JP5725930B2 - Image generating apparatus, X-ray CT apparatus, and program - Google Patents

Image generating apparatus, X-ray CT apparatus, and program Download PDF

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Description

本発明は、画像生成装置およびX線CT(Computed Tomography)装置並びにそのためのプログラム(program)に関し、詳しくは、デュアルエネルギー(dual
energy)撮影によって得られる画像の画質を改善する技術に関する。
The present invention relates to an image generation apparatus, an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and a program therefor, and more particularly, to dual energy (dual).
energy) relates to a technique for improving the quality of an image obtained by shooting.

従来、X線CT撮影において、デュアルエネルギー撮影によって得られたデータ(data)を基に、撮影対象を所望の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像に相当するモノクロマチック(monochromatic)画像を再構成する方法が知られている。この方法は、撮影対象を互いに異なる2種類の基底物質の合成によって表すモデル、すなわち、撮影対象を構成する各物質のX線吸収係数を、X線吸収係数が互いに異なる2種類の基底物質のX線吸収係数の加重加算によって表すモデルに基づくものであり、例えば、次のような方法が挙げられる。   Conventionally, in X-ray CT imaging, it corresponds to an image obtained when X-ray CT imaging is performed with an X-ray having a desired effective X-ray energy based on data (data) obtained by dual energy imaging. Methods for reconstructing a monochromatic image are known. This method is a model that represents an object to be imaged by combining two different base materials, that is, the X-ray absorption coefficient of each material constituting the image object, and the X-ray absorption coefficients of the two types of base materials having different X-ray absorption coefficients. This is based on a model expressed by weighted addition of linear absorption coefficients. For example, the following method can be cited.

まず、X線CT装置を用いて撮影対象に対するデュアルエネルギー撮影を行い、X線管電圧が80kVpのときの複数ビュー(view)の投影データと、X線管電圧が140kVpのときの複数ビューの投影データとを収集する。   First, dual energy imaging is performed on an imaging target using an X-ray CT apparatus, and projection data of a plurality of views when the X-ray tube voltage is 80 kVp and projection of a plurality of views when the X-ray tube voltage is 140 kVp. Collect data and.

次に、撮影対象を構成する基底物質を水およびヨウ素とし、80kVpの投影データおよび140kVpの投影データに基づく所定の処理により、撮影対象における仮想的な水の密度分布を表す水密度画像と、撮影対象における仮想的なヨウ素の密度分布を表すヨウ素密度画像とを再構成する。   Next, a water density image representing a virtual water density distribution in the imaging target is obtained by performing predetermined processing based on projection data of 80 kVp and projection data of 140 kVp, with the base material constituting the imaging target being water and iodine. An iodine density image representing a virtual iodine density distribution in the object is reconstructed.

そして、水密度画像とヨウ素密度画像とを、求めたいモノクロマチック画像の実効X線エネルギーに応じて定まる加重係数により加重加算処理して、モノクロマッチ画像を求める(例えば、特許文献1,図5、特許文献2等参照)。   Then, the water density image and the iodine density image are subjected to weighted addition processing using a weighting coefficient determined according to the effective X-ray energy of the monochrome image to be obtained to obtain a monochrome match image (for example, Patent Document 1, FIG. 5, (See Patent Document 2 etc.).

特開2010−172590号公報JP 2010-172590 A 米国特許7724865号公報(US2009/0052612)US7724865 (US2009 / 0052612)

上記のモノクロマチック画像再構成方法では、モノクロマチック画像における各画素の画素値を、水密度画像における対応画素の画素値と、ヨウ素密度画像における対応画素の画素値とを加重加算処理することによって求めている。   In the above-described monochrome image reconstruction method, the pixel value of each pixel in the monochrome image is obtained by weighted addition processing of the pixel value of the corresponding pixel in the water density image and the pixel value of the corresponding pixel in the iodine density image. ing.

この加重加算処理は、図6に示すように、ベクトル(vector)を用いて表すと理解し易い。   As shown in FIG. 6, this weighted addition process can be easily understood by using a vector.

図6のグラフ(graph)は、水およびヨウ素の各物質について、X線管電圧が80kVpのときのCT画像におけるその物質の画素値と、X線管電圧が140kVpのときのCT画像におけるその物質の画素値との関係を示している。   The graph of FIG. 6 shows, for each substance of water and iodine, the pixel value of the substance in the CT image when the X-ray tube voltage is 80 kVp, and the substance in the CT image when the X-ray tube voltage is 140 kVp. The relationship with the pixel value is shown.

図6のグラフにおける各直線は、各物質とそれぞれ対応しており、直線の傾きは、その物質のX線吸収係数の大きさと相関を有している。そして、その物質の直線に沿ったベクトルは、各物質の物質密度画像における画素値、すなわちその物質の密度と対応している。具体的には、水の直線Lwに沿ったベクトルVwは、水密度画像における画素値、すなわち水の密度と対応しており、ヨウ素の直線Lioに沿ったベクトルVioは、ヨウ素密度画像における画素値、すなわちヨウ素の密度と対応している。したがって、モノクロマチック画像における各画素の画素値を求めるための、水密度画像における対応画素の画素値と、ヨウ素密度画像における対応画素の画素値との加重加算処理は、図6において、水のベクトルVwと、ヨウ素のベクトルVioとの線形加算和で表すことができる。   Each straight line in the graph of FIG. 6 corresponds to each substance, and the slope of the straight line has a correlation with the magnitude of the X-ray absorption coefficient of the substance. The vector along the straight line of the substance corresponds to the pixel value in the substance density image of each substance, that is, the density of the substance. Specifically, the vector Vw along the water straight line Lw corresponds to the pixel value in the water density image, that is, the water density, and the vector Vio along the iodine straight line Lio is the pixel value in the iodine density image. That is, it corresponds to the density of iodine. Therefore, the weighted addition process of the pixel value of the corresponding pixel in the water density image and the pixel value of the corresponding pixel in the iodine density image to obtain the pixel value of each pixel in the monochrome image is shown in FIG. It can be expressed as a linear sum of Vw and iodine vector Vio.

ここで、X線吸収係数が水より大きくヨウ素より小さい物質Q1の画素値を、水の密度を表す画素値(水のベクトルVw)と、ヨウ素の密度を表す画素値(ヨウ素のベクトルVio)との加重加算(線形加算和)で表すことを考える。この場合、図6に示すように、加重加算に用いる水密度画像における画素値(+w11・Vw)とヨウ素密度画像における画素値(+w12・Vio)とはいずれも正(プラス)となり、この加重加算処理は、水の密度を表す画素値とヨウ素の密度を表す画素値とによる「補間処理」に相当する。   Here, the pixel value of the substance Q1 having an X-ray absorption coefficient larger than that of water and smaller than that of the iodine is represented by a pixel value representing water density (water vector Vw) and a pixel value representing iodine density (iodine vector Vio). Consider the weighted addition (linear sum). In this case, as shown in FIG. 6, the pixel value (+ w11 · Vw) in the water density image used for the weighted addition and the pixel value (+ w12 · Vio) in the iodine density image are both positive (plus). The process corresponds to an “interpolation process” using a pixel value representing the density of water and a pixel value representing the density of iodine.

上記「補間処理」の場合、画素値を求めようとする画素が表す物質のX線吸収係数が、水およびヨウ素のX線吸収係数から比較的近くなるので、求められる画素値の精度はよい。   In the case of the “interpolation process”, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel whose pixel value is to be obtained is relatively close to the X-ray absorption coefficients of water and iodine, so that the accuracy of the obtained pixel value is good.

物質Q1は、例えば、心臓や肝臓などの軟部組織や、骨部組織などである。   The substance Q1 is, for example, a soft tissue such as a heart or a liver or a bone tissue.

次に、X線吸収係数が水より小さい物質Q2、あるいは、X線吸収係数がヨウ素より大きい物質Q3の画素値を、水の密度を表す画素値(水のベクトルVw)と、ヨウ素の密度を表す画素値(ヨウ素のベクトルVio)との加重加算(線形加算和)で表すことを考える。この場合、図6に示すように、加重加算に用いる水密度画像における画素値(+w21・Vw,-w32・Vw)とヨウ素密度画像における画素値(−w22・Vio,+w31・Vio)とでは、いずれかが負(マイナス)となり、この加重加算処理は、水の密度を表す画素値とヨウ素の密度を表す画素値とによる「補外処理」に相当する。   Next, the pixel value of the substance Q2 whose X-ray absorption coefficient is smaller than water, or the substance Q3 whose X-ray absorption coefficient is larger than iodine, the pixel value (water vector Vw) representing the density of water, and the iodine density It is assumed that the pixel value is expressed by weighted addition (linear addition sum) with the pixel value (iodine vector Vio). In this case, as shown in FIG. 6, the pixel value (+ w21 · Vw, −w32 · Vw) in the water density image used for the weighted addition and the pixel value (−w22 · Vio, + w31 · Vio) in the iodine density image are Either of them becomes negative (minus), and this weighted addition processing corresponds to “extrapolation processing” using a pixel value representing the density of water and a pixel value representing the density of iodine.

上記「補外処理」の場合、画素値を求めようとする画素が表す物質のX線吸収係数が、水およびヨウ素のいずれか一方の物質のX線吸収係数から比較的大きく外れることになるため、上記「補間処理」に比べて、求められる画素値の精度が悪くなり、誤差が大きくなる。   In the case of the above “extrapolation process”, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel whose pixel value is to be obtained deviates relatively greatly from the X-ray absorption coefficient of either the water or iodine substance. Compared with the above “interpolation process”, the accuracy of the obtained pixel value is deteriorated and the error is increased.

物質Q2は、例えば脂肪などであり、物質Q3は、例えば金属やセラミクス(ceramics)、X線吸収係数が比較的大きい有機化合物などである。   The substance Q2 is, for example, fat, and the substance Q3 is, for example, metal, ceramics, an organic compound having a relatively large X-ray absorption coefficient, or the like.

もちろん、基底物質として、X線吸収係数が大きく離れた2種類の物質を選んでしまうと、たとえ「補間処理」に該当しても、求められる画素が表す物質のX線吸収係数が、その基底物質の少なくも一方のX線吸収係数から比較的大きく外れることになるため、やはり精度が落ちる。   Of course, if two types of substances having a large X-ray absorption coefficient are selected as the basis material, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel to be obtained will be the basis even if it corresponds to the “interpolation process”. Since at least one of the substances is relatively far from the X-ray absorption coefficient, the accuracy is still lowered.

したがって、従来のように、2種類の基底物質の物質密度画像のみを用いてモノクロマチック画像を再構成する方法によれば、モノクロマチック画像において、物質によっては対応する画素について画素値の精度が落ちることになり、画質改善の余地がある。   Therefore, according to the conventional method of reconstructing a monochromatic image using only the material density images of two types of base materials, the accuracy of pixel values of corresponding pixels in the monochromatic image is reduced depending on the material. There is room for improvement in image quality.

このような事情により、X線CTデュアルエネルギー撮影を基に再構成されるモノクロマチック画像における画質改善が望まれている。   Under such circumstances, an improvement in image quality in a monochrome image reconstructed based on X-ray CT dual energy imaging is desired.

第1の観点の発明は、撮影対象のX線CTデュアルエネルギー撮影により得られたデータに基づいて、前記撮影対象を2種類1組の基底物質の合成で表すモデルにおける前記撮影対象の前記基底物質の仮想的な密度分布を表す物質密度画像を、組を構成する少なくとも一方の基底物質が異なる2組以上の基底物質について、基底物質毎に生成する第1の生成手段と、前記第1の生成手段により生成された物質密度画像に基づいて、前記撮影対象を所望の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像に相当するモノクロマチック画像を生成する第2の生成手段であって、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記2組以上の基底物質のうち該画素が表す物質のX線吸収係数の大小に係る情報を基に定められた1組の基底物質による各物質密度画像における該画素の対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める第2の生成手段とを備えた画像生成装置を提供する。   The invention according to the first aspect is based on the data obtained by X-ray CT dual energy imaging of the imaging target, and the base material of the imaging target in a model that represents the imaging target by combining two types of base materials. A first generation means for generating a material density image representing a virtual density distribution for each base material for two or more sets of base materials in which at least one base material constituting the set is different; and the first generation Second generation for generating a monochromatic image corresponding to an image obtained when X-ray CT imaging of the imaging object is performed with X-rays having a desired effective X-ray energy based on the material density image generated by the means The pixel value of each pixel of the monochrome image is determined based on information relating to the magnitude of the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel among the two or more sets of base substances. To provide an image generating apparatus and a second generating means obtained by weighted addition process between pixel values of corresponding pixels of the pixel in each material density image by a set of basis material was.

第2の観点の発明は、前記第1の生成手段が、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第2の物質よりX線吸収係数が大きい第3の物質とを第2組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、前記第2の生成手段が、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士が共に正であるときには、該画素値同士を加重加算処理して求め、前記第1組の基底物質による前記第1の物質の物質密度画像における対応画素の画素値が負であるときには、前記第2組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める上記第1の観点の画像生成装置を提供する。   According to a second aspect of the invention, when the first generation means uses the first substance and the second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as the first set of base substances. Generate each material density image and each material density image when the first or second material and a third material having a larger X-ray absorption coefficient than the second material are used as the second set of base materials. And when the second generation means sets the pixel value of each pixel of the monochromatic image and the pixel values of the corresponding pixels in each material density image of the first set of base materials are both positive, When the pixel values of the corresponding pixels in the substance density image of the first substance based on the first set of base substances are negative, the substance density images based on the second set of base substances are obtained by weighted addition processing. Obtained by weighted addition of pixel values of corresponding pixels in To provide an image generating apparatus of the serial first aspect.

第3の観点の発明は、前記第1の生成手段が、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第1の物質よりX線吸収係数が小さい第4の物質とを第3組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、前記第2の生成手段が、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士が共に正であるときには、該画素値同士を加重加算処理して求め、前記第1組の基底物質による前記第2の物質の物質密度画像における対応画素の画素値が負であるときには、前記第3組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める上記第1の観点の画像生成装置を提供する。   According to a third aspect of the invention, when the first generation means uses the first substance and the second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as the first set of base substances. Generate each material density image and each material density image when the first or second material and a fourth material having an X-ray absorption coefficient smaller than that of the first material are used as a third set of base materials. And when the second generation means sets the pixel value of each pixel of the monochromatic image and the pixel values of the corresponding pixels in each material density image of the first set of base materials are both positive, When the pixel value of the corresponding pixel in the material density image of the second material by the first set of base materials is negative, the respective material density images by the third set of base materials are obtained by weighted addition processing. Obtained by weighted addition of pixel values of corresponding pixels in To provide an image generating apparatus of the serial first aspect.

第4の観点の発明は、前記データに基づいて、前記撮影対象を所定の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像または該画像に相当する画像を生成する第3の生成手段をさらに備えており、前記第1の生成手段が、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第2の物質よりX線吸収係数が大きい第3の物質とを第2組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、前記第2の生成手段が、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第1の物質より大きく第2の物質より小さい物質に相当する画素値であるときには、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求め、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第2の物質より大きい物質に相当する画素値であるときには、前記第2組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める上記第1の観点の画像生成装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, based on the data, an image obtained when X-ray CT imaging of the imaging object with X-rays having a predetermined effective X-ray energy or an image corresponding to the image is generated. 3 generating means, wherein the first generating means uses the first substance and the second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as a first set of base substances. Each material density image, and each material density image when the first or second material and a third material having a larger X-ray absorption coefficient than the second material are used as the second set of base materials, The second generation means sets the pixel value of each pixel of the monochrome image, the pixel value of the corresponding pixel in the image generated by the third generation means, and the X-ray absorption coefficient of the first value. A picture that is larger than the substance and smaller than the second substance When the value is a value, the pixel values of the corresponding pixels in each material density image by the first set of base materials are obtained by weighted addition processing, and the pixel values of the corresponding pixels in the image generated by the third generation unit are obtained. When the X-ray absorption coefficient is a pixel value corresponding to a substance larger than the second substance, the pixel values of the corresponding pixels in each substance density image by the second set of base substances are obtained by weighted addition processing. An image generation apparatus according to one aspect is provided.

第5の観点の発明は、前記データに基づいて、前記撮影対象を所定の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像または該画像に相当する画像を生成する第3の生成手段をさらに備えており、前記第1の生成手段が、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第1の物質よりX線吸収係数が小さい第4の物質とを第3組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、前記第2の生成手段が、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第1の物質より大きく第2の物質より小さい物質に相当する画素値であるときには、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求め、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第2の物質より大きい物質に相当する画素値であるときには、前記第3組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める上記第1の観点の画像生成装置を提供する。   According to a fifth aspect of the invention, based on the data, an image obtained when X-ray CT imaging of the imaging object with X-rays having a predetermined effective X-ray energy or an image corresponding to the image is generated. 3 generating means, wherein the first generating means uses the first substance and the second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as a first set of base substances. Each material density image, and each material density image when the first or second material and a fourth material having an X-ray absorption coefficient smaller than that of the first material are a third set of base materials, The second generation means sets the pixel value of each pixel of the monochrome image, the pixel value of the corresponding pixel in the image generated by the third generation means, and the X-ray absorption coefficient of the first value. A picture that is larger than the substance and smaller than the second substance When the value is a value, the pixel values of the corresponding pixels in each material density image by the first set of base materials are obtained by weighted addition processing, and the pixel values of the corresponding pixels in the image generated by the third generation unit are obtained. When the X-ray absorption coefficient is a pixel value corresponding to a substance larger than the second substance, the pixel value of the corresponding pixel in each substance density image by the third set of base substances is obtained by weighted addition processing. An image generation apparatus according to one aspect is provided.

第6の観点の発明は、前記第1の物質が、水であり、前記第2の物質が、ヨウ素であり、前記第3の物質は、ヨウ素よりもX線吸収係数が大きい金属、セラミクス(ceramics)または有機化合物である上記第2の観点または第4の観点の画像生成装置を提供する。   According to a sixth aspect of the invention, the first substance is water, the second substance is iodine, and the third substance is a metal having a larger X-ray absorption coefficient than iodine, ceramics ( The image generating apparatus according to the second aspect or the fourth aspect is ceramics) or an organic compound.

第7の観点の発明は、前記第1の物質が、水であり、前記第2の物質が、ヨウ素であり、前記第4の物質は、脂肪または水よりもX線吸収係数が小さい有機化合物である上記第3の観点または第5の観点の画像生成装置を提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, the first substance is water, the second substance is iodine, and the fourth substance is an organic compound having a smaller X-ray absorption coefficient than fat or water. The image generating apparatus according to the third or fifth aspect is provided.

第8の観点の発明は、前記第1の生成手段が、第1の実効X線エネルギーを有するX線による投影データと、前記第1の実効X線エネルギーとは異なる第2の実効X線エネルギーを有するX線による投影データとを線形加重減算または非線形加重減算して得られたデータを、画像再構成処理することにより、物質密度画像を生成する上記第1の観点から第7の観点のいずれか一つの観点の画像生成装置を提供する。   According to an eighth aspect of the present invention, the first generating means has a projection data by X-rays having a first effective X-ray energy and a second effective X-ray energy different from the first effective X-ray energy. Any one of the first to seventh aspects of generating a material density image by performing image reconstruction processing on data obtained by linear weighted subtraction or nonlinear weighted subtraction of projection data by X-rays having An image generation apparatus according to one aspect is provided.

第9の観点の発明は、上記第1の観点から第8の観点のいずれか一つの観点の画像生成装置を備えているX線CT装置を提供する。   A ninth aspect of the invention provides an X-ray CT apparatus comprising the image generating apparatus according to any one of the first to eighth aspects.

第10の観点の発明は、コンピュータ(computer)を、上記第1の観点から第8の観点のいずれか一つの観点の画像生成装置として機能させるためのプログラムを提供する。   The invention according to a tenth aspect provides a program for causing a computer to function as the image generating apparatus according to any one of the first to eighth aspects.

なお、ここで言う「密度」とは、実際の密度ではなく仮想的な密度であり、所定の2種類の物質を基底物質とし、ある物質のX線吸収係数をその2種類の基底物質のX線吸収係数の加重加算値で表す場合に、その2種類の基底物質のX線吸収係数に乗ずる加重係数に相当するものである。したがって、例えば、水およびヨウ素を1組の基底物質としたときの水密度画像は、撮影対象の画像における各画素が表す物質のX線吸収係数を、水のX線吸収係数とヨウ素のX線吸収係数との加重加算値で表す場合における、水のX線吸収係数に乗ずる加重係数に相当する値の分布図となる。   The “density” mentioned here is not an actual density but an imaginary density. Two predetermined types of substances are used as a base substance, and an X-ray absorption coefficient of a certain substance is set to X of the two types of base substances. When expressed by the weighted addition value of the linear absorption coefficient, it corresponds to a weighting coefficient to be multiplied by the X-ray absorption coefficient of the two types of base materials. Therefore, for example, a water density image when water and iodine are a set of base materials is the X-ray absorption coefficient of the substance represented by each pixel in the image to be imaged, the X-ray absorption coefficient of water and the X-ray of iodine. When expressed by a weighted addition value with an absorption coefficient, a distribution diagram of values corresponding to the weighting coefficient multiplied by the water X-ray absorption coefficient is obtained.

上記観点の発明によれば、モノクロマチック画像の画素値の算出に用いる物質密度画像の基底物質を、所定の2種類の物質に固定するのではなく、その画素が表す物質のX線吸収係数に係る情報を基に、算出される画素値の精度が相対的によくなる組合せに切り換えることができるので、モノクロマチック画像における画素値の精度を向上させることができ、その結果、モノクロマチック画像の画質を改善することができる。   According to the invention of the above aspect, the base material of the material density image used for calculation of the pixel value of the monochrome image is not fixed to two predetermined types of materials, but the X-ray absorption coefficient of the material represented by the pixel is used. Based on such information, it is possible to switch to a combination in which the accuracy of the calculated pixel value is relatively improved, so that the accuracy of the pixel value in the monochrome image can be improved. As a result, the image quality of the monochrome image is improved. Can be improved.

第一実施形態によるX線CT装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the X-ray CT apparatus by 1st embodiment. 第一実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process in the X-ray CT apparatus which concerns on 1st embodiment. ヨウ素密度画像と水密度画像を再構成する方法の第一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the method of reconstructing an iodine density image and a water density image. ヨウ素密度画像と水密度画像を再構成する方法の第二例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the method of reconstructing an iodine density image and a water density image. 第1モノクロマチック画像を再構成する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of reconstructing a 1st monochrome image. 水密度画像およびヨウ素密度画像の加重加算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the weighted addition process of a water density image and an iodine density image. ヨウ素密度画像とポリエチレン(polyethylene)密度画像を再構成する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of reconstructing an iodine density image and a polyethylene (polyethylene) density image. ポリエチレン密度画像およびヨウ素密度画像の加重加算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the weighted addition process of a polyethylene density image and an iodine density image. 水密度画像とセラミクス密度画像を再構成する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of reconstructing a water density image and a ceramic density image. 水密度画像およびセラミクス密度画像の加重加算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the weighted addition process of a water density image and a ceramics density image. 第二実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process in the X-ray CT apparatus which concerns on 2nd embodiment.

以下、発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the invention will be described below.

(第一実施形態)
図1は、第一実施形態によるX線CT装置の構成を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment.

X線CT装置100は、操作コンソール(console)1と、撮影テーブル(table)10と、走査ガントリ(gantry)20とを具備している。   The X-ray CT apparatus 100 includes an operation console 1, an imaging table 10, and a scanning gantry 20.

操作コンソール1は、操作者からの入力を受け付ける入力装置2と、被検体40をスキャン(scan)するための各部の制御や各種演算などを行う中央処理装置3と、走査ガントリ20で取得したデータを収集するデータ収集バッファ(buffer)5と、画像を表示するモニタ(monitor)6と、プログラムやデータなどを記憶する記憶装置7とを具備している。   The operation console 1 includes an input device 2 that receives input from an operator, a central processing unit 3 that performs control of various units and various calculations for scanning the subject 40, and data acquired by the scanning gantry 20. A data collection buffer (buffer) 5, a monitor 6 for displaying images, and a storage device 7 for storing programs and data.

撮影テーブル10は、被検体40を載せて走査ガントリ20の開口部に搬入・搬出するクレードル(cradle)12を具備している。クレードル12は、撮影テーブル10に内蔵するモータ(motor)で昇降および水平直線移動される。   The imaging table 10 includes a cradle 12 on which the subject 40 is placed and carried into and out of the opening of the scanning gantry 20. The cradle 12 is moved up and down and horizontally moved by a motor built in the imaging table 10.

走査ガントリ20は、回転部15と、回転部15を回転可能に支持する支持部16とを有する。回転部15には、X線管21と、X線管21を制御するX線コントローラ(controller)22と、X線管21から発生したX線81をコリメート(collimate)して整形するコリメータ(collimator)23と、X線管21から照射され、被検体40を透過したX線81を検出するX線検出器24と、X線検出器24の出力を投影データに変換して収集するデータ収集装置(DAS;Data
Acquisition System)25と、X線コントローラ22,コリメータ23,DAS25の制御を行う回転部コントローラ26とが搭載される。支持部16は、制御信号などを操作コンソール1や撮影テーブル10と通信する制御コントローラ29を具備する。回転部15と支持部16とは、スリップリング(slip
ring)30を介して電気的に接続されている。
The scanning gantry 20 includes a rotating unit 15 and a support unit 16 that rotatably supports the rotating unit 15. The rotating unit 15 includes an X-ray tube 21, an X-ray controller (controller) 22 that controls the X-ray tube 21, and a collimator that collimates and shapes the X-ray 81 generated from the X-ray tube 21. ) 23, an X-ray detector 24 that detects X-rays 81 irradiated from the X-ray tube 21 and transmitted through the subject 40, and a data collection device that converts and collects the output of the X-ray detector 24 into projection data (DAS; Data
Acquisition System) 25 and a rotating unit controller 26 for controlling the X-ray controller 22, the collimator 23, and the DAS 25 are mounted. The support unit 16 includes a control controller 29 that communicates control signals and the like with the operation console 1 and the imaging table 10. The rotating portion 15 and the support portion 16 are provided with a slip ring (slip
ring) 30 and is electrically connected.

これより、第一実施形態に係るX線CT装置における処理の流れについて説明する。第一実施形態では、再構成するモノクロマチック画像の各画素について、画素値の算出に用いる物質密度画像の基底物質の組合せを、所定の基底物質の物質密度画像における対応画素の画素値の閾値判定により切り換える。   Hereafter, the flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, for each pixel of a monochromatic image to be reconstructed, the threshold value determination of the pixel value of the corresponding pixel in the substance density image of a predetermined basis substance is performed using a combination of the substance density image used to calculate the pixel value. Switch with.

図2は、第一実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the first embodiment.

ステップ(step)S1では、撮影対象をデュアルエネルギー撮影して、第1X線管電圧による複数ビューの投影データである第1管電圧投影データPv1と、第2X線管電圧による複数ビューの投影データである第2管電圧投影データPv2とを収集する。   In step S1, dual energy imaging of an imaging target is performed, and the first tube voltage projection data Pv1, which is projection data of a plurality of views by the first X-ray tube voltage, and the projection data of a plurality of views by the second X-ray tube voltage. Certain second tube voltage projection data Pv2 is collected.

例えば、X線管電圧を1または数ビュー単位で第1X線管電圧と第2X線管電圧とに交互に切り換えながら撮影対象のスキャン(scan)を行い、180°+X線ビーム(beam)のファン(fan)角α°分以上の投影データを収集する。この場合、欠落したビューの投影データは、その欠落したビューに近接するビューの投影データを加重加算処理して求める。   For example, the X-ray tube voltage is switched between the first X-ray tube voltage and the second X-ray tube voltage in units of one or several views, the scan of the object to be imaged is scanned, and the fan of 180 ° + X-ray beam (beam) (Fan) Collect projection data with angle α ° or more. In this case, the projection data of the missing view is obtained by performing weighted addition processing on the projection data of the view adjacent to the missing view.

また例えば、まずX線管電圧を第1X線管電圧にしてスキャンを行って、180°+ファン角α°分以上の投影データを収集し、次にX線管電圧を第2X線管電圧にしてスキャンを行って、180°+ファン角α°分以上の投影データを収集する。   Also, for example, the X-ray tube voltage is first set to the first X-ray tube voltage and scanning is performed to collect projection data of 180 ° + fan angle α ° or more, and then the X-ray tube voltage is set to the second X-ray tube voltage. To scan and collect projection data of 180 ° + fan angle α ° or more.

なお、第1および第2X線管電圧は、例えば、80kVpと140kVpである。   The first and second X-ray tube voltages are 80 kVp and 140 kVp, for example.

ステップS2では、水およびヨウ素を基底物質とし、第1および第2管電圧投影データPv1,Pv2を基に、撮影対象における仮想的な水の密度分布を表す水密度画像Gwと、撮影対象における仮想的なヨウ素の密度分布を表すヨウ素密度画像Gioとを再構成する。   In step S2, water and iodine are used as base materials, and based on the first and second tube voltage projection data Pv1 and Pv2, a water density image Gw representing a virtual water density distribution in the imaging target and a virtual density in the imaging target are displayed. An iodine density image Gio representing a typical iodine density distribution is reconstructed.

図3および図4は、水およびヨウ素を基底物質として、第1および第2管電圧投影データを基に、ヨウ素密度画像および水密度画像を再構成する方法の一例を概念的に示す図である。   FIGS. 3 and 4 are diagrams conceptually illustrating an example of a method for reconstructing an iodine density image and a water density image based on the first and second tube voltage projection data using water and iodine as a base material. .

例えば、図3に示すように、第1管電圧投影データPv1と第2管電圧投影データPv2とをヨウ素の成分が消去されるように加重減算処理して、水の成分を表す第1中間投影データPwを求める。また、第1管電圧投影データPv1と第2管電圧投影データPv2とを水の成分が消去されるように加重減算処理して、ヨウ素の成分を表す第2中間投影データPioを求める。次に、第1中間投影データPwを画像再構成処理して水密度画像Gwを再構成する。また、第2中間投影データPioを逆投影処理等により画像再構成処理してヨウ素密度画像Gioを再構成する。   For example, as shown in FIG. 3, the first intermediate projection representing the water component is obtained by performing weighted subtraction processing on the first tube voltage projection data Pv1 and the second tube voltage projection data Pv2 so that the iodine component is eliminated. Data Pw is obtained. In addition, the first tube voltage projection data Pv1 and the second tube voltage projection data Pv2 are subjected to weighted subtraction processing so that the water component is eliminated, thereby obtaining second intermediate projection data Pio representing the iodine component. Next, the first intermediate projection data Pw is subjected to image reconstruction processing to reconstruct the water density image Gw. Further, the second intermediate projection data Pio is subjected to image reconstruction processing by back projection processing or the like to reconstruct the iodine density image Gio.

また例えば、図4に示すように、第1管電圧投影データPv1を画像再構成処理して第1管電圧画像Gv1を再構成する。また、第2管電圧投影データPv2を画像再構成処理して第2管電圧画像Gv2を再構成する。次に、第1管電圧画像Gv1と第2管電圧画像Gv2とをヨウ素の成分が消去されるように加重減算処理して、水密度画像Gwを再構成する。また、第1管電圧画像Gv1と第2管電圧画像Gv2とを水の成分が消去されるように加重減算処理して、ヨウ素密度画像Gioを再構成する。   Further, for example, as shown in FIG. 4, the first tube voltage projection data Pv1 is subjected to image reconstruction processing to reconstruct the first tube voltage image Gv1. Further, the second tube voltage projection data Pv2 is subjected to image reconstruction processing to reconstruct the second tube voltage image Gv2. Next, a weighted subtraction process is performed on the first tube voltage image Gv1 and the second tube voltage image Gv2 so as to eliminate the iodine component, thereby reconstructing the water density image Gw. Further, the iodine density image Gio is reconstructed by performing weighted subtraction processing on the first tube voltage image Gv1 and the second tube voltage image Gv2 so that the water component is eliminated.

ステップS3では、水密度画像Gwおよびヨウ素密度画像Gioを基に、所望の実効X線エネルギーE1のX線を用いて撮影対象をX線CT撮影したときに得られる画像に相当する第1モノクロマチック画像Gm1を再構成する。実効X線エネルギーE1は、例えば、120keVである。   In step S3, a first monochrome image corresponding to an image obtained when X-ray CT imaging of an imaging target is performed using X-rays having a desired effective X-ray energy E1 based on the water density image Gw and the iodine density image Gio. The image Gm1 is reconstructed. The effective X-ray energy E1 is, for example, 120 keV.

図5は、水密度画像およびヨウ素密度画像を基に第1モノクロマチック画像を再構成する方法の一例を概念的に示す図である。   FIG. 5 is a diagram conceptually illustrating an example of a method for reconstructing the first monochrome image based on the water density image and the iodine density image.

例えば、図5に示すように、水密度画像Gwおよびヨウ素密度画像Gioを、実効X線エネルギーE1に対応した所定の加重係数により加重加算処理して、第1モノクロマチック画像Gm1を再構成する。   For example, as shown in FIG. 5, the water density image Gw and the iodine density image Gio are weighted and added with a predetermined weighting factor corresponding to the effective X-ray energy E1, and the first monochrome image Gm1 is reconstructed.

図6は、水密度画像およびヨウ素密度画像の加重加算処理を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining a weighted addition process of a water density image and an iodine density image.

図6に示すように、第1モノクロマチック画像Gm1においては、X線吸収係数が水より大きくヨウ素より小さい物質Q1の画素値は、水の密度を表す画素値(Vw)とヨウ素の密度を表す画素値(Vio)との「補間処理」、すなわち加重係数がいずれも正になる加重加算処理により得られるため、精度がよい。   As shown in FIG. 6, in the first monochrome image Gm1, the pixel value of the substance Q1 having an X-ray absorption coefficient larger than water and smaller than iodine represents the pixel value (Vw) representing the density of water and the iodine density. Since it is obtained by “interpolation processing” with the pixel value (Vio), that is, weighted addition processing in which the weighting coefficients are all positive, the accuracy is high.

しかしながら、水よりX線吸収係数が小さい物質Q2や、ヨウ素よりX線吸収係数が大きい物質Q3の画素値は、水の密度を表す画素値(Vw)とヨウ素の密度を表す画素値(Vio)との「補外処理」、すなわち加重係数の一方が負になる加重加算処理により得られるため、精度がよくない。   However, the pixel value of the substance Q2 having a smaller X-ray absorption coefficient than water and the substance Q3 having a larger X-ray absorption coefficient than iodine have a pixel value (Vw) representing the density of water and a pixel value (Vio) representing the density of iodine. Therefore, the accuracy is not good.

そこで、これ以降において、水よりX線吸収係数が小さい物質Q2や、ヨウ素よりX線吸収係数が大きい物質Q3の画素値は、別の組合せの基底物質による物質密度画像を用いて求めた画素値で置き換えるようにする。   Therefore, the pixel values of the substance Q2 having an X-ray absorption coefficient smaller than that of water and the substance Q3 having an X-ray absorption coefficient larger than that of iodine are obtained using a substance density image based on another combination of base substances. Replace with.

ステップS4では、第1モノクロマチック画像Gm1において、注目画素(x,y)を選択する。   In step S4, the target pixel (x, y) is selected in the first monochrome image Gm1.

ステップS5では、ヨウ素密度画像Gioにおける上記注目画素の対応画素の画素値Gio(x,y)が、負であるか否かを判定する。   In step S5, it is determined whether or not the pixel value Gio (x, y) of the corresponding pixel of the target pixel in the iodine density image Gio is negative.

ここで、ヨウ素密度画像Gioにおける対応画素の画素値Gio(x,y)が負であると判定されたときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、水のX線吸収係数より小さく、注目画素の画素値Gm1(x,y)は、水の密度を表す画素値とヨウ素の密度を表す画素値との補外処理により求められていると判断し、ステップS6に進む。   Here, when it is determined that the pixel value Gio (x, y) of the corresponding pixel in the iodine density image Gio is negative, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is smaller than the water X-ray absorption coefficient, The pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is determined to be obtained by extrapolation processing of the pixel value representing the water density and the pixel value representing the iodine density, and the process proceeds to step S6.

一方、ヨウ素密度画像Gioにおける対応画素の画素値Gio(x,y)が負でない、すなわち0以上であると判定されたときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、水のX線吸収係数と同じかそれよりも大きいと判断し、ステップS9に進む。   On the other hand, when it is determined that the pixel value Gio (x, y) of the corresponding pixel in the iodine density image Gio is not negative, that is, 0 or more, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is the X-ray absorption of water. It is determined that the coefficient is equal to or larger than the coefficient, and the process proceeds to step S9.

ステップS6では、水よりもX線吸収係数が小さい物質Aと、ヨウ素とを基底物質として、第1および第2管電圧投影データPv1,Pv2を基に、これらの基底物質の物質密度画像を再構成する。   In step S6, a substance density image of these base substances is reproduced based on the first and second tube voltage projection data Pv1 and Pv2 using the substance A having a smaller X-ray absorption coefficient than water and iodine as the base substance. Configure.

物質Aとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなど、水よりもX線吸収係数が小さい有機化合物や、脂肪などを考えることができる。   As the substance A, for example, an organic compound having a smaller X-ray absorption coefficient than water, such as polypropylene and polyethylene, and fat can be considered.

ここでは、物質Aをポリエチレンとし、撮影対象における仮想的なポリエチレンの密度分布を表すポリエチレン密度画像Gaと、撮影対象における仮想的なヨウ素の密度分布を表すヨウ素密度画像Gioとを再構成する。   Here, the substance A is made of polyethylene, and a polyethylene density image Ga representing a virtual polyethylene density distribution in the photographing object and an iodine density image Gio representing the virtual iodine density distribution in the photographing object are reconstructed.

図7は、ポリエチレンおよびヨウ素を基底物質として、第1および第2管電圧投影データを基に、ポリエチレン密度画像およびヨウ素密度画像を再構成する方法の一例を概念的に示す図である。   FIG. 7 is a diagram conceptually illustrating an example of a method for reconstructing a polyethylene density image and an iodine density image based on the first and second tube voltage projection data using polyethylene and iodine as a base material.

例えば、図7に示すように、第1管電圧投影データPv1と第2管電圧投影データPv2とをヨウ素の成分が減算されるように加重減算処理して、ポリエチレンの成分を表す第3中間投影データPaを求める。また、第1管電圧投影データPv1と第2管電圧投影データPv2とをポリエチレンの成分が減算されるように加重減算処理して、ヨウ素の成分を表す第4中間投影データPioを求める。次に、第3中間投影データPaを画像再構成処理してポリエチレン密度画像Gaを再構成する。また、第4中間投影データPioを逆投影処理等により画像再構成処理してヨウ素密度画像Gioを再構成する。   For example, as shown in FIG. 7, the first intermediate voltage projection data Pv1 and the second intermediate voltage projection data Pv2 are weighted and subtracted so that the iodine component is subtracted, and the third intermediate projection representing the polyethylene component is obtained. Data Pa is obtained. Further, the first tube voltage projection data Pv1 and the second tube voltage projection data Pv2 are subjected to weighted subtraction processing so that the polyethylene component is subtracted to obtain fourth intermediate projection data Pio representing the iodine component. Next, the third intermediate projection data Pa is subjected to image reconstruction processing to reconstruct a polyethylene density image Ga. Further, the iodine density image Gio is reconstructed by performing image reconstruction processing on the fourth intermediate projection data Pio by backprojection processing or the like.

ステップS7では、ポリエチレン密度画像Gaおよびヨウ素密度画像Gioを、実効X線エネルギーE1に対応した所定の加重係数により加重加算処理して、第2モノクロマチック画像Gm2を再構成する。   In step S7, the polyethylene density image Ga and the iodine density image Gio are weighted and added with a predetermined weighting factor corresponding to the effective X-ray energy E1, thereby reconstructing the second monochrome image Gm2.

図8は、ポリエチレン密度画像およびヨウ素密度画像の加重加算処理を説明するための図である。ここでの注目画素が表す物質は、水よりX線吸収係数が小さい物質Q2である。また、物質Aであるポリエチレンも、水よりX線吸収係数が小さい。そのため、図8に示すように、第2モノクロマチック画像Gm2における上記注目画素の対応画素の画素値Gm2(x,y)、すなわち物質Q2の画素値は、ポリエチレンの密度を表す画素値(Va)とヨウ素の密度を表す画素値(Vio)との補間処理か、あるいは、水と比較して注目画素の物質にX線吸収係数がより近い物質であるポリエチレンの密度を表す画素値(Va)と、ヨウ素の密度を表す画素値(Vio)との補外処理により得られることになる。その結果、第1モノクロマチック画像Gm1における注目画素の画素値Gm1(x,y)よりも、第2モノクロマチック画像Gm2における対応画素の画素値Gm2(x,y)の方が、精度がよくなる。   FIG. 8 is a diagram for explaining weighted addition processing of a polyethylene density image and an iodine density image. The substance represented by the pixel of interest here is a substance Q2 having an X-ray absorption coefficient smaller than that of water. Moreover, the polyethylene which is the substance A also has an X-ray absorption coefficient smaller than that of water. Therefore, as shown in FIG. 8, the pixel value Gm2 (x, y) of the corresponding pixel of the pixel of interest in the second monochrome image Gm2, that is, the pixel value of the substance Q2 is a pixel value (Va) representing the density of polyethylene. And a pixel value (Va) representing the density of polyethylene which is a substance having an X-ray absorption coefficient closer to the substance of the pixel of interest compared to water. Thus, it is obtained by extrapolation with a pixel value (Vio) representing the density of iodine. As a result, the pixel value Gm2 (x, y) of the corresponding pixel in the second monochrome image Gm2 is more accurate than the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel in the first monochrome image Gm1.

ステップS8では、第1モノクロマチック画像Gm1における上記注目画素の画素値Gm1(x,y)を、第2モノクロマチック画像Gm2における上記注目画素の対応画素の画素値Gm2(x,y)で置き換える。その後、ステップS13に進む。   In step S8, the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel in the first monochrome image Gm1 is replaced with the pixel value Gm2 (x, y) of the corresponding pixel of the target pixel in the second monochrome image Gm2. Thereafter, the process proceeds to step S13.

なお、第2モノクロマチック画像Gm2を再構成するためのステップS6およびS7は、ステップS5において、ヨウ素密度画像Gioにおける対応画素の画素値Gio(x,y)が負であると初めて判定された初回のみ実行し、2回目以降はスキップさせる。   Note that the steps S6 and S7 for reconstructing the second monochrome image Gm2 are the first time when the pixel value Gio (x, y) of the corresponding pixel in the iodine density image Gio is first determined to be negative in step S5. Only execute, and skip the second and subsequent times.

ステップS9では、水密度画像Gwにおける上記注目画素の対応画素の画素値Gw(x,y)が、負であるか否かを判定する。   In step S9, it is determined whether or not the pixel value Gw (x, y) of the corresponding pixel of the target pixel in the water density image Gw is negative.

ここで、水密度画像Gwにおける対応画素の画素値Gw(x,y)が負であると判定されたときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数はヨウ素のX線吸収係数よりも大きく、注目画素の画素値Gm1(x,y)は、ヨウ素の密度を表す画素値と水の密度を表す画素値との補外処理により求められていると判断し、ステップS10に進む。   Here, when it is determined that the pixel value Gw (x, y) of the corresponding pixel in the water density image Gw is negative, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is larger than the X-ray absorption coefficient of iodine, It is determined that the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is obtained by extrapolation processing of the pixel value representing the iodine density and the pixel value representing the water density, and the process proceeds to step S10.

一方、水密度画像Gwにおける対応画素の画素値Gw(x,y)が負でない、すなわち0以上であるときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、ヨウ素のX線吸収係数と同じかそれよりも小さいとみなすことができる。つまり、ステップS5の判定結果と合わせて考えると、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、水のX線吸収係数以上、ヨウ素のX線吸収係数以下とみなすことができる。そして、第1モノクロマチック画像Gm1における注目画素の画素値Gm1(x,y)は、ヨウ素の密度を表す画素値と水の密度を表す画素値との補間処理により得られていると考えることができる。そこで、この場合には、注目画素の画素値Gm1(x,y)は精度よく得られていると判断し、注目画素の画素値Gm1(x,y)をそのままにして、ステップS13に進む。   On the other hand, when the pixel value Gw (x, y) of the corresponding pixel in the water density image Gw is not negative, that is, 0 or more, is the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel of interest the same as the X-ray absorption coefficient of iodine? It can be considered smaller than that. That is, when considered together with the determination result in step S5, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel of interest can be regarded as not less than the X-ray absorption coefficient of water and not more than the X-ray absorption coefficient of iodine. The pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel in the first monochrome image Gm1 is considered to be obtained by interpolation processing between the pixel value representing the iodine density and the pixel value representing the water density. it can. Therefore, in this case, it is determined that the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is obtained with high accuracy, and the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is left as it is, and the process proceeds to step S13.

ステップS10では、水と、ヨウ素よりもX線吸収係数が大きい物質Bとを基底物質とし、第1および第2管電圧投影データPv1,Pv2を基に、これらの基底物質の物質密度画像を再構成する。   In step S10, water and a substance B having an X-ray absorption coefficient larger than that of iodine are used as base substances, and based on the first and second tube voltage projection data Pv1 and Pv2, substance density images of these base substances are reproduced. Configure.

物質Bとしては、例えば、ジルコニウム系セラミクスなど、ヨウ素よりもX線吸収係数が大きい金属、セラミクス、有機化合物などを考えることができる。   As the substance B, for example, metals, ceramics, organic compounds, etc. having a larger X-ray absorption coefficient than iodine, such as zirconium ceramics, can be considered.

ここでは、物質Bをセラミクスとし、撮影対象における仮想的な水の密度分布を表す水密度画像Gwと、撮影対象における仮想的なセラミクスの密度分布を表すセラミクス密度画像Gbとを再構成する。   Here, the substance B is assumed to be ceramics, and a water density image Gw representing the virtual water density distribution in the photographing target and a ceramic density image Gb representing the virtual ceramic density distribution in the photographing target are reconstructed.

図9は、水およびセラミクスを基底物質として、第1および第2管電圧投影データを基に、水密度画像およびセラミクス密度画像を再構成する方法の一例を概念的に示す図である。   FIG. 9 is a diagram conceptually illustrating an example of a method for reconstructing a water density image and a ceramic density image based on the first and second tube voltage projection data using water and ceramics as a base material.

例えば、図9に示すように、第1管電圧投影データPv1と第2管電圧投影データPv2とをセラミクスの成分が減算されるように加重減算処理して、水の成分を表す第5中間投影データPwを求める。また、第1管電圧投影データPv1と第2管電圧投影データPv2とを水の成分が減算されるように加重減算処理して、セラミクスの成分を表す第6中間投影データPbを求める。次に、第5中間投影データPwを逆投影処理等により画像再構成処理して水密度画像Gwを再構成する。また、第6中間投影データPbを画像再構成処理してセラミクス密度画像Gbを再構成する。   For example, as shown in FIG. 9, a first intermediate voltage projection data Pv1 and a second intermediate voltage projection data Pv2 are subjected to a weighted subtraction process so that a ceramic component is subtracted, and a fifth intermediate projection representing a water component is obtained. Data Pw is obtained. Further, the first tube voltage projection data Pv1 and the second tube voltage projection data Pv2 are weighted and subtracted so that the water component is subtracted, thereby obtaining sixth intermediate projection data Pb representing the ceramic component. Next, the fifth intermediate projection data Pw is subjected to image reconstruction processing by back projection processing or the like to reconstruct the water density image Gw. Further, the sixth intermediate projection data Pb is subjected to image reconstruction processing to reconstruct the ceramic density image Gb.

ステップS11では、水密度画像Gwおよびセラミクス密度画像Gbを、実効X線エネルギーE1に対応した所定の加重係数により加重加算処理して、第3モノクロマチック画像Gm3を再構成する。   In step S11, the water density image Gw and the ceramics density image Gb are subjected to a weighted addition process with a predetermined weighting factor corresponding to the effective X-ray energy E1, thereby reconstructing the third monochrome image Gm3.

図10は、水密度画像およびセラミクス密度画像の加重加算処理を説明するための図である。ここでの注目画素が表す物質は、ヨウ素よりX線吸収係数が大きい物質Q3である。また、物質Bであるセラミクスも、ヨウ素よりX線吸収係数が大きい。そのため、図10に示すように、第3モノクロマチック画像Gm3における上記注目画素の対応画素の画素値Gm3(x,y)、すなわち物質Q3の画素値は、水の密度を表す画素値(Vw)とセラミクスの密度を表す画素値(Vb)との補間処理か、あるいは、水の密度を表す画素値(Vw)と、ヨウ素と比較して注目画素の物質にX線吸収係数がより近い物質であるセラミクスの密度を表す画素値(Vb)との補外処理により得られることになる。その結果、第1モノクロマチック画像Gm1における注目画素の画素値Gm1(x,y)よりも、第3モノクロマチック画像Gm3における対応画素の画素値Gm3(x,y)の方が、精度がよくなる。   FIG. 10 is a diagram for explaining the weighted addition processing of the water density image and the ceramic density image. The substance represented by the pixel of interest here is a substance Q3 having a larger X-ray absorption coefficient than iodine. Moreover, the ceramics which is the substance B also has a larger X-ray absorption coefficient than iodine. Therefore, as shown in FIG. 10, the pixel value Gm3 (x, y) of the corresponding pixel of the pixel of interest in the third monochrome image Gm3, that is, the pixel value of the substance Q3 is a pixel value (Vw) representing the density of water. Or a pixel value (Vb) representing the density of ceramics, or a pixel value (Vw) representing the density of water and a substance having an X-ray absorption coefficient closer to that of the pixel of interest compared to iodine. It is obtained by extrapolation with a pixel value (Vb) representing the density of a certain ceramic. As a result, the pixel value Gm3 (x, y) of the corresponding pixel in the third monochrome image Gm3 is more accurate than the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel in the first monochrome image Gm1.

ステップS12では、第1モノクロマチック画像Gm1における上記注目画素の画素値Gm1(x,y)を、第3モノクロマチック画像Gm3における上記注目画素の対応画素の画素値Gm3(x,y)で置き換える。その後、ステップS13に進む。   In step S12, the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel in the first monochrome image Gm1 is replaced with the pixel value Gm3 (x, y) of the corresponding pixel of the target pixel in the third monochrome image Gm3. Thereafter, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、第1モノクロマチック画像Gm1において、注目画素として次に選択すべき画素がまだあるか否かを判定する。注目画素として選択すべき画素がまだあると判定されたときには、ステップS4に戻って、新たな画素を注目画素に選択して処理を続ける。注目画素として選択すべき画素がもうないと判定されたときには、処理を終了する。   In step S13, it is determined whether or not there is still another pixel to be selected next as the target pixel in the first monochrome image Gm1. When it is determined that there is still a pixel to be selected as the target pixel, the process returns to step S4 to select a new pixel as the target pixel and continue the processing. If it is determined that there are no more pixels to be selected as the pixel of interest, the process ends.

(第二実施形態)
第二実施形態に係るX線CT装置における処理の流れについて説明する。第二実施形態では、再構成するモノクロマチック画像の各画素について、画素値の算出に用いる物質密度画像の基底物質を、暫定的に再構成したモノクロマチック画像における対応画素の画素値の閾値判定により切り換える。
(Second embodiment)
A processing flow in the X-ray CT apparatus according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, for each pixel of the reconstructed monochrome image, the base material of the material density image used for calculating the pixel value is determined by threshold determination of the pixel value of the corresponding pixel in the temporarily reconstructed monochrome image. Switch.

図11は、第二実施形態に係るX線CT装置における処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing in the X-ray CT apparatus according to the second embodiment.

ステップT1〜T4は、ステップS1〜S4と同様であるため、説明を省略する。   Since steps T1 to T4 are the same as steps S1 to S4, description thereof is omitted.

ステップT5では、上記注目画素の画素値(CT値)Gm1(x,y)が、所定の閾値、例えば0HUより小さいか否かを判定する。   In step T5, it is determined whether or not the pixel value (CT value) Gm1 (x, y) of the pixel of interest is smaller than a predetermined threshold, for example, 0HU.

ここで、注目画素の画素値Gm1(x,y)が0HUより小さいと判定されたときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は水のX線吸収係数よりも小さく、注目画素の画素値Gm1(x,y)はヨウ素を表す画素値と水を表す画素値との補外処理により求められていると判断し、ステップT6に進む。   Here, when it is determined that the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is smaller than 0HU, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is smaller than the water X-ray absorption coefficient, and the pixel value of the target pixel is It is determined that Gm1 (x, y) is obtained by extrapolation of the pixel value representing iodine and the pixel value representing water, and the process proceeds to step T6.

一方、注目画素の画素値Gm1(x,y)が0HUより小さくない、すなわち0HU以上であるときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、水のX線吸収係数と同じかそれよりも大きいと判断し、ステップT9に進む。   On the other hand, when the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is not smaller than 0HU, that is, 0HU or more, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is equal to or higher than the water X-ray absorption coefficient. It judges that it is large, and proceeds to step T9.

ステップT6〜T8は、ステップS6〜S8と同様であるため、説明を省略する。   Since steps T6 to T8 are the same as steps S6 to S8, description thereof is omitted.

ステップT9では、注目画素の画素値(CT値)Gm1(x,y)が、所定の閾値、例えば1500HUより大きいか否かを判定する。   In step T9, it is determined whether or not the pixel value (CT value) Gm1 (x, y) of the target pixel is greater than a predetermined threshold, for example, 1500HU.

注目画素の画素値Gm1(x,y)が1500HUより大きいと判定されたときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、ヨウ素のX線吸収係数より大きく、注目画素の画素値Gm1(x,y)は、水の密度を表す画素値とヨウ素の密度を表す画素値との補外処理により求められていると判断し、ステップT10に進む。   When it is determined that the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is larger than 1500 HU, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is larger than the X-ray absorption coefficient of iodine, and the pixel value Gm1 (x , y) is determined to be obtained by extrapolation processing of a pixel value representing the density of water and a pixel value representing the density of iodine, and the process proceeds to step T10.

一方、注目画素の画素値Gm1(x,y)が1500HU以下であると判定されたときには、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、ヨウ素のX線吸収係数と同じかそれよりも小さいとみなす。つまり、ステップT5の判定結果と合わせて考えると、注目画素が表す物質のX線吸収係数は、水のX線吸収係数以上、ヨウ素のX線吸収係数以下とみなすことができる。そして、第1モノクロマチック画像Gm1における注目画素の画素値Gm1(x,y)は、水の密度を表す画素値とヨウ素の密度を表す画素値との補間処理により得られているとみなすことができる。そこで、この場合には、注目画素の画素値Gm1(x,y)は精度よく得られていると判断し、注目画素の画素値Gm1(x,y)をそのままにして、ステップT13に進む。   On the other hand, when it is determined that the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is 1500 HU or less, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the target pixel is equal to or smaller than the X-ray absorption coefficient of iodine. I reckon. That is, when considered together with the determination result of step T5, the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel of interest can be regarded as not less than the X-ray absorption coefficient of water and not more than the X-ray absorption coefficient of iodine. The pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel in the first monochrome image Gm1 can be regarded as being obtained by interpolation between a pixel value representing the water density and a pixel value representing the iodine density. it can. Therefore, in this case, it is determined that the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is accurately obtained, and the pixel value Gm1 (x, y) of the target pixel is left as it is, and the process proceeds to Step T13.

ステップT10〜T13は、ステップS10〜S13と同様であるため、説明を省略する。   Since steps T10 to T13 are the same as steps S10 to S13, the description thereof is omitted.

以上、上記の各実施形態によれば、モノクロマチック画像の画素値の算出に用いる物質密度画像の基底物質を、所定の2種類の物質に固定するのではなく、その画素が表す物質のX線吸収係数に係る情報を基に、算出される画素値の精度が相対的によくなる組合せに切り換えることができるので、モノクロマチック画像における画素値の精度を向上させることができ、その結果、モノクロマチック画像の画質を改善することができる。   As described above, according to each of the embodiments described above, the base material of the material density image used for calculating the pixel value of the monochrome image is not fixed to two predetermined types of materials, but the X-rays of the material represented by the pixels Based on the information related to the absorption coefficient, it is possible to switch to a combination in which the accuracy of the calculated pixel value is relatively improved, so that the accuracy of the pixel value in the monochrome image can be improved, and as a result, the monochrome image Image quality can be improved.

以上、発明の実施形態について説明したが、発明の実施形態は、上記のものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の形態を取り得る。   As mentioned above, although embodiment of invention was described, embodiment of invention is not limited to said thing, In the range which does not deviate from the meaning of invention, various forms can be taken.

例えば、上記の各実施形態においては、メインの基底物質として、水およびヨウ素を例に説明しているが、他の物質をメインの基底物質としてもよい。   For example, in each of the above embodiments, water and iodine are described as examples of the main base material, but other materials may be used as the main base material.

また例えば、上記の各実施形態では、水よりX線吸収係数が小さい物質を表す画素について、水よりX線吸収係数が小さい物質Aと、ヨウ素とを基底物質とする2種類の物質密度画像を用いて画素値を求めているが、物質Aおよび水を基底物質とする2種類の物質密度画像を用いて画素値を求めてもよい。同様に、上記の各実施形態では、ヨウ素よりX線吸収係数が大きい物質を表す画素について、水と、ヨウ素よりX線吸収係数が大きい物質Bとを基底物質とする2種類の物質密度画像を用いて画素値を求めているが、ヨウ素および物質Bを基底物質とする2種類の物質密度画像を用いて画素値を求めてもよい。   Further, for example, in each of the above embodiments, for a pixel representing a substance having an X-ray absorption coefficient smaller than that of water, two kinds of substance density images having a substance A having an X-ray absorption coefficient smaller than that of water and iodine as a base substance are obtained. However, the pixel value may be obtained using two kinds of substance density images having substance A and water as base substances. Similarly, in each of the above-described embodiments, two types of substance density images using water and a substance B having a larger X-ray absorption coefficient than iodine as a base substance are obtained for pixels representing a substance having a larger X-ray absorption coefficient than iodine. Although the pixel value is obtained using the pixel value, the pixel value may be obtained using two kinds of substance density images having iodine and the substance B as base substances.

また例えば、第二実施形態においては、再構成するモノクロマチック画像における各画素について、暫定的に再構成したモノクロマチック画像における注目画素の画素値の閾値判定により、画素値の算出に用いる物質密度画像の基底物質を決定している。しかし、第1管電圧投影データを画像再構成処理して得られる第1管電圧画像や、第2管電圧投影データを画像再構成処理して得られる第2管電圧画像など、撮影対象を表す他のCT画像における対応画素の画素値の閾値判定により、画素値の算出に用いる物質密度画像の基底物質を決定してもよい。   Further, for example, in the second embodiment, for each pixel in the reconstructed monochrome image, the substance density image used for calculating the pixel value by determining the threshold value of the pixel value of the pixel of interest in the temporarily reconstructed monochrome image The basis material is determined. However, the first tube voltage projection data obtained by image reconstruction processing of the first tube voltage projection data and the second tube voltage image obtained by image reconstruction processing of the second tube voltage projection data represent the imaging target. The base material of the material density image used for calculating the pixel value may be determined by determining the threshold value of the pixel value of the corresponding pixel in another CT image.

また例えば、上記の各実施形態は、X線CT装置であるが、上記X線CT装置における画像生成(再構成)機能を有している画像生成装置も発明の一実施形態である。   Further, for example, each of the above embodiments is an X-ray CT apparatus, but an image generation apparatus having an image generation (reconstruction) function in the X-ray CT apparatus is also an embodiment of the invention.

また例えば、コンピュータを、上記の画像生成装置として機能させるためのプログラムもまた、発明の一実施形態である。
Further, for example, a program for causing a computer to function as the above-described image generation apparatus is also an embodiment of the invention.

1 操作コンソール
2 入力装置
3 中央処理装置
5 データ収集バッファ
6 モニタ
7 記憶装置
10 撮影テーブル
12 クレードル
15 回転部
16 支持部
20 走査ガントリ
21 X線管
22 X線管コントローラ
23 コリメータ
24 X線検出器
25 データ収集装置(DAS)
26 回転部コントローラ
29 制御コントローラ
30 スリップリング
40 被検体
81 X線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation console 2 Input device 3 Central processing unit 5 Data collection buffer 6 Monitor 7 Storage device 10 Imaging table 12 Cradle 15 Rotation part 16 Support part 20 Scanning gantry 21 X-ray tube 22 X-ray tube controller 23 Collimator 24 X-ray detector 25 Data collection device (DAS)
26 Rotating part controller 29 Control controller 30 Slip ring 40 Subject 81 X-ray

Claims (10)

撮影対象のX線CTデュアルエネルギー撮影により得られたデータに基づいて、前記撮影対象を2種類1組の基底物質の合成で表すモデルにおける前記撮影対象の前記基底物質の仮想的な密度分布を表す物質密度画像を、組を構成する少なくとも一方の基底物質が異なる2組以上の基底物質について、基底物質毎に生成する第1の生成手段と、
前記第1の生成手段により生成された物質密度画像に基づいて、前記撮影対象を所望の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像に相当するモノクロマチック画像を生成する第2の生成手段であって、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記2組以上の基底物質のうち該画素が表す物質のX線吸収係数の大小に係る情報を基に定められた1組の基底物質による各物質密度画像における該画素の対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める第2の生成手段とを備えた画像生成装置。
Based on data obtained by X-ray CT dual energy imaging of an imaging target, a virtual density distribution of the base material of the imaging target in a model representing the imaging target by combining two types of base materials is represented. First generation means for generating a material density image for each base material for two or more sets of base materials in which at least one base material constituting the set is different;
Based on the material density image generated by the first generation unit, a monochrome image corresponding to an image obtained when X-ray CT imaging of the imaging target with X-rays having a desired effective X-ray energy is generated Second generation means for determining a pixel value of each pixel of the monochrome image based on information relating to the magnitude of the X-ray absorption coefficient of the substance represented by the pixel among the two or more sets of base substances. An image generation apparatus comprising: a second generation unit that obtains the pixel values of the corresponding pixels of each substance density image by a set of base materials by weighted addition processing.
前記第1の生成手段は、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第2の物質よりX線吸収係数が大きい第3の物質とを第2組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、
前記第2の生成手段は、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士が共に正であるときには、該画素値同士を加重加算処理して求め、前記第1組の基底物質による前記第1の物質の物質密度画像における対応画素の画素値が負であるときには、前記第2組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める請求項1に記載の画像生成装置。
Each of the first generation means includes a first substance and a second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as a first set of base materials, Generating each material density image when the first material or the second material and the third material having a larger X-ray absorption coefficient than the second material are used as the second set of base materials;
The second generation means calculates the pixel value of each pixel of the monochrome image when the pixel values of the corresponding pixels in the material density images of the first set of base materials are both positive. When the pixel value of the corresponding pixel in the substance density image of the first substance by the first set of base substances is negative, the correspondence in each substance density image by the second set of base substances is obtained by weighted addition processing The image generating apparatus according to claim 1, wherein pixel values of pixels are obtained by weighted addition processing.
前記第1の生成手段は、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第1の物質よりX線吸収係数が小さい第4の物質とを第3組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、
前記第2の生成手段は、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士が共に正であるときには、該画素値同士を加重加算処理して求め、前記第1組の基底物質による前記第2の物質の物質密度画像における対応画素の画素値が負であるときには、前記第3組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める請求項1に記載の画像生成装置。
Each of the first generation means includes a first substance and a second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as a first set of base materials, Generating each material density image when the first or second material and a fourth material having an X-ray absorption coefficient smaller than that of the first material are used as a third set of base materials;
The second generation means calculates the pixel value of each pixel of the monochrome image when the pixel values of the corresponding pixels in the material density images of the first set of base materials are both positive. When the pixel value of the corresponding pixel in the substance density image of the second substance by the first set of base substances is negative, the correspondence in each substance density image by the third set of base substances is obtained by weighted addition processing The image generating apparatus according to claim 1, wherein pixel values of pixels are obtained by weighted addition processing.
前記データに基づいて、前記撮影対象を所定の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像または該画像に相当する画像を生成する第3の生成手段をさらに備えており、
前記第1の生成手段は、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第2の物質よりX線吸収係数が大きい第3の物質とを第2組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、
前記第2の生成手段は、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第1の物質より大きく第2の物質より小さい物質に相当する画素値であるときには、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求め、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第2の物質より大きい物質に相当する画素値であるときには、前記第2組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める請求項1に記載の画像生成装置。
The image processing apparatus further includes third generation means for generating an image obtained when X-ray CT imaging of the imaging object is performed with X-rays having predetermined effective X-ray energy based on the data or an image corresponding to the image. And
Each of the first generation means includes a first substance and a second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as a first set of base materials, Generating each material density image when the first material or the second material and the third material having a larger X-ray absorption coefficient than the second material are used as the second set of base materials;
The second generation means sets the pixel value of each pixel of the monochrome image, the pixel value of the corresponding pixel in the image generated by the third generation means has an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance. When the pixel value corresponds to a material smaller than the second material, the pixel values of the corresponding pixels in each material density image by the first set of base materials are obtained by weighted addition processing and generated by the third generation unit When the pixel value of the corresponding pixel in the obtained image is a pixel value corresponding to a substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the second substance, the pixel value of the corresponding pixel in each substance density image by the second set of base substances The image generation apparatus according to claim 1, wherein the image generation apparatuses are obtained by performing weighted addition processing on each other.
前記データに基づいて、前記撮影対象を所定の実効X線エネルギーを有するX線によりX線CT撮影したときに得られる画像または該画像に相当する画像を生成する第3の生成手段をさらに備えており、
前記第1の生成手段は、第1の物質と、前記第1の物質よりX線吸収係数が大きい第2の物質とを第1組の基底物質としたときの各物質密度画像と、前記第1または第2の物質と前記第1の物質よりX線吸収係数が小さい第4の物質とを第3組の基底物質としたときの各物質密度画像とを生成し、
前記第2の生成手段は、モノクロマチック画像の各画素の画素値を、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第1の物質より大きく第2の物質より小さい物質に相当する画素値であるときには、前記第1組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求め、前記第3の生成手段により生成された画像における対応画素の画素値が、X線吸収係数が第1の物質より小さい物質に相当する画素値であるときには、前記第3組の基底物質による各物質密度画像における対応画素の画素値同士を加重加算処理して求める請求項1に記載の画像生成装置。
The image processing apparatus further includes third generation means for generating an image obtained when X-ray CT imaging of the imaging object is performed with X-rays having predetermined effective X-ray energy based on the data or an image corresponding to the image. And
Each of the first generation means includes a first substance and a second substance having an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance as a first set of base materials, Generating each material density image when the first or second material and a fourth material having an X-ray absorption coefficient smaller than that of the first material are used as a third set of base materials;
The second generation means sets the pixel value of each pixel of the monochrome image, the pixel value of the corresponding pixel in the image generated by the third generation means has an X-ray absorption coefficient larger than that of the first substance. When the pixel value corresponds to a material smaller than the second material, the pixel values of the corresponding pixels in each material density image by the first set of base materials are obtained by weighted addition processing and generated by the third generation unit When the pixel value of the corresponding pixel in the obtained image is a pixel value corresponding to a substance having an X-ray absorption coefficient smaller than the first substance, the pixel value of the corresponding pixel in each substance density image by the third set of base substances The image generation apparatus according to claim 1, wherein the image generation apparatuses are obtained by performing weighted addition processing on each other.
前記第1の物質は、水であり、前記第2の物質は、ヨウ素であり、前記第3の物質は、ヨウ素よりもX線吸収係数が大きい金属、セラミクスまたは有機化合物である請求項2または請求項4に記載の画像生成装置。   The first material is water, the second material is iodine, and the third material is a metal, ceramics, or organic compound having a larger X-ray absorption coefficient than iodine. The image generation apparatus according to claim 4. 前記第1の物質は、水であり、前記第2の物質は、ヨウ素であり、前記第4の物質は、脂肪または水よりもX線吸収係数が小さい有機化合物である請求項3または請求項5に記載の画像生成装置。   The first material is water, the second material is iodine, and the fourth material is an organic compound having an X-ray absorption coefficient smaller than that of fat or water. 5. The image generating apparatus according to 5. 前記第1の生成手段は、第1の実効X線エネルギーを有するX線による投影データと、前記第1の実効X線エネルギーとは異なる第2の実効X線エネルギーを有するX線による投影データとを線形加重減算または非線形加重減算して得られたデータを、画像再構成処理することにより、物質密度画像を生成する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の画像生成装置。   The first generation means includes projection data based on X-rays having a first effective X-ray energy, projection data based on X-rays having a second effective X-ray energy different from the first effective X-ray energy, and The image generation apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a material density image is generated by performing image reconstruction processing on data obtained by performing linear weighted subtraction or nonlinear weighted subtraction. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の画像生成装置を備えているX線CT装置。   An X-ray CT apparatus provided with the image generation apparatus according to claim 1. コンピュータを、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の画像生成装置として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as an image generation apparatus as described in any one of Claims 1-8.
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