JP6294008B2 - X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing method, and reconstruction processing program - Google Patents

X-ray computed tomography apparatus, reconstruction processing method, and reconstruction processing program Download PDF

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本発明の実施形態は、X線コンピュータ断層撮影装置、再構成処理方法および再構成処理プログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus, a reconstruction processing method, and a reconstruction processing program.

被検体内に埋め込まれた金属は、被検体内の組織より多くX線を吸収する。このため、X線CT(Computed Tomography)スキャンにおいて、被検体内の金属を透過するレイに関するX線は、X線コンピュータ断層撮影(CT)装置におけるX線検出器に検出可能な十分な量で到達しない。これにより、投影データは、画像再構成処理において不十分なものとなる。この結果、再構成された画像(以下、再構成画像と呼ぶ)において、メタルアーチファクトが発生する。図5は、再構成画像において、メタルアーチファクトを示す図である。   The metal embedded in the subject absorbs more X-rays than the tissue in the subject. For this reason, in an X-ray CT (Computed Tomography) scan, X-rays related to rays passing through the metal in the subject reach a X-ray detector in the X-ray computed tomography (CT) apparatus in a sufficient amount that can be detected. do not do. As a result, the projection data becomes insufficient in the image reconstruction process. As a result, metal artifacts occur in the reconstructed image (hereinafter referred to as a reconstructed image). FIG. 5 is a diagram showing metal artifacts in the reconstructed image.

従来、X線コンピュータ断層撮影(Computed Tomography:以下、CTと呼ぶ)装置は、上記メタルアーチファクトを低減させるために、メタルアーチファクト低減(Metal Artifact Reduction:以下、MARと呼ぶ)処理を実行する機能を有する。MPR処理は、投影データを用いた画像再構成処理とともに実行される。MAR処理により、再構成画像におけるメタルアーチファクトは低減される。図6は、MAR処理を実行することにより再構成された再構成画像を示す図である。MAR処理は、順投影を伴う方法、デュアルエネルギーを用いる方法などがある。MAR処理における演算負荷は、いずれの方法においても大きい。このため、MAR処理を伴う画像再構成に要する時間は、MAR処理を伴わない画像再構成に要する時間より長くなる。   Conventionally, an X-ray computed tomography (hereinafter referred to as CT) apparatus has a function of performing metal artifact reduction (hereinafter referred to as MAR) processing in order to reduce the metal artifact. . The MPR process is executed together with an image reconstruction process using projection data. By the MAR process, metal artifacts in the reconstructed image are reduced. FIG. 6 is a diagram illustrating a reconstructed image reconstructed by executing the MAR process. MAR processing includes a method involving forward projection and a method using dual energy. The calculation load in the MAR process is large in any method. For this reason, the time required for image reconstruction with MAR processing is longer than the time required for image reconstruction without MAR processing.

また、MAR処理を常時ONにすると、再構成処理の速度が遅くなるため、結果として画像診断におけるワークフローが遅くなってしまう問題がある。したがって、一般的には、X線CT装置は、MAR処理の実行に関するON/OFFスイッチを有する。操作者は、上記ON/OFFスイッチを操作することにより、MAR処理の実行を任意に選択することができる。   In addition, if the MAR process is always ON, the speed of the reconstruction process is slow, resulting in a problem that the workflow in the image diagnosis is slow. Therefore, generally, the X-ray CT apparatus has an ON / OFF switch related to execution of the MAR process. The operator can arbitrarily select execution of the MAR process by operating the ON / OFF switch.

しかしながら、人工関節などのX線吸収量が高い金属などが被検体内にある場合、操作者は、被検体に対してX線CTスキャン及び画像再構成処理を実行することにより発生された再構成画像により、被検体内の金属の有無を判断する必要がある。次いで、操作者は、被検体内の金属の有無の判断に従って、MAR処理の実行に関するON/OFFスイッチを操作する必要がある。すなわち、MAR処理の実行の有無は操作者の判断に基づいて実行されるため、画像診断に関するワークフローが妨げられる問題がある。加えて、MAR処理の実行は、画像再構成を2回行うことになるため、上記ワークフローはさらに遅延する問題がある。   However, when a metal such as an artificial joint having a high X-ray absorption amount is present in the subject, the operator can perform reconstruction performed by performing an X-ray CT scan and an image reconstruction process on the subject. It is necessary to determine the presence or absence of metal in the subject from the image. Next, the operator needs to operate the ON / OFF switch related to the execution of the MAR process according to the determination of the presence or absence of metal in the subject. That is, since the presence or absence of execution of the MAR process is executed based on the operator's judgment, there is a problem that the workflow relating to image diagnosis is hindered. In addition, since the MAR process is performed by image reconstruction twice, the workflow has a problem of further delay.

目的は、操作者による操作なしに、X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を伴ってボリュームデータを再構成可能なX線コンピュータ断層撮影装置、再構成処理方法および再構成処理プログラムを提供することにある。   An object is to provide an X-ray computed tomography apparatus, a reconstruction processing method, and a reconstruction process capable of reconstructing volume data with an artifact reduction process for reducing artifacts caused by an X-ray superabsorber without an operation by an operator. To provide a program.

本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、X線を発生するX線発生部と、前記X線発生部から発生され、被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、前記X線検出部からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを発生する投影データ発生部と、前記投影データに基づいて、投影画像を発生する投影画像発生部と、前記投影画像に対するエッジ検出処理により発生されたエッジ画像におけるエッジ領域の画素値所定の閾値を超えかつ前記投影画像において第1の閾値を超える画素値の総数または総和が第2の閾値を超えるとき、前記被検体の組織のX線吸収量より高いX線吸収量を有するX線高吸収体が前記投影画像にあることを判定する判定部と、前記投影画像に前記X線高吸収体があると判定された場合、前記X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成する再構成部と、を具備することを特徴とする。 An X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment includes an X-ray generation unit that generates X-rays, an X-ray detection unit that detects X-rays generated from the X-ray generation unit and transmitted through a subject, A projection data generation unit that generates projection data of the subject based on an output from the X-ray detection unit, a projection image generation unit that generates a projection image based on the projection data, and edge detection for the projection image when the pixel value of the edge region in the generated edge image by processing exceeds a predetermined threshold value, and the total number or the total sum of the pixel value exceeding the first threshold value in the projection image exceeds a second threshold, of the subject A determination unit that determines that an X-ray absorption body having an X-ray absorption amount higher than that of the tissue is present in the projection image; and a determination that the projection image includes the X-ray absorption body The X-ray A reconstruction unit that activates an artifact reduction process for reducing artifacts caused by the absorber and reconstructs the volume data of the subject with the artifact reduction process based on the projection data. And

図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. 図2は、本実施形態に係り、投影画像(スキャノグラム)において、X線高吸収体(人工骨頭)の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an X-ray superabsorber (artificial bone head) in a projection image (scanogram) according to the present embodiment. 図3は、本実施形態に係り、図2とは異なる投影画像において、X線高吸収体(脊椎固定ユニット)の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an X-ray superabsorbent (spine fixing unit) in a projection image different from that in FIG. 2 according to the present embodiment. 図4は、本実施形態に係り、アーチファクト低減処理起動機能に関する処理の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process procedure related to the artifact reduction process activation function according to the present embodiment. 図5は、従来の再構成画像において、メタルアーチファクトを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing metal artifacts in a conventional reconstructed image. 図6は、従来に係り、MAR処理を実行することにより再構成された再構成画像を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a reconstructed image reconstructed by executing MAR processing according to the related art.

以下、本X線コンピュータ断層撮影(Computed tomography:以下、CTと呼ぶ)装置(X線CT装置ともいう)の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、X線コンピュータ断層撮影装置には、X線管とX線検出器とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate−Type、リング状にアレイされた多数のX線検出素子が固定され、X線管のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate−Type等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本実施形態へ適用可能である。   Hereinafter, embodiments of the X-ray computed tomography (hereinafter referred to as CT) apparatus (also referred to as X-ray CT apparatus) will be described with reference to the drawings. Note that in the X-ray computed tomography apparatus, an X-ray tube and an X-ray detector are integrated and a Rotate / Rotate-Type in which the periphery of the subject rotates and a large number of X-ray detection elements arrayed in a ring shape are fixed. There are various types such as Stationary / Rotate-Type in which only the X-ray tube rotates around the subject, and any type is applicable to the present embodiment.

また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、360°分の投影データが、またハーフスキャン法でも180°+ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本実施形態へ適用可能である。また、入射X線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。X線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。   Further, in order to reconstruct an image, projection data for 360 ° around the subject and projection data for 180 ° + fan angle are required for the half scan method. The present embodiment can be applied to any reconfiguration method. In addition, the mechanism for changing incident X-rays to electric charge is based on an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator and the light is further converted into electric charges by a photoelectric conversion element such as a photodiode, and by X-rays. The generation of electron-hole pairs in a semiconductor such as selenium and the transfer to the electrodes, that is, the direct conversion type utilizing a photoconductive phenomenon, are the mainstream. Any of these methods may be adopted as the X-ray detection element.

さらに、近年では、X線管とX線検出器との複数のペアを回転フレームに搭載したいわゆる多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態においては、従来からの一管球型のX線コンピュータ断層撮影装置であっても、多管球型のX線コンピュータ断層撮影装置であってもいずれも適用可能である。多管球型である場合、複数の管球にそれぞれ印加される複数の管電圧は、それぞれ異なる(多管球方式)。ここでは、一管球型として説明する。   Furthermore, in recent years, the so-called multi-tube type X-ray computed tomography apparatus in which a plurality of pairs of X-ray tubes and X-ray detectors are mounted on a rotating frame has been commercialized, and the development of peripheral technologies has progressed. Yes. In the present embodiment, either a conventional single-tube X-ray computed tomography apparatus or a multi-tube X-ray computed tomography apparatus can be applied. In the case of the multi-tube type, the plurality of tube voltages applied to the plurality of tube bulbs are different (multi-tube method). Here, a single tube type will be described.

また、X線検出素子は、低エネルギーX線を検出する前面検出部分と、前面検出器の背面に設けられ、高エネルギーX線を検出する背面検出部分とを有する2層検出素子であってもよい。ここでは、説明を簡単にするため、X線検出器は、1層のX線検出素子であるものとする。   Further, the X-ray detection element may be a two-layer detection element having a front detection part for detecting low energy X-rays and a back detection part provided on the back surface of the front detector for detecting high energy X-rays. Good. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the X-ray detector is a single-layer X-ray detection element.

なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置1の構成を示している。本X線コンピュータ断層撮影装置1は、架台部100、投影データ発生部200、投影画像発生部300、判定部400、再構成部500、記憶部600、表示部700、入力部800、制御部900を有する。なお、X線コンピュータ断層撮影装置1は、図示していないインターフェース(以下、I/Fと呼ぶ)を有していてもよい。I/Fは、本X線コンピュータ断層撮影装置1を電子的通信回線(以下、ネットワークと呼ぶ)と接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システム、病院情報システム、他の医用画像診断装置などが接続される。   FIG. 1 shows a configuration of an X-ray computed tomography apparatus 1 according to this embodiment. The X-ray computed tomography apparatus 1 includes a gantry unit 100, a projection data generation unit 200, a projection image generation unit 300, a determination unit 400, a reconstruction unit 500, a storage unit 600, a display unit 700, an input unit 800, and a control unit 900. Have The X-ray computed tomography apparatus 1 may have an interface (hereinafter referred to as I / F) not shown. The I / F connects the X-ray computed tomography apparatus 1 to an electronic communication line (hereinafter referred to as a network). The network is connected to a radiation department information management system, a hospital information system, other medical image diagnostic apparatuses, etc., not shown.

架台部100には、図示していない回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転フレーム101と、回転軸Zを中心として回転自在に回転フレーム101を支持するフレーム支持機構と、回転フレーム101の回転を駆動する回転駆動部(電動機)103とを有する。   The gantry unit 100 accommodates a rotation support mechanism (not shown). The rotation support mechanism includes a rotation frame 101, a frame support mechanism that supports the rotation frame 101 so as to be rotatable about the rotation axis Z, and a rotation drive unit (electric motor) 103 that drives the rotation of the rotation frame 101.

回転フレーム101には、後述する制御部900による制御に従ってX線を発生するX線発生部105と、2次元アレイ型または多列型とも称されるX線検出部(以下、エリア検出器と呼ぶ)115と、データ収集回路(Data Acquisition System:以下、DASと呼ぶ)121と、非接触データ伝送部123と、図示していない冷却装置及びガントリ制御装置などが搭載される。   The rotating frame 101 includes an X-ray generation unit 105 that generates X-rays according to control by a control unit 900 described later, and an X-ray detection unit (hereinafter referred to as an area detector) also referred to as a two-dimensional array type or a multi-column type. ) 115, a data acquisition system (Data Acquisition System: hereinafter referred to as DAS) 121, a non-contact data transmission unit 123, a cooling device and a gantry control device (not shown), and the like.

回転駆動部103は、後述する制御部900からの駆動信号に従って、所定の回転速度で回転フレーム101を回転させる。   The rotation drive unit 103 rotates the rotation frame 101 at a predetermined rotation speed in accordance with a drive signal from the control unit 900 described later.

X線発生部105は、高電圧発生器107と、X線管109とを有する。高電圧発生器107は、後述する制御部900による制御の下で、スリップリング111を介して供給された電力を用いて、X線管109に印加する管電圧と、X線管109に供給する管電流とを発生する。なお、高電圧発生器107は、架台部100の外部に設けられてもよい。このとき、高電圧発生器107は、スリップリング111を介して、管電圧をX線管109に印加し、管電流をX線管109に供給する。   The X-ray generation unit 105 includes a high voltage generator 107 and an X-ray tube 109. The high voltage generator 107 supplies the tube voltage applied to the X-ray tube 109 and the X-ray tube 109 using the power supplied via the slip ring 111 under the control of the control unit 900 described later. Tube current. The high voltage generator 107 may be provided outside the gantry unit 100. At this time, the high voltage generator 107 applies a tube voltage to the X-ray tube 109 via the slip ring 111 and supplies a tube current to the X-ray tube 109.

X線管109は、高電圧発生器107からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、X線の焦点からX線を放射する。X線管109の前面のX線放射窓には、図示していないコリメータが設けられる。コリメータは、複数のコリメータ板を有する。複数のコリメータ板は、X線管109におけるX線の焦点から放射されたX線を、例えばコーンビーム形(角錐形)に整形する。具体的には、複数のコリメータ板は、予め設定されたスライス厚の実測の投影データを得るためのコーン角を得るために、後述する制御部900により駆動される。さらに、複数のコリメータ板のうち少なくとも2枚のコリメータ板(以下、コーン角コリメータと呼ぶ)は、コーン角に関する開口幅を、制御部900による制御のもとで独立に駆動される。   The X-ray tube 109 receives the application of the tube voltage from the high voltage generator 107 and the supply of the tube current, and emits X-rays from the X-ray focal point. A collimator (not shown) is provided in the X-ray emission window on the front surface of the X-ray tube 109. The collimator has a plurality of collimator plates. The plurality of collimator plates shape X-rays emitted from the X-ray focal point in the X-ray tube 109 into, for example, a cone beam shape (pyramidal shape). Specifically, the plurality of collimator plates are driven by a control unit 900 described later in order to obtain a cone angle for obtaining projection data for actual measurement of a preset slice thickness. Further, at least two collimator plates (hereinafter referred to as cone angle collimators) among the plurality of collimator plates are independently driven under control of the control unit 900 with respect to the opening width related to the cone angle.

X線の放射範囲は、図1において点線113で示されている。X軸は、回転軸Zと直交し、鉛直方向上向きの直線である。Y軸は、X軸および回転軸Zと直交する直線である。   The radiation range of X-rays is indicated by a dotted line 113 in FIG. The X axis is a straight line perpendicular to the rotation axis Z and upward in the vertical direction. The Y axis is a straight line orthogonal to the X axis and the rotation axis Z.

エリア検出器115は、被検体を透過したX線を検出する。エリア検出器115は、回転軸Zを挟んでX線管109に対向する位置およびアングルで、回転フレーム101に取り付けられる。エリア検出器115は、複数のX線検出素子を有する。ここでは、単一のX線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Zに直交し、かつ放射されるX線の焦点を中心として、この中心から1チャンネル分のX線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向(チャンネル方向)とスライス方向との2方向に関して2次元状に配列される。2次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。   The area detector 115 detects X-rays that have passed through the subject. The area detector 115 is attached to the rotating frame 101 at a position and an angle facing the X-ray tube 109 with the rotation axis Z interposed therebetween. The area detector 115 has a plurality of X-ray detection elements. Here, it is assumed that a single X-ray detection element constitutes a single channel. The plurality of channels are perpendicular to the rotation axis Z and centered on the focal point of the radiated X-ray, and the arc direction (channel) having a radius from this center to the center of the light receiving portion of the X-ray detection element for one channel. Direction) and the slice direction. The two-dimensional array is configured by arranging a plurality of channels arranged one-dimensionally along the channel direction in a plurality of rows in the slice direction.

このような2次元状のX線検出素子配列を有するエリア検出器115は、略円弧方向に1次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。また、エリア検出器115は、複数のX線検出素子を1列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に1次元状に配列される。以下、スライス方向に並ぶX線検出素子の数を列数と呼ぶ。   The area detector 115 having such a two-dimensional X-ray detection element array may be configured by arranging a plurality of the above-described modules arranged in a one-dimensional shape in a substantially arc direction in a plurality of rows in the slice direction. Further, the area detector 115 may be composed of a plurality of modules in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in a line. At this time, the modules are arranged one-dimensionally in a substantially arc direction along the channel direction. Hereinafter, the number of X-ray detection elements arranged in the slice direction is referred to as the number of columns.

被検体に対するX線撮影又はX線コンピュータ断層撮影に関するスキャン(以下、CTスキャンと呼ぶ)に際しては、X線管109とエリア検出器115との間の円筒形の撮影領域117内に、被検体が天板119に載置され挿入される。エリア検出器115の出力には、データ収集回路(Data Acquisition System:以下、DASと呼ぶ)121が接続される。   During a scan related to X-ray imaging or X-ray computed tomography (hereinafter referred to as CT scan) on the subject, the subject is placed in a cylindrical imaging region 117 between the X-ray tube 109 and the area detector 115. It is placed on the top plate 119 and inserted. To the output of the area detector 115, a data acquisition circuit (Data Acquisition System: hereinafter referred to as DAS) 121 is connected.

具体的には、被検体に対するCTスキャンの前に、CTスキャンにおける撮影範囲(CTスキャンの開始位置および終了位置)の位置決め、およびCTスキャンにおける撮影条件などの設定のためのスキャン(以下、位置決めスキャンと呼ぶ)が実行される。位置決めスキャンにおいて、X線管109の位置、すなわち所定のビュー角でX線管109を固定するために、回転フレーム101は、固定状態にされる。位置決めスキャンは、X線管109の位置を固定した状態で、天板119に載置され撮影領域117内を移動される被検体に対して実行するスキャンである。   Specifically, before the CT scan for the subject, a scan for setting the imaging range (CT scan start position and end position) in the CT scan and setting the imaging conditions in the CT scan (hereinafter referred to as positioning scan). Is called). In the positioning scan, the rotating frame 101 is fixed in order to fix the X-ray tube 109 at the position of the X-ray tube 109, that is, a predetermined view angle. The positioning scan is a scan that is performed on a subject that is placed on the top plate 119 and moves within the imaging region 117 while the position of the X-ray tube 109 is fixed.

位置決めスキャンの後、CTスキャン(以下、本スキャンと呼ぶ)が実行される。本スキャンの実行前に、後述する入力部800を介して本スキャンの撮影範囲および撮影条件などが入力される。本スキャン時において、被検体は、天板119に載置されて撮影領域117内に移動される。   After the positioning scan, a CT scan (hereinafter referred to as a main scan) is executed. Prior to execution of the main scan, an imaging range, imaging conditions, and the like of the main scan are input via the input unit 800 described later. During the main scan, the subject is placed on the top 119 and moved into the imaging region 117.

DAS121には、エリア検出器115の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するI−V変換器と、この電圧信号をX線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。DAS121は、後述する制御部900による制御のもとで、積分器における積分間隔をスキャンに応じて変更する。DAS121から出力されるデータ(純生データ(pure raw data))は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部123を経由して、後述する投影データ発生部(前処理部ともよばれる)200に伝送される。   The DAS 121 includes an IV converter that converts a current signal of each channel of the area detector 115 into a voltage, an integrator that periodically integrates the voltage signal in synchronization with an X-ray exposure cycle, An amplifier for amplifying the output signal of the integrator and an analog / digital converter for converting the output signal of the amplifier into a digital signal are attached to each channel. The DAS 121 changes the integration interval in the integrator according to the scan under the control of the control unit 900 described later. Data (pure raw data) output from the DAS 121 passes through a non-contact data transmission unit 123 using magnetic transmission / reception or optical transmission / reception, and a projection data generation unit (also referred to as pre-processing unit) 200 described later. Is transmitted.

投影データ発生部200は、DAS121から出力された純生データに基づいて、投影データを発生する。具体的には、投影データ発生部200は、純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、X線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。投影データ発生部200から出力された再構成処理直前のデータ(生データ(raw data)または、投影データと称される、ここでは投影データと呼ぶ)は、データ収集したときのビュー角と関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた記憶部600に記憶される。   The projection data generation unit 200 generates projection data based on the pure raw data output from the DAS 121. Specifically, the projection data generation unit 200 performs preprocessing on pure raw data. The preprocessing includes, for example, sensitivity non-uniformity correction processing between channels, X-ray strong absorber, processing for correcting signal signal drop or signal loss due to extreme metal intensity mainly. Data immediately before reconstruction processing output from the projection data generation unit 200 (referred to as raw data or projection data, here referred to as projection data) is associated with a view angle when data is collected. Then, it is stored in a storage unit 600 having a magnetic disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory.

ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集および補間したビュー角が同一であって、コーン角により規定される複数のチャンネルわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、X線管109が回転軸Zを中心として周回する円軌道の各位置を、例えば、回転軸Zから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を0°として360°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。   Here, for convenience of explanation, a set of projection data having the same view angle collected and interpolated almost simultaneously in one shot and having a plurality of channels defined by the cone angle is referred to as a projection data set. Also, the view angle is an angle in a range of 360 °, with each position of the circular orbit around which the X-ray tube 109 circulates about the rotation axis Z, for example, the uppermost portion of the circular orbit vertically upward from the rotation axis Z being 0 °. It is represented by. The projection data for each channel of the projection data set is identified by the view angle, cone angle, and channel number.

投影画像発生部300は、位置決めスキャンにおいて、投影データ発生部200により発生された投影データ(投影データセット)に基づいて、投影画像を発生する。投影画像は、X線管の位置、すなわち所定のビュー角からの平面透過像に対応する。投影画像発生部300は、発生した投影画像を、後述する判定部400および表示部700に出力する。投影画像は、例えば、スキャンノグラム、スキャノ、スカウトビュー、透視画像とも呼ばれる。   The projection image generation unit 300 generates a projection image based on the projection data (projection data set) generated by the projection data generation unit 200 in the positioning scan. The projection image corresponds to the position of the X-ray tube, that is, a plane transmission image from a predetermined view angle. Projection image generation unit 300 outputs the generated projection image to determination unit 400 and display unit 700 described later. The projected image is also called, for example, a scanogram, a scano, a scout view, or a fluoroscopic image.

判定部400は、投影画像における複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値に基づいて、投影画像においてX線高吸収体の有無を判定する。X線高吸収体は、被検体の組織のX線吸収量より高いX線吸収量を有する。具体的には、X線高吸収体とは、例えば、金属である。投影画像におけるX線高吸収体は、例えば、金属(チタン、チタン合金、コバルトクロム合金など)により形成される人工骨頭、プレート、ねじ、ロッド、脊椎固定ユニットなどである。X線高吸収体(金属)の輝度値は、投影画像において、周辺画素の輝度値と比べて非常に高くなる。   The determination unit 400 determines the presence or absence of an X-ray high absorber in the projection image based on a plurality of pixel values respectively corresponding to a plurality of pixels in the projection image. The X-ray superabsorber has an X-ray absorption amount higher than that of the tissue of the subject. Specifically, the X-ray superabsorber is, for example, a metal. The X-ray superabsorber in the projected image is, for example, an artificial bone head, a plate, a screw, a rod, a spinal fixation unit, or the like formed of metal (titanium, titanium alloy, cobalt chrome alloy, etc.). The luminance value of the X-ray superabsorber (metal) is very high compared to the luminance value of the surrounding pixels in the projection image.

判定部400は、具体的には、投影画像において、第1の閾値を超える画素値を有する画素数を計数する。第1の閾値とは、例えば、投影画像において、被検体のいずれの組織の画素値より大きく、いずれのX線高吸収体の画素値より小さい値に設定される。すなわち、判定部400により計数される画素値の総数(総和)は、投影画像上において、X線高吸収体が存在する領域に対応する。なお、判定部400は、投影画像において、第1の閾値を超える画素値を有する画素による面積を計数してもよい。   Specifically, the determination unit 400 counts the number of pixels having a pixel value exceeding the first threshold in the projection image. For example, in the projection image, the first threshold value is set to a value larger than the pixel value of any tissue of the subject and smaller than the pixel value of any X-ray superabsorber. That is, the total number (total) of pixel values counted by the determination unit 400 corresponds to a region where the X-ray high-absorber exists in the projection image. Note that the determination unit 400 may count the area of pixels having a pixel value exceeding the first threshold in the projection image.

次いで、判定部400は、計数された画素数が第2の閾値を超えている否かを判定する。第2の閾値は、例えば、任意の形態のX線高吸収体に対する投影画像のうち、最も小さい投影画像に対応する画素数である。なお、判定部400は、計数された面積が第2の閾値を超えているか否かを判定する。このとき、第2の閾値は、例えば、任意の形態のX線高吸収体に対する投影画像のうち、最も小さい投影画像に対応する面積である。   Next, the determination unit 400 determines whether or not the counted number of pixels exceeds the second threshold value. The second threshold is, for example, the number of pixels corresponding to the smallest projected image among the projected images with respect to the X-ray superabsorber of any form. The determination unit 400 determines whether or not the counted area exceeds the second threshold value. At this time, the second threshold value is, for example, an area corresponding to the smallest projected image among the projected images with respect to the X-ray superabsorber of any form.

計数された画素数または計数された面積が第2の閾値を超えている場合、判定部400は、投影画像上にX線高吸収体があると判定する(以下、高吸収体有り判定と呼ぶ)。計数された画素数または計数された面積が第2の閾値以下である場合、判定部400は、投影画像上にX線高吸収体がないと判定する(以下、高吸収体無し判定と呼ぶ)。判定部400は、投影画像上における高吸収体の有無に対応する判定結果を、後述する再構成部500に出力する。   When the counted number of pixels or the counted area exceeds the second threshold value, the determination unit 400 determines that there is an X-ray high absorber on the projection image (hereinafter referred to as “high absorber presence determination”). ). When the counted number of pixels or the counted area is equal to or smaller than the second threshold, the determination unit 400 determines that there is no X-ray high absorber on the projection image (hereinafter referred to as “no high absorber determination”). . The determination unit 400 outputs a determination result corresponding to the presence or absence of the superabsorber on the projection image to the reconstruction unit 500 described later.

なお、判定部400による投影画像上におけるX線高吸収体の有無の判定は、上記画素値の総数または面積を用いた方法に限定されない。すなわち、判定部400による投影画像上におけるX線高吸収体の有無の判定は、どのような判定方法を用いてもよい。判定部400は、図示していないメモリを有する。メモリは、第1の閾値および第2の閾値を記憶する。なお、メモリには、投影画像におけるX線高吸収体の有無を判定するプログラムを記憶してもよい。   Note that the determination of the presence or absence of the X-ray superabsorber on the projection image by the determination unit 400 is not limited to the method using the total number or area of the pixel values. That is, any determination method may be used for determining the presence or absence of the X-ray superabsorber on the projection image by the determination unit 400. The determination unit 400 has a memory (not shown). The memory stores a first threshold value and a second threshold value. The memory may store a program for determining the presence or absence of an X-ray superabsorber in the projection image.

図2は、投影画像(スキャノグラム)において、X線高吸収体(人工骨頭)の一例を示す図である。図3は、図2とは異なる投影画像において、X線高吸収体(脊椎固定ユニット)の一例を示す図である。図2および図3に示すように、投影画像において、X線高吸収体は、被検体の組織に関する画素の画素値(輝度値)に比べて高い画素値(輝度値)を有する。このため、投影画像において、X線高吸収体の有無の判定が可能となる。   FIG. 2 is a diagram showing an example of an X-ray superabsorber (artificial bone head) in a projection image (scanogram). FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an X-ray superabsorbent (spine fixing unit) in a projection image different from that in FIG. 2. As shown in FIGS. 2 and 3, in the projection image, the X-ray high-absorber has a higher pixel value (luminance value) than the pixel value (luminance value) of the pixel related to the tissue of the subject. For this reason, in the projection image, it is possible to determine the presence or absence of an X-ray high absorber.

判定部400により判定された判定結果が高吸収体無し判定である場合、再構成部500は、以下のようにして、被検体の撮影範囲に対応するボリュームを再構成する。   When the determination result determined by the determination unit 400 is the determination that there is no superabsorbent, the reconstruction unit 500 reconstructs the volume corresponding to the imaging range of the subject as follows.

再構成部500は、ビューアングルが360°又は180°+ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、再構成領域に関する略円柱形の3次元画像(ボリュームデータ)を再構成する機能を有する。再構成部500は、例えばファンビーム再構成法(ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう)またはフィルタード・バックプロジェクション法により2次元画像(断層画像)を再構成する機能を有する。フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法である。フェルドカンプ法は、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。   The reconstruction unit 500 uses a Feldkamp method or a cone beam reconstruction method based on a projection data set having a view angle in the range of 360 ° or 180 ° + fan angle to form a substantially cylindrical three-dimensional image related to the reconstruction region. It has a function of reconfiguring (volume data). The reconstruction unit 500 has a function of reconstructing a two-dimensional image (tomographic image) by, for example, a fan beam reconstruction method (also referred to as a fan beam convolution back projection method) or a filtered back projection method. The Feldkamp method is a reconstruction method when a projection ray intersects the reconstruction surface like a cone beam. The Feldkamp method is an approximate image reconstruction method in which convolution is performed by assuming that the cone angle is small, and processing is performed as a fan projection beam, and back projection is processed along a ray at the time of scanning. The cone beam reconstruction method is a reconstruction method that corrects projection data in accordance with the angle of the ray with respect to the reconstruction surface, as a method that suppresses cone angle errors more than the Feldkamp method.

再構成部500は、判定部400による判定結果と、本スキャンに関する投影データセットとに基づいて、被検体に対する撮影範囲に対応するボリュームデータを発生する。具体的には、判定部400により判定された判定結果が高吸収体有り判定である場合、再構成部500は、以下のようにして、被検体の撮影範囲に対応するボリュームを再構成する。   The reconstruction unit 500 generates volume data corresponding to the imaging range for the subject based on the determination result by the determination unit 400 and the projection data set related to the main scan. Specifically, when the determination result determined by the determination unit 400 is a determination that there is a high absorber, the reconstruction unit 500 reconstructs the volume corresponding to the imaging range of the subject as follows.

再構成部500は、X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動する。上記アーチファクト低減処理とは、例えば、金属などのX線高吸収体に起因する金属アーチファクトを低減する金属アーチファクト低減(Metal Artifact Reduction:以下、MARと呼ぶ)処理である。再構成部500は、本スキャンに関する投影データセットに基づいて、MAR処理を伴って、ボリュームデータ再構成する。   The reconstruction unit 500 activates an artifact reduction process for reducing artifacts caused by the X-ray high absorber. The artifact reduction process is, for example, a metal artifact reduction (hereinafter referred to as MAR) process that reduces metal artifacts caused by an X-ray high-absorber such as metal. The reconstruction unit 500 reconstructs volume data with MAR processing based on the projection data set related to the main scan.

具体的には、例えば、再構成部500は、投影データセットに基づいて、ボリュームデータを再構成する。再構成部500は、MAR処理によりボリュームデータにおけるX線高吸収体に関する領域(以下、高吸収体ボクセル領域と呼ぶ)を特定する。再構成部500は、ボリュームデータに対して順投影を実行することにより順投影データを発生する。再構成部500は、高吸収体ボクセル領域に基づいて、順投影データにおける高吸収体の領域(以下、高吸収体順投影領域と呼ぶ)を特定する。再構成部500は、高吸収体順投影領域の近傍の領域(以下、近傍領域と呼ぶ)に含まれる投影データに基づいて、高吸収体順投影領域の順投影データを補正する。この補正は、高吸収体順投影領域の順投影データを、近傍領域の投影データに置換してもよいし、近傍領域の投影データを用いて適当な補間により置換してもよい。再構成部500は、補正された順投影データセットを用いて、ボリュームデータを、再度再構成する。なお、上記MAR処理を伴った再構成処理は、適宜繰り返し実行してもよい。   Specifically, for example, the reconstruction unit 500 reconstructs volume data based on the projection data set. The reconstruction unit 500 specifies an area related to the X-ray high-absorber in the volume data (hereinafter referred to as a high-absorber voxel area) by the MAR process. The reconstruction unit 500 generates forward projection data by performing forward projection on the volume data. Based on the superabsorber voxel region, the reconstruction unit 500 identifies a superabsorber region in the forward projection data (hereinafter referred to as a superabsorber forward projection region). The reconstruction unit 500 corrects the forward projection data of the superabsorber forward projection region based on the projection data included in the region near the superabsorber forward projection region (hereinafter referred to as the neighborhood region). In this correction, the forward projection data of the superabsorber forward projection region may be replaced with the projection data of the nearby region, or may be replaced by appropriate interpolation using the projection data of the nearby region. The reconstruction unit 500 reconstructs the volume data again using the corrected forward projection data set. Note that the reconstruction process with the MAR process may be repeatedly executed as appropriate.

再構成部500は、MAR処理を伴って再構成されたボリュームデータに基づいて、任意断面(例えば、直交3断面(アキシャル像、サジタル像、コロナル像)、任意断面のMPR(MultiPlanar Reconstruction)画像など)の再構成画像を発生する。再構成部500は、発生した再構成画像を後述する表示部700などに出力する。   The reconstruction unit 500 is based on the volume data reconstructed with the MAR processing, for example, an arbitrary cross section (for example, three orthogonal cross sections (axial image, sagittal image, coronal image), MPR (MultiPlanar Reconstruction) image of an arbitrary cross section, ) To generate a reconstructed image. The reconstruction unit 500 outputs the generated reconstruction image to the display unit 700 described later.

記憶部600は、再構成部500で再構成された医用画像(以下、再構成画像と呼ぶ)、複数の投影データセットなどを記憶する。記憶部600は、後述する入力部800により入力された操作者の指示、画像処理の条件、撮影条件などの情報を記憶する。記憶部600は、X線コンピュータ断層撮影のために、架台部100、寝台などを制御する制御プログラムを記憶する。   The storage unit 600 stores medical images reconstructed by the reconstructing unit 500 (hereinafter referred to as reconstructed images), a plurality of projection data sets, and the like. The storage unit 600 stores information such as operator instructions, image processing conditions, and imaging conditions input by an input unit 800 described later. The storage unit 600 stores a control program for controlling the gantry unit 100, the bed, and the like for X-ray computed tomography.

表示部700は、再構成部500で再構成された医用画像、投影画像(スキャノ像)、X線コンピュータ断層撮影のために設定されるスキャン条件および再構成処理に関する再構成条件などを入力するための入力画面などを表示する。表示部700は、投影画像上に本スキャンにおける撮影範囲を表示する。   The display unit 700 inputs a medical image reconstructed by the reconstruction unit 500, a projection image (scano image), scan conditions set for X-ray computed tomography, reconstruction conditions regarding reconstruction processing, and the like. Display the input screen. The display unit 700 displays an imaging range in the main scan on the projection image.

入力部800は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本X線コンピュータ断層撮影装置1に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、後述する制御部900などに出力される。入力部800は、図示しないが、関心領域(ROI)の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部800は、被検体に対するスキャンの開始位置および撮影条件等を決めるための撮影(位置決めスキャン)により発生され、表示された投影画像に対して、本スキャンの撮影範囲を入力する。   The input unit 800 captures various instructions, commands, information, selections, and settings from the operator into the X-ray computed tomography apparatus 1. The various instructions / commands / information / selections / settings that have been taken in are output to the control unit 900, which will be described later. Although not shown, the input unit 800 includes a trackball, a switch button, a mouse, a keyboard, and the like for setting a region of interest (ROI). The input unit 800 inputs the imaging range of the main scan with respect to the displayed projection image generated by imaging (positioning scan) for determining the scan start position and imaging conditions for the subject.

入力部800は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部900に出力する。なお、入力部800は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部800は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理で、操作者によりタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部900に出力する。   The input unit 800 detects the coordinates of the cursor displayed on the display screen, and outputs the detected coordinates to the control unit 900. Note that the input unit 800 may be a touch panel provided to cover the display screen. In this case, the input unit 800 detects coordinates touched by the operator on the basis of coordinate reading principles such as electromagnetic induction, electromagnetic distortion, and pressure sensitive, and outputs the detected coordinates to the control unit 900.

図示していない寝台は、天板119と、天板119をZ方向に沿って移動可能に支持する図示していない支持フレームと、天板119および寝台を駆動する図示していない駆動部とを有する。駆動部は、操作者の指示による入力に応じて、寝台を上下動させる。駆動部は、入力部800により入力された撮影プランに応じて、天板119をZ方向に沿って移動させる。   The bed not shown includes a top plate 119, a support frame (not shown) that supports the top plate 119 so as to be movable along the Z direction, and a drive unit (not shown) that drives the top plate 119 and the bed. Have. The drive unit moves the bed up and down in response to an input by an operator's instruction. The drive unit moves the top board 119 along the Z direction according to the photographing plan input by the input unit 800.

制御部900は、本X線コンピュータ断層撮影装置1の中枢として機能する。制御部900は、図示しないCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)とメモリとを備える。制御部900は、図示していないメモリに記憶された検査スケジュールデータと制御プログラムとに基づいて、被検体に対するX線コンピュータ断層撮影のために高電圧発生器107、および架台部100などを制御する。具体的には、制御部900は、入力部800などから送られてくる操作者の指示などを、一時的に図示していないメモリに記憶する。制御部900、メモリに一時的に記憶された情報に基づいて、高電圧発生器107、および架台部100などを制御する。制御部900は、所定の画像発生・表示等を実行するための制御プログラムを、記憶部600から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・処理等を実行する。   The control unit 900 functions as the center of the X-ray computed tomography apparatus 1. The control unit 900 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and a memory. The control unit 900 controls the high voltage generator 107, the gantry unit 100, and the like for X-ray computed tomography of the subject based on examination schedule data and a control program stored in a memory (not shown). . Specifically, the control unit 900 temporarily stores an operator instruction or the like sent from the input unit 800 or the like in a memory (not shown). The control unit 900 controls the high voltage generator 107, the gantry unit 100, and the like based on information temporarily stored in the memory. The control unit 900 reads out a control program for executing predetermined image generation / display and the like from the storage unit 600 and develops it on its own memory, and executes calculations / processings and the like regarding various processes.

(アーチファクト低減処理起動機能)
アーチファクト低減処理起動機能とは、位置決めスキャンにより発生された投影画像の画素値に基づいて投影画像においてX線高吸収体の有無を判定し、高吸収体有り判定である場合、アーチファクト低減処理(MAR処理)を起動して、ボリュームデータを再構成する機能である。以下、アーチファクト低減処理起動機能に関する処理について説明する。
(Artifact reduction processing start function)
The artifact reduction processing activation function determines the presence or absence of an X-ray superabsorber in the projection image based on the pixel value of the projection image generated by the positioning scan. This is a function for reconfiguring the volume data by starting the processing. Hereinafter, processing related to the artifact reduction processing activation function will be described.

図4は、アーチファクト低減処理起動機能に関する処理の手順の一例を示すフローチャートである。
位置決めスキャンにより投影画像が発生される(ステップSa1)。投影画像が、表示部700に表示される。表示された投影画像において、本スキャンにおける撮影範囲が入力される(ステップSa2)。投影画像における画素値に基づいて、X線高吸収体の有無が判定される(ステップSa3)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process procedure related to the artifact reduction process activation function.
A projected image is generated by the positioning scan (step Sa1). The projected image is displayed on the display unit 700. In the displayed projection image, an imaging range in the main scan is input (step Sa2). Based on the pixel value in the projection image, the presence or absence of the X-ray superabsorber is determined (step Sa3).

投影画像において、X線高吸収体があれば(ステップSa4)、MAR処理が起動される(ステップSa5)。次いで、本スキャンが実行される(ステップSa6)。このとき、本スキャンに関する投影データセットが発生される。投影データセットに基づいて、MAR処理を伴って、ボリュームデータが再構成される(ステップSa7)。   If there is an X-ray superabsorber in the projected image (step Sa4), the MAR process is activated (step Sa5). Next, the main scan is executed (step Sa6). At this time, a projection data set relating to the main scan is generated. Based on the projection data set, volume data is reconstructed with MAR processing (step Sa7).

投影画像において、X線高吸収体がなければ(ステップSa4)、MAR処理は、起動されない。次いで、本スキャンが実行される(ステップSa8)。このとき、本スキャンに関する投影データセットが発生される。投影データセットに基づいて、MAR処理を伴わずに、ボリュームデータが再構成される(ステップSa9)。   If there is no X-ray superabsorber in the projected image (step Sa4), the MAR process is not started. Next, the main scan is executed (step Sa8). At this time, a projection data set relating to the main scan is generated. Based on the projection data set, the volume data is reconstructed without the MAR process (step Sa9).

ボリュームデータに基づいて、再構成画像が発生される。発生された再構成画像が、表示部700に表示される(ステップSa10)。   A reconstructed image is generated based on the volume data. The generated reconstructed image is displayed on the display unit 700 (step Sa10).

(変形例)
本実施形態との相違は、判定部400におけるX線高吸収体の有無の判定方法が異なることにある。本変形例における構成は実施形態と同一なため、本変形例の構成図は省略する。
(Modification)
A difference from the present embodiment is that a determination method of the presence or absence of the X-ray superabsorber in the determination unit 400 is different. Since the configuration of this modification is the same as that of the embodiment, the configuration diagram of this modification is omitted.

判定部400は、投影画像に対して、エッジ検出処理を実行する。エッジ検出処理とは、例えば、ラプラシアン(Laplacian)オペレータ、ソーベル(Sobel)オペレータ、グラディエント(gradient:勾配)オペレータ、ラプラシアンガウシアン(Laplacian Gaussian)オペレータなどの各種エッジ検出オペレータ(差分オペレータ)を用いたフィルタ処理である。判定部400は、エッジ検出に係るこれらのオペレータを用いることにより、投影画像におけるエッジ画像を発生する。判定部400は、エッジ画像において、(エッジ領域の)画素値が所定の閾値を超えているか否かを判定する。   The determination unit 400 performs edge detection processing on the projection image. The edge detection processing is, for example, filter processing using various edge detection operators (difference operators) such as a Laplacian operator, a Sobel operator, a gradient operator, and a Laplacian Gaussian operator. It is. The determination unit 400 generates an edge image in the projection image by using these operators related to edge detection. The determination unit 400 determines whether or not the pixel value (in the edge region) exceeds a predetermined threshold in the edge image.

エッジ画像における画素値が所定の閾値を超えている場合、判定部400は、高吸収体有り判定として判定する。また、エッジ画像における画素値が所定の閾値を超えていない場合、判定部400は、高吸収体無し判定として判定する。判定部400は、判定結果(高吸収体有り判定または高吸収体無し判定)を再構成部500に出力する。   When the pixel value in the edge image exceeds a predetermined threshold, the determination unit 400 determines that there is a superabsorbent. When the pixel value in the edge image does not exceed the predetermined threshold value, the determination unit 400 determines that there is no superabsorbent. The determination unit 400 outputs a determination result (determination that there is a high absorber or a determination that there is no high absorber) to the reconstruction unit 500.

本変形例によるアーチファクト低減処理起動機能およびアーチファクト低減処理起動機能に関する処理は、実施形態と同様なため、説明は省略する。   The processing related to the artifact reduction processing activation function and the artifact reduction processing activation function according to the present modification is the same as in the embodiment, and thus the description thereof is omitted.

本実施形態および本変形例によれば、位置決めスキャンにより発生された投影画像におけるX線高吸収体(金属)の有無を判定、すなわち投影画像上におけるX線高吸収体の検出を実行することができる。上記判定または検出は、投影画像上におけるX線高吸収体(金属)に対応する領域の抽出ではなく、X線高吸収体(金属)の有無の確認(検出)のための処理である。このため、本実施形態および変形例においては、きわめて簡単かつ自由度の高い設計が可能となる。   According to this embodiment and this modification, it is possible to determine the presence or absence of an X-ray superabsorber (metal) in a projection image generated by a positioning scan, that is, to detect the X-ray superabsorber on the projection image. it can. The determination or detection is processing for confirming (detecting) the presence or absence of the X-ray superabsorber (metal), not extracting the region corresponding to the X-ray superabsorber (metal) on the projection image. For this reason, in this embodiment and a modification, a very simple design with a high degree of freedom is possible.

一般に、投影画像(スキャノグラム像)におけるX線高吸収体(金属)は、1.非常に高い輝度値、2.急峻に変化するエッジという2つの特徴を有する。本実施形態および本変形例における判定部400は、上記1.と上記2.との特徴に従って、X線高吸収体を検出する画像解析処理を、任意に設計可能である。   In general, the X-ray superabsorber (metal) in a projection image (scanogram image) is: Very high brightness value, 2. It has two characteristics of sharply changing edges. The determination unit 400 according to the present embodiment and the modification example is configured as described in 1. above. And 2. The image analysis processing for detecting the X-ray superabsorber can be arbitrarily designed in accordance with the features of

本実施形態は、上記1の輝度値が非常に高い特性を用いてX線高吸収体の有無を判定する。また、本変形例は、上記2のエッジが吸収という特性を用いてX線高吸収体の有無を判定する。なお、上記1.および上記2.の両方の特性を用いて、投影画像におけるX線高吸収体の有無の判定に対するロバスト(Robust:頑強)性を向上させることも可能である。また、投影画像においてX線高吸収体を検出する処理は、上記実施形態および上記変形例に限定されず、X線高吸収体(金属)が検出できれば、どのような方法であってもよい。   In the present embodiment, the presence / absence of the X-ray superabsorber is determined using the characteristic of the luminance value of 1 described above being very high. Further, in this modification, the presence or absence of an X-ray superabsorber is determined using the characteristic that the above-mentioned two edges absorb. The above 1. And 2. By using both of these characteristics, it is possible to improve robustness with respect to the determination of the presence or absence of the X-ray superabsorber in the projection image. Moreover, the process which detects an X-ray superabsorber in a projection image is not limited to the said embodiment and the said modification, What kind of method may be used if an X-ray superabsorber (metal) can be detected.

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態におけるX線コンピュータ断層撮影装置1によれば、操作者による操作なしに、X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を伴ってボリュームデータを再構成することができる。具体的には、本実施形態は、位置決めスキャンにより発生された投影画像に基づいてMAR処理のようなアーチファクト低減処理のONまたはOFFを操作者の指示を介さずに自動的に決定することができる。投影画像上にX線高吸収体があると判定された場合、本実施形態は、MAR処理を伴って、ボリューデータを再構成することができる。すなわち、本実施形態は、投影画像の画素値に基づいて、投影画像上のX線高吸収体の有無を判定し、X線高吸収体が投影画像上にあれば、MAR処理を伴ってボリュームデータを再構成することができる。
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
According to the X-ray computed tomography apparatus 1 in the present embodiment, volume data can be reconstructed with an artifact reduction process for reducing artifacts caused by the X-ray superabsorber without any operation by the operator. Specifically, in the present embodiment, ON / OFF of an artifact reduction process such as a MAR process can be automatically determined based on a projection image generated by a positioning scan without an operator's instruction. . In the case where it is determined that there is an X-ray superabsorber on the projection image, the present embodiment can reconstruct the volume data with the MAR process. That is, according to the present embodiment, the presence or absence of an X-ray superabsorber on the projection image is determined based on the pixel value of the projection image. Data can be reconstructed.

これらのことから、本実施形態および本変形例は、操作者によるMAR処理のON/OFFの指定の必要なしに、撮影および再構成を実行することができる。以上のことから、本実施形態によれば、撮影及び再構成に関するワークフローが簡素化され、診断効率が向上する。   For these reasons, in the present embodiment and this modification, it is possible to perform imaging and reconfiguration without requiring the operator to specify ON / OFF of the MAR process. From the above, according to the present embodiment, the workflow relating to imaging and reconstruction is simplified, and the diagnostic efficiency is improved.

加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行する再構成処理プログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。   In addition, each function according to the embodiment can also be realized by installing a reconfiguration processing program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing the program on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the method is stored in a storage medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…X線コンピュータ断層撮影装置、100…架台部、101…回転フレーム、103…回転駆動部(電動機)、105…X線発生部、107…高電圧発生器、109…X線管、111…スリップリング、113…X線の放射範囲、115…X線検出部(エリア検出器)、117…撮影領域、119…天板、121…データ収集回路(DAS)、123…非接触データ伝送部、200…投影データ発生部(前処理部)、300…投影画像発生部、400…判定部、500…再構成部、600…記憶部、700…表示部、800…入力部、900…制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray computed tomography apparatus, 100 ... Mount part, 101 ... Rotating frame, 103 ... Rotation drive part (electric motor), 105 ... X-ray generation part, 107 ... High voltage generator, 109 ... X-ray tube, 111 ... Slip ring, 113 ... X-ray emission range, 115 ... X-ray detector (area detector), 117 ... Imaging region, 119 ... Top plate, 121 ... Data acquisition circuit (DAS), 123 ... Non-contact data transmitter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Projection data generation part (preprocessing part), 300 ... Projection image generation part, 400 ... Determination part, 500 ... Reconstruction part, 600 ... Memory | storage part, 700 ... Display part, 800 ... Input part, 900 ... Control part

Claims (6)

X線を発生するX線発生部と、
前記X線発生部から発生され、被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部からの出力に基づいて、前記被検体の投影データを発生する投影データ発生部と、
前記投影データに基づいて、投影画像を発生する投影画像発生部と、
前記投影画像に対するエッジ検出処理により発生されたエッジ画像におけるエッジ領域の画素値所定の閾値を超えかつ前記投影画像において第1の閾値を超える画素値の総数または総和が第2の閾値を超えるとき、前記被検体の組織のX線吸収量より高いX線吸収量を有するX線高吸収体が前記投影画像にあることを判定する判定部と、
前記投影画像に前記X線高吸収体があると判定された場合、前記X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成する再構成部と、
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray generator for generating X-rays;
An X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray generator and transmitted through the subject;
A projection data generation unit that generates projection data of the subject based on an output from the X-ray detection unit;
A projection image generator for generating a projection image based on the projection data;
Exceeds the threshold pixel value of a predetermined edge area of the generated edge image by the edge detection process on the projection image, and the total number or the total sum of the pixel value exceeding the first threshold value exceeds a second threshold value in the projection image A determination unit for determining that an X-ray superabsorber having an X-ray absorption amount higher than an X-ray absorption amount of the tissue of the subject is in the projection image ;
When it is determined that the X-ray superabsorber is present in the projection image, an artifact reduction process for reducing artifacts caused by the X-ray superabsorber is started, and the artifact reduction process is performed based on the projection data. A reconstruction unit for reconstructing the volume data of the subject,
An X-ray computed tomography apparatus comprising:
前記X線高吸収体は金属であって、
前記アーチファクト低減処理は、前記金属に起因する金属アーチファクトを低減する処理であること、
を特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The X-ray superabsorber is a metal,
The artifact reduction process is a process of reducing metal artifacts caused by the metal;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1.
前記投影画像発生部は、
前記被検体に対する本スキャンの撮影範囲の位置決めのための位置決めスキャンにより発生された投影データに基づいて、前記投影画像を発生し、
前記再構成部は、
前記被検体に対する前記本スキャンにより発生された投影データに基づいて、前記ボリュームデータを再構成すること、
を特徴とする請求項1または2に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The projection image generator is
Based on the projection data generated by the positioning scan for positioning the imaging range of the main scan with respect to the subject, the projection image is generated,
The reconstruction unit includes:
Reconstructing the volume data based on projection data generated by the main scan on the subject;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1 or 2.
前記再構成部は、
前記投影画像上に前記X線高吸収体がないと判定された場合、前記X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動せずに、前記投影データに基づいて前記被検体のボリュームデータを再構成すること、
を特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The reconstruction unit includes:
If it is determined that the X-ray superabsorber is not present on the projection image, the subject based on the projection data is not started without starting an artifact reduction process for reducing the artifact caused by the X-ray superabsorber. Reconfiguring the volume data of
The X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 3.
被検体に対する本スキャンの撮影範囲の位置決めのための位置決めスキャンにより投影画像を発生し、
前記投影画像に対するエッジ検出処理により発生されたエッジ画像におけるエッジ領域の画素値所定の閾値を超えかつ前記投影画像において第1の閾値を超える画素値の総数または総和が第2の閾値を超えるとき、前記被検体の組織のX線吸収量より高いX線吸収量を有するX線高吸収体が前記投影画像にあることを判定し、
前記投影画像に前記X線高吸収体があると判定された場合、前記X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動し、
前記被検体に対する前記本スキャンにより投影データを発生し、
前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成すること、
を具備することを特徴とする再構成処理方法。
A projected image is generated by a positioning scan for positioning the imaging range of the main scan with respect to the subject,
Exceeds the threshold pixel value of a predetermined edge area of the generated edge image by the edge detection process on the projection image, and the total number or the total sum of the pixel value exceeding the first threshold value exceeds a second threshold value in the projection image when determines that the X-ray superabsorbent having a high X-ray absorption than the X-ray absorption of the tissue of the subject is in the projected image,
When it is determined that the X-ray superabsorber is present in the projection image, an artifact reduction process for reducing artifacts caused by the X-ray superabsorber is started.
Generating projection data by the main scan on the subject;
Reconstructing the subject volume data with the artifact reduction processing based on the projection data;
A reconstruction processing method comprising:
コンピュータに、
被検体に対する本スキャンの撮影範囲の位置決めのための位置決めスキャンにより投影画像を発生させ、
前記投影画像に対するエッジ検出処理により発生されたエッジ画像におけるエッジ領域の画素値所定の閾値を超えかつ前記投影画像において第1の閾値を超える画素値の総数または総和が第2の閾値を超えるとき、前記被検体の組織のX線吸収量より高いX線吸収量を有するX線高吸収体が前記投影画像にあることを判定させ、
前記投影画像に前記X線高吸収体があると判定された場合、前記X線高吸収体に起因するアーチファクトを低減させるアーチファクト低減処理を起動させ、
前記被検体に対する前記本スキャンにより投影データを発生させ、
前記投影データに基づいて前記アーチファクト低減処理を伴って前記被検体のボリュームデータを再構成させること、
を具備することを特徴とする再構成処理プログラム。
On the computer,
A projected image is generated by a positioning scan for positioning the imaging range of the main scan with respect to the subject,
Exceeds the threshold pixel value of a predetermined edge area of the generated edge image by the edge detection process on the projection image, and the total number or the total sum of the pixel value exceeding the first threshold value exceeds a second threshold value in the projection image when, by judging that the X-ray superabsorbent having a high X-ray absorption than the X-ray absorption of the tissue of the subject is in the projected image,
When it is determined that the X-ray superabsorber is present in the projection image, an artifact reduction process for reducing artifacts caused by the X-ray superabsorber is started,
Generating projection data by the main scan for the subject;
Reconstructing the volume data of the subject with the artifact reduction processing based on the projection data;
A reconfiguration processing program comprising:
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