射したX線の断層像を、あるビュー方向から360度フルスキャン分、又は180度+ファン角のハーフスキャン分だけファンビーム再投影処理、又は平行ビーム再投影処理を行う。
ステップD86,ステップD87において、再投影処理部38は、360度フルスキャンと、180度+ファン角のハーフスキャンとの場合において、各X線投影データ収集系の断層像からファンビーム再投影処理し、X線投影データの開始ビュー方向をX線管電圧80kVとX線管電圧140kVとで揃える。また、再投影処理部38は、平行ビーム再投影処理においても同様にX線投影データの開始ビュー方向を揃えることができる。
In step D86, the X-ray tomographic image irradiated using the X-ray tube voltage 80 kV of the second X-ray acquisition system XS2 is fan-extracted from a certain view direction by 360 degrees full scan or 180 degrees + fan angle half scan. Beam reprojection processing or parallel beam reprojection processing is performed.
In step D87, the X-ray tomographic image irradiated using the X-ray tube voltage 140 kV of the first X-ray acquisition system XS1 is fan-extracted by 360 ° full scan from a certain view direction or 180 ° + fan angle half scan. Beam reprojection processing or parallel beam reprojection processing is performed.
In Step D86 and Step D87, the reprojection processing unit 38 performs a fan beam reprojection process from a tomographic image of each X-ray projection data collection system in the case of 360 degree full scan and 180 degree + fan angle half scan. The start view direction of the X-ray projection data is aligned with the X-ray tube voltage of 80 kV and the X-ray tube voltage of 140 kV. Further, the reprojection processing unit 38 can similarly align the start view direction of the X-ray projection data in the parallel beam reprojection processing.

ステップD88では、前処理部33は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データを前処理する。
ステップD89では、前処理部33は、X線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データを前処理する。
ステップD88,ステップD89においては、断層像を再投影処理したX線投影データであるため、多列X線検出器24のチャネルごとの感度、オフセットなどのバラツキはないため、基本的に不要であり、ビームハードニング補正、zフィルタ重畳処理を必要に応じてかける。
In step D88, the preprocessing unit 33 preprocesses the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage of 80 kV.
In step D89, the preprocessing unit 33 preprocesses the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage of 140 kV.
Steps D88 and D89 are basically unnecessary because they are X-ray projection data obtained by reprojecting a tomographic image, and there are no variations in sensitivity, offset, and the like for each channel of the multi-row X-ray detector 24. , Beam hardening correction and z filter superimposition processing are performed as necessary.

ステップD90では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、X線管電圧80kVを用いて照射したX線のX線投影データとX線管電圧140kVを用いて照射したX線のX線投影データを加重加算処理し、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像のX線投影データ、造影剤強調画像のX線投影データを求める。   In step D90, the dual energy image reconstruction unit 35 weights the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage of 80 kV and the X-ray projection data of the X-rays irradiated using the X-ray tube voltage of 140 kV. Addition processing is performed to obtain X-ray projection data of the calcium-enhanced image and X-ray projection data of the contrast agent-enhanced image as a tomographic image of dual energy imaging.

ステップD91では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、カルシウム強調画像のX線投影データ、造影剤強調画像のX線投影データのビームハードニング補正を行う。
ステップD92では、デュアルエネルギー画像再構成部35は、カルシウム強調画像の画像再構成を行う、造影剤強調画像の画像再構成を行う。
ステップD93では、デュアルエネルギー撮影の断層像としてカルシウム強調画像、造影剤強調画像をモニタ6に画像表示する。
In step D91, the dual energy image reconstruction unit 35 performs beam hardening correction of the X-ray projection data of the calcium enhanced image and the X-ray projection data of the contrast agent enhanced image.
In step D92, the dual energy image reconstruction unit 35 performs image reconstruction of a contrast-emphasized image that performs image reconstruction of a calcium-weighted image.
In step D93, a calcium-enhanced image and a contrast agent-enhanced image are displayed on the monitor 6 as tomographic images for dual energy imaging.

図16は平行ビーム再投影処理の概要を示す。なお、平行ビーム再投影処理においては、Y軸よりθ方向にX線焦点21がある場合に、再投影処理部38は、このθ方向と平行な方向の再構成領域Pに含まれる断層像の各画素g(x1,y1)を加算処理してθ方向の平行ビーム再投影処理を行う。つまり、再投影処理部38は、X線管の中心方向から距離r1だけずれた直線上の画素をすべて加算する。
再投影処理部38は、X線管21の中心方向から[−ra,ra]の範囲においてプロファイルPθ(r)を求め、平行ビーム再投影処理によるプロファイルPθをX線投影データとする。
FIG. 16 shows an outline of the parallel beam reprojection process. In the parallel beam reprojection process, when the X-ray focal point 21 is in the θ direction with respect to the Y axis, the reprojection processing unit 38 reads the tomographic image included in the reconstruction area P in the direction parallel to the θ direction. Each pixel g (x1, y1) is added to perform parallel beam reprojection processing in the θ direction. That is, the reprojection processing unit 38 adds all the pixels on the straight line that are shifted from the center direction of the X-ray tube by the distance r1.
The reprojection processing unit 38 obtains a profile Pθ (r) in a range of [−ra, ra] from the center direction of the X-ray tube 21 and uses the profile Pθ obtained by the parallel beam reprojection processing as X-ray projection data.

図17又は図18は、この時のステップD88における平行ビーム再投影処理の概要を示す。その処理のフローチャートを図19(a),図19(b)に示す。
図17においては、θ方向に断層像についての平行ビーム再投影処理を簡単な処理にし、断層像上のX軸方向のラスタスキャンで行えるようにした処理、いわゆるスタンフォード・アルゴリズムとして高速化することができる。つまり、この処理は断層像をθ方向分回転させてY軸方向に加算を行うことで、θ方向の再投影処理がY軸方向の加算処理となり、X軸方向のラスタスキャンの処理として高速化できる。
FIG. 17 or FIG. 18 shows an outline of the parallel beam reprojection process in step D88 at this time. The flowchart of the process is shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b).
In FIG. 17, the parallel beam reprojection processing for the tomographic image in the θ direction can be simplified, and the processing can be performed by raster scanning in the X-axis direction on the tomographic image, which is speeded up as a so-called Stanford algorithm. it can. In other words, in this process, the tomographic image is rotated by the θ direction and the addition is performed in the Y axis direction, so that the reprojection process in the θ direction becomes the addition process in the Y axis direction, and the speed of the raster scan process in the X axis direction is increased. it can.

図19(a)はそのラスタスキャンのフローチャートを示す。
ステップT11では、θ=0,z1=zsとする。
ステップT12では、再投影処理部38は、あるZ軸座標znの断層像g(x,y)を読み込む。
ステップT13では、再投影処理部38は、θ方向に断層像g(x,y)を回転させ、回転した断層像g(X,Y)を求める。
ステップT14では、再投影処理部38は、Y方向に断層像g(X,Y)を再投影処理し、θ方向プロファイルデータPθ(x)を求める。
ステップT15では、再投影処理部38は、フルスキャンの場合はθ≧360度か、ハーフスキャンの場合はθ≧180度かを判断し、YESであればステップT16へ行き、NOであればステップT17へ行く。
ステップT16では、zn≧zeかを判断し、YESであれば終了し、NOであればステップT18へ行く。
ステップT17では、θ=θ+Δθとする。この後ステップT12へ戻る。
ステップT18では、n=n+1とする。この後ステップT12へ戻る。
FIG. 19A shows a flowchart of the raster scan.
In step T11, θ = 0 and z1 = zs.
In step T12, the reprojection processing unit 38 reads a tomographic image g (x, y) having a certain Z-axis coordinate zn.
In step T13, the reprojection processing unit 38 rotates the tomographic image g (x, y) in the θ direction and obtains the rotated tomographic image g (X, Y).
In step T14, the reprojection processing unit 38 reprojects the tomographic image g (X, Y) in the Y direction to obtain θ direction profile data Pθ (x).
In step T15, the reprojection processing unit 38 determines whether θ ≧ 360 degrees in the case of full scan or θ ≧ 180 degrees in the case of half scan. If YES, the process goes to step T16. Go to T17.
In step T16, it is determined whether zn ≧ ze. If YES, the process ends. If NO, the process goes to step T18.
In step T17, θ = θ + Δθ is set. Thereafter, the process returns to step T12.
In step T18, n = n + 1. Thereafter, the process returns to step T12.

図18においては、図17と同様に断層像に対して行うθ方向の平行ビーム再投影処理を簡単な処理にして、X軸方向のラスタスキャンで行って高速化できる。
この処理は断層像をX軸方向にシフト処理を行い、Y軸方向に加算処理を行うことで、θ方向の再投影処理がY軸方向の加算処理となり、断層像上のX軸方向ラスタスキャン処理として高速化できる。
In FIG. 18, as in FIG. 17, parallel beam reprojection processing in the θ direction performed on the tomographic image can be simplified and performed by raster scanning in the X axis direction to increase the speed.
In this process, the tomographic image is shifted in the X-axis direction and the addition process is performed in the Y-axis direction, so that the reprojection process in the θ direction becomes the addition process in the Y-axis direction, and the X-axis direction raster scan on the tomographic image The processing can be speeded up.

図19(b)はその処理のフローチャートを示す。
この処理は図19(a)の処理のフローチャートとほぼ同様に処理できる。
変更点は図19(a)のステップT13を図19(b)のステップT23に差し替えるだけでよい。
ステップT23では、断層像g(x,y)において、y=y1の時にX軸方向のずれ量を−y1・tanθとする。また、このずれ量は各Y座標においても、各X軸方向の1次元断層像データをずれ量分シフトさせる。
FIG. 19B shows a flowchart of the processing.
This process can be performed in substantially the same manner as the flowchart of the process of FIG.
The only change is that step T13 in FIG. 19A is replaced with step T23 in FIG. 19B.
In step T23, in the tomographic image g (x, y), when y = y1, the deviation amount in the X-axis direction is set to −y1 · tan θ. In addition, this shift amount shifts the one-dimensional tomographic image data in the X-axis direction by the shift amount even at each Y coordinate.

このようにして、本実施例においては、複数のX線管を持つX線CT装置100において、Z軸方向中心位置が一致し、ビュー方向にずれていても、まず同一Z軸座標で同一時刻にビュー方向のずれたX線投影データを断層像として画像再構成した後に、再投影処理により同一ビュー方向のX線投影データとして得ることができる。   In this way, in the present embodiment, in the X-ray CT apparatus 100 having a plurality of X-ray tubes, even if the Z-axis direction center positions coincide and deviate in the view direction, first, at the same time with the same Z-axis coordinates. After the X-ray projection data whose view direction is shifted is reconstructed as a tomographic image, it can be obtained as X-ray projection data in the same view direction by reprojection processing.

また、それぞれの実施例でのX線管電圧は第1X線収集システムXS1と第2X線収集システムXS2とを逆に設定してもよい。
以上の複数のX線管21を有するX線CT装置100によれば、ヘリカルスキャンのデュアルエネルギー撮影での断層像の画質改善を実現する効果がある。なお、デュアルエネルギー撮影においては、デュアルエネルギー像は画像ノイズが大きくなりやすい。そこで画像ノイズを最小にするために、加重加算係数分を考慮して、低いX線管電圧の断層像の画像ノイズと高いX線管電圧の断層像の画像ノイズとをほぼ等しくするようにすることが好ましい。
Further, the X-ray tube voltage in each embodiment may be set so that the first X-ray acquisition system XS1 and the second X-ray acquisition system XS2 are reversed.
According to the X-ray CT apparatus 100 having the plurality of X-ray tubes 21 described above, there is an effect of improving the image quality of the tomographic image in the dual energy imaging of the helical scan. Note that, in dual energy imaging, image noise tends to be large in a dual energy image. Therefore, in order to minimize the image noise, the image noise of the tomographic image with the low X-ray tube voltage and the image noise of the tomographic image with the high X-ray tube voltage are made substantially equal in consideration of the weighted addition coefficient. It is preferable.

本発明は、複数のX線管21により複数のX線管電圧のX線投影データを同じ体軸方向の位置の同じ方向のビューで構成されるX線投影データを得ることができる。そして、複数のX線管電圧のX線投影データに対してX線投影データ空間の補正処理を行うことで、画質の改善されたデュアルエネルギー撮影を行うこともできる。   In the present invention, X-ray projection data composed of a plurality of X-ray tubes 21 and X-ray projection data of a plurality of X-ray tube voltages can be obtained from views in the same direction at the same body axis direction. Then, by performing X-ray projection data space correction processing on X-ray projection data of a plurality of X-ray tube voltages, dual energy imaging with improved image quality can be performed.

また、本発明において、複数のX線管によるヘリカルスキャンでのデュアルエネルギー撮影を行う場合に、同じビュー方向からX線データ収集を行うことは、360度フルスキャンの場合でも、180度+ファン角のハーフスキャンの場合でもX線投影データ空間における補正処理を行えるため、画質改善を行うことができる点で有利である。特に、デュアルエネルギー撮影においては、被検体が体動、脈動、拍動、呼吸などにより動いてしまう場合があり、複数のX線投影データがずれて位置ずれ(ミスレジストレーションmiss registration)アーチファクトが発生する可能性がある。このような部位に対しては、短時間でX線データ収集を行う180度+ファン角のハーフスキャンの撮影を行う。体動の可能性の低い部位の撮影には360度フルスキャンの撮影を行うことで撮影条件の最適化が行える。
本実施例においては、デュアルエネルギー撮影においてカルシウム強調画像及び造影剤強調画像を画像再構成しているが、同様に他の物質の強調画像も画像再構成することができる。また、本実施例は、ヘリカルスキャンの場合について記載しているが、可変ピッチヘリカルスキャン、ヘリカルシャトルスキャンの場合についても同様に効果を出すことができる。可変ピッチヘリカルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様ながらクレードル12の速度を可変させてX線投影データを収集する撮影方法である。ヘリカルシャトルスキャンとは、ヘリカルスキャンと同様ながらクレードル12を加速・減速させて、Z軸の正方向又はZ軸の負方向に往復移動させてX線投影データを収集するスキャン方法である。
Further, in the present invention, when dual energy imaging is performed with helical scanning using a plurality of X-ray tubes, X-ray data collection from the same view direction is 180 degrees + fan angle even in the case of 360 degrees full scanning. Even in the case of half scan, since correction processing in the X-ray projection data space can be performed, it is advantageous in that image quality can be improved. In particular, in dual energy imaging, the subject may move due to body movement, pulsation, pulsation, breathing, etc., and a plurality of X-ray projection data shifts and misregistration (misregistration miss registration) artifacts occur. there's a possibility that. For such a part, 180-degree + fan-angle half-scan imaging for collecting X-ray data in a short time is performed. The imaging conditions can be optimized by taking a 360-degree full scan for imaging a region with low possibility of body movement.
In the present embodiment, the calcium-enhanced image and the contrast-agent-enhanced image are reconstructed in dual energy imaging. Similarly, enhanced images of other substances can be reconstructed. In addition, although the present embodiment describes the case of the helical scan, the same effect can be obtained in the case of the variable pitch helical scan and the helical shuttle scan. The variable pitch helical scan is an imaging method that collects X-ray projection data by changing the speed of the cradle 12 in the same manner as the helical scan. The helical shuttle scan is a scanning method that collects X-ray projection data by accelerating and decelerating the cradle 12 and reciprocating in the positive direction of the Z axis or the negative direction of the Z axis in the same manner as the helical scan.

さらに、本実施例は、生体信号にX線データ収集が同期しない場合について記載しているが、生体信号、特に、心拍信号に同期させても同様な効果を出すことができる。
なお、本実施例においては、撮影テーブル10のクレードル12をZ軸方向に動かすことにより、ヘリカルスキャンを実現している。しかし、本実施例は、走査ガントリ20又は走査ガントリ20内の回転部15を撮影テーブル10のクレードル12に対して動かすことによっても、相対的に同様な効果を得ることができる。
Furthermore, although the present Example has described about the case where X-ray data acquisition is not synchronized with a biological signal, the same effect can be produced even if it synchronizes with a biological signal, especially a heartbeat signal.
In this embodiment, the helical scan is realized by moving the cradle 12 of the imaging table 10 in the Z-axis direction. However, in the present embodiment, a relatively similar effect can be obtained by moving the scanning gantry 20 or the rotating unit 15 in the scanning gantry 20 with respect to the cradle 12 of the imaging table 10.

本実施例では、医用X線CT装置を元について記載されているが、産業用X線CT装置、又は、他の装置と組み合わせたX線CT−PET装置,X線CT−SPECT装置などにおいても利用できる。   In the present embodiment, the medical X-ray CT apparatus is described based on the original, but also in an industrial X-ray CT apparatus or an X-ray CT-PET apparatus, an X-ray CT-SPECT apparatus combined with other apparatuses, etc. Available.

1 … 操作コンソール
2 … 入力装置
3 … 中央処理装置 (33 … 前処理部,34 … 画像再構成部,35 … デュアルエネルギー画像再構成部,37… 撮影制御部, 38 … 再投影処理部)
5 … データ収集バッファ
6 … モニタ
7 … 記憶装置
10 … 撮影テーブル
12 … クレードル
15 … 回転部
20 … 走査ガントリ
21 … X線管 (21−1 … 第1X線管,21−2 … 第2X線管)
22 … X線制御部
23 … コリメータ
24 … 多列X線検出器 (24−1 … 第1多列X線検出器,24−2 … 第2多列X線検出器)
25 … データ収集装置(DAS)
26 … 回転部コントローラ
28 … ビーム形成X線フィルタ
29 … 制御コントローラ
30 … スリップリング
32 … X線管可動機構
dP … X線検出器面
P … 画像再構成領域
D … 回転中心軸上での多列X線検出器幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation console 2 ... Input device 3 ... Central processing unit (33 ... Pre-processing part, 34 ... Image reconstruction part, 35 ... Dual energy image reconstruction part, 37 ... Imaging | photography control part, 38 ... Reprojection process part)
5 ... Data collection buffer 6 ... Monitor 7 ... Storage device 10 ... Imaging table
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Cradle 15 ... Rotating part 20 ... Scanning gantry 21 ... X-ray tube (21-1 ... 1st X-ray tube, 21-2 ... 2nd X-ray tube)
22 ... X-ray controller 23 ... Collimator 24 ... Multi-row X-ray detector (24-1 ... First multi-row X-ray detector, 24-2 ... Second multi-row X-ray detector)
25 ... Data collection device (DAS)
26: Rotating part controller 28 ... Beam forming X-ray filter 29 ... Control controller 30 ... Slip ring 32 ... X-ray tube moving mechanism dP ... X-ray detector plane P ... Image reconstruction area D ... Multiple rows on the rotation center axis X-ray detector width

Claims (4)

被検体を載置する寝台と、
前記被検体の体軸方向を軸として該被検体の周囲を回転させながら該被検体に対して照射する所定のビーム幅の第1X線を発生する第1X線発生装置と、

前記第1X線発生装置と同じ体軸方向の位置であって異なる角度位置に配置され、前記第1X線発生装置と共に前記被検体の周囲を回転させながら前記第1X線発生装置と異なる角度方向から前記被検体に対して照射する所定のビーム幅の第2X線を発生する第2X線発生装置と、

前記第1X線発生装置及び前記第2X線発生装置それぞれに対向して配置され、前記第1X線発生装置及び前記第2X線発生装置それぞれから発生したX線に基づく前記被検体のX線投影データを収集するX線検出装置と、

前記被検体の体軸方向を軸として前記第1X線発生装置及び前記第2X線発生装置を回転させる回転部と、
前記回転部により前記第1X線発生装置及び前記第2X線発生器を回転させながら、前記第1X線発生装置及び前記第2X線発生器と前記寝台とを相対的に移動させてヘリカルスキャンを行う撮影制御部とを有するX線断層撮影装置であって、

前記ヘリカルスキャンにより、同じ回転で得られる異なるビュー角度範囲の前記第1X線に基づく第1X線投影データと前記第2X線に基づく第2X線投影データとの少なくとも一方を用いて得られる断層像について再投影処理を行うことにより、同じビュー角度範囲の前記第1X線に基づく第1X線投影データと前記第2X線に基づく第2X線投影データを得るX線投影データ制御手段をさらに備える

ことを特徴とするX線断層撮影装置。
A bed on which the subject is placed;
A first X-ray generator for generating a first X-ray having a predetermined beam width for irradiating the subject while rotating around the subject around the body axis direction of the subject;

The same position as the first X-ray generator in the body axis direction and at a different angular position, and while rotating around the subject together with the first X-ray generator, from a different angle direction than the first X-ray generator. A second X-ray generator for generating second X-rays having a predetermined beam width for irradiating the subject;

Wherein the 1X-ray generator and in opposition to each of the first 2X-ray generator is arranged, the subject of the X-ray projection data based on X-rays generated from each of the first 1X-ray generator and the first 2X-ray generator An X-ray detection device for collecting

A rotating unit for rotating the first 1X-ray generator and the first 2X-ray generating apparatus body axis direction of the subject as an axis,
While rotating the first 1X-ray generator and the first 2X-ray generator by the rotation unit performs a helical scan and the bed and the second 1X-ray generator and the first 2X-ray generator are relatively moved An X-ray tomography apparatus having an imaging control unit,

A tomographic image obtained by using the helical scan and using at least one of the first X-ray projection data based on the first X-ray and the second X-ray projection data based on the second X-ray in different view angle ranges obtained by the same rotation. X-ray projection data control means for obtaining first X-ray projection data based on the first X-ray and second X-ray projection data based on the second X-ray in the same view angle range by performing reprojection processing.

X-ray tomography apparatus characterized by the above.
前記再投影処理は、ファン角度を有するビーム方向のファンビーム再投影処理又は平行ビーム方向の平行ビーム再投影処理を含むことを特徴とする請求項1に記載のX線断層撮像装置。
The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the reprojection process includes a fan beam reprojection process in a beam direction having a fan angle or a parallel beam reprojection process in a parallel beam direction.
前記第1X線発生装置は第1エネルギースペクトルのX線を発生し、前記第2X線発生装置は前記第1エネルギースペクトルとは異なる第2エネルギースペクトルを発生し、

前記第1エネルギースペクトルのX線及び前記第2エネルギースペクトルのX線に基づくX線投影データを用いて、デュアルエネルギー像を画像再構成するデュアルエネルギー像画像再構成部を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のX線断層撮像装置。
The first X-ray generator generates X-rays of a first energy spectrum, the second X-ray generator generates a second energy spectrum different from the first energy spectrum;

A dual energy image reconstruction unit that reconstructs a dual energy image using X-ray projection data based on the X-rays of the first energy spectrum and the X-rays of the second energy spectrum is provided. The X-ray tomographic imaging apparatus according to Item 1 or Claim 2.
前記デュアルエネルギー像画像再構成部は、前記第1エネルギースペクトルのX線及び前記第2エネルギースペクトルのX線に基づく、同じ体軸方向の位置の同じビュー角度のX線投影データ同士の加重減算処理を行った後、逆投影処理を行うことにより、デュアルエネルギー像を画像再構成することを特徴とする請求項3に記載のX線断層撮像装置。 The dual energy image reconstruction unit performs weighted subtraction processing between X-ray projection data of the same view angle at the same position in the body axis direction based on the X-ray of the first energy spectrum and the X-ray of the second energy spectrum The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 3, wherein a dual energy image is reconstructed by performing a back projection process after performing the above.
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