JPH0531105A

JPH0531105A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH0531105A
Application number: JP3210214A
Authority: JP
Inventors: So Ishii; 創石井
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】【目的】同一被検体部位への連続複数スキャンでの、
重複投影角での再構成画像を得る場合に、再構成時間を
短縮したい。【構成】Ｘ線ＣＴ装置における、逆投影演算器内の逆
投影メモリへ接続される演算器を加減算出来るように
し、１つ前の再構成画像より次の再構成画像に不要なデ
ータを引出し必要なデータを足し込むことにより、次の
再構成画像を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スリップリング方式の
スキャナを使用したＸ線ＣＴ装置、特に任意のビュー角
での画像再構成を行うＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置における画像再構成部は、
一般的に図２に示すように、データの前処理部１、フイ
ルタリング（コンボリューション）処理部２、逆投影部
３より成る。前処理部ではＡ／Ｄ変換された多チャンネ
ル検出器の出力データに対してＡ／Ｄ部前段のプリアン
プの補正Ｘ線のゆらぎ補正、Ｘ線の特性によるｌｏｇ補
正等の各種補正等を行う。フイルタリング処理部２はＸ
線ＣＴの逆投影における画像のボケ回復の為のフイルタ
レーションを施す。このフイルタレーションは、ＦＦＴ
（高速フーリエ変換法）によるコンボリューション手法
によるものが一般的である。逆投影部３は逆投影の演算
を行い、データを画像にする処理を行う。ここで言う画
像とは、Ｘ線の吸収係数の分布である。図３は、この逆
投影法を示したものである。図３中座標ｘ、ｙ系は、逆
投影を行う空間であり、逆投影画像をｆ（ｘ、ｙ）で表
す。座標Ｘ、θは、逆投影の入力系の空間で（即ちフイ
ルタリング結果を示す空間）である。平行なＸ線を角度
θで照射したときのフイルタリング結果をｇ（Ｘ、θ）
で表す。Ｘは検出器のチャンネル軸方向を示すものであ
る。逆投影とは、図３に示す、投影空間（ｘ、ｙ）上の
すべての点に対して、これを通過するＸ線ビームに相当
するフイルタリング結果の値を、入れて行き、これをす
べての方向から、重ね合わせて、画像ｆ（ｘ、ｙ）を求
めることである。画像ｆ（ｘ、ｙ）は下記の式で示され
る。

【０００３】

【数１】これは、図３中の一点Ｐ（ｘ_p、ｙ_p）に注目すれば、図
中のθの時には、フイルタリング結果のｇ_p（ｘ_p、θ）
のデータを点Ｐの値に加算し、別のθ時には又、その時
のフイルタリング結果を加算して行き、一周分重ね合わ
せると点Ｐの画像データとなることを示している。

【０００４】実際のＸ線ＣＴ装置でも、検出器は、被写
体のまわりを機械的に回転し、１ビューづつデータが得
られる為これを順次処理するのが、普通である。このデ
ータつまり検出器出力のＡ／Ｄ変換後のデータを図４に
示す。横軸は検出器のチャンネル、縦軸はビュー（投影
角）であり、［数１］のθである。データは、スキャナ
の回転とともに、図４の上から順に得られる（図４の
Ａ、Ｂ、Ｃの順）。このデータをビュー単位で順次、前
処理、フイルタリング、逆投影を行い、図４中のｎビュ
ー目まで、つまり、１周分処理を行うと再構成画像が求
まる。実装置では、通常図２に示す３つのブロック専用
の演算器を独立に持ち流れ作業的に処理を行う（パイプ
ライン処理）。

【０００５】そこで、１ビュー当りの処理時間をＰ_t、
１周当りのビュー数をｎとすると、１枚当りの画像再構
成時間Ｔは、下記の式となる。

【数２】Ｔ＝Ｐ_t×ｎ現行のＣＴ装置では、この画像再構成時間Ｔは５〜１０
秒程度である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近のスキャナには、
スリップリング方式の連続回転可能なものがあり、この
方式のスキャナでは、相隣合うスキャン間には休止時間
がなく、連続してデータが収集可能なものである。かか
るスリップリング方式は、造影剤を被検体に注入した場
合の、同一スライス部位での造影剤の注入の推移を見る
のに有効な方式である。即ち同一スライス部位の周囲を
スキャナで連続してスキャンをする。この連続スキャン
中に造影剤の注入を行えば（又は造影剤の注入を行って
連続スキャンを行えば）、この連続スキャンで得られる
再構成画像は、造影剤の注入後の推移を示す画像とな
る。通常、これらのスキャン法は、ダイナミックスキャ
ンと呼ばれる。

【０００７】更に詳述する。上記スキャナで収集したデ
ータは図５に示す様に、横軸に検出器のチャンネル、縦
軸にビューとすると、ビュー方向に複数回転分データ
（例えば２回転分、のデータ）が、連続に存在する
形となる。このデータを使用して、画像再構成を行った
場合、初めの１回転分、つまり、図５のの分を用い、
画像を１枚作り、次の１回転分の部分を用いて、１枚
作ることが出来る。ところが、この様なデータでは、図
５のＣ₁、Ｃ₂の様な、１回転目と２回転目の間において
も、１回転分の連続したデータが存在する。この為、こ
のＣ₁、Ｃ₂の様な、データを使用しても、画像再構成で
き、とを用いて作った画像の中間的な画像が得られ
る。この中間的な画像はととの間の中間的な推移画
像とみることができる。

【０００８】実際この中間的な画像は、１周分のデータ
の１／１０程度づつづらしてデータを使用し、１回転当
り最大１０枚程度、画像再構成を行う。つまり、スキャ
ナが物理的に１０回転した場合、画像を約１００枚再構
成することになる。

【０００９】この様な、画像再構成を行う場合は通常、
図５のデータをすべて、メモリ上等に記憶しておき、こ
れを順次何回も読み出して使用する。ところが、画像１
枚の再構成においては、前述した［数２］のとおり、画
像１枚当りの再構成時間は、Ｐ_t×ｎで表され、（Ｐ_tは
１ビュー当りの処理時間、ｎは１周当りのビュー数）、
１００枚の画像を再構成したとすると、Ｐ_t×ｎを６秒
としても

【数３】Ｐ_t×ｎ×１００＝６００秒（＝１０分）となり、１０秒程度のスキャン時間に対して画像処理時
間に１０分もかかってしまう問題点があった。

【００１０】本発明の目的は、連続スキャンで得たデー
タから再構成画像を得る処理時間の短縮をはかってなる
Ｘ線ＣＴ装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続スキャン
して得た同一被検体部位の複数周期のＸ線投影データ
に、フイルタリング処理を施す手段と、該フイルタ結果
から投影角となるチャンネルとをアドレスとして投影デ
ータを格納する手段と、該格納した投影データを用いて
逆投影を行う演算手段と、より成ると共に、該演算手段
は、投影角を互いに一部重複する再構成画像を得るに当
たって、前の再構成画像から次の再構成画像に不要なデ
ータは除き、重複するデータはそのまま残し、次の再構
成に必要なデータは足し込むことにより、前の再構成画
像と一部重複する投影角の再構成画像を得るようにし
た。

【００１２】

【作用】本発明によれば、連続スキャンして得た同一被
検体部位の複数周期のＸ線投影データから再構成を行う
場合、前後する再構成画像が投影角を一部重複する時、
重複部分はそのまま残し、不要なデータは除き、必要な
データは足し込むという処理を行うことで、新しい再構
成画像を得る。

【００１３】

【実施例】先ず、本発明の考え方を述べる。図６は、ス
リップリング方式のスキャナで収集した、連続回転デー
タである。横軸はチャンネル方向、縦軸はビュー方向で
ある。今ａ₁点より初めてａ_nまでの１周分のデータＡ₁
と、ｂ₁点より初めてｂ_nまでの１周分のデータＡ₂によ
り２枚の画像Ｆ₁、Ｆ₂を再構成するとする。ところが図
６の斜線部分Ｃのデータは、共通しており、２つの画像
の再構成において、この共通部分に関しては、図３で示
す前処理及びフイルタリング演算は、ビュー単位で行う
為まったく同じ処理を２回行っていることになる。異な
るのは、逆投影部での処理内容である。［数１］より画
像Ｆ₁、Ｆ₂を式で表すと

【数４】ところが、

【数５】と表される。ここで、［数５］より、２枚目の画像Ｆ₂
を表すと、

【数６】となる。

【００１５】実際の装置では、［数６］のｄθは、有限
である為［数６］は、下式で表される。

【数７】

【００１６】この［数７］は、１枚目の画像Ｆ₁より、
ａ₁からｂ₁までのデータを引き出し、次にａ_nからｂ_nま
でのデータを足し込むことで２枚目の画像Ｆ₂が得られ
ることを示している。つまり、本実施例では、この観点
のもとに画像を１枚再構成するのにその前の画像を利用
し、必要な分のみ、再構成演算を行って、処理時間を短
縮することとした。

【００１７】従って、図６の様なデータを使用して、画
像を複数枚、画像を再構成する場合、先ず、１枚目のＦ
₁の画像再構成は、従来と同様、図６中のａ₁からａ_nま
で、使用して行う。次に、２枚目のＡ₂部のデータの画
像再構成［数７］に従い１枚目の画像Ｆ₁に対して、先
ず図６のａ₁からｂ₁までのデータを引く。つまり、通常
の足し込む操作を引く操作に変える。この引き出すのに
要する時間Ｔ₁₁は、図６のａ₁からｂ₁までの幅が前述し
た通り、１周の１／１０とすると、１ビュー当りは通常
の足し込みと同じである為［数２］より

【数８】Ｔ₁₁＝Ｐ_t×（ｎ／１０）となる。次に、図６のａ_nからｂ_nまでのデータを通常と
同じ様にうめ込み、２枚目の再構成画像を得る。このう
め込みに要する時間Ｔ₁₂は、［数８］と同様

【数９】Ｔ₁₂＝Ｐ_t×（ｎ／１０）である。つまり、２枚目の画像再構成に要する時間Ｔ₂
は［数８］、［数９］の和であるため

【数１０】Ｔ₂＝Ｔ₁₁＋Ｔ₁₂＝Ｐ_t×ｕ／５となる。この様に２枚目以降の画像再構成は、前の再構
成画像を使用して［数１０］で示される時間で可能であ
る。これは従来の［数２］の時間の１／５に当り、画像
再構成時間の高速化が可能である。

【００１８】本発明のＸ線ＣＴ装置の実施例を図１に示
す。このＸ線ＣＴ装置は、従来と同じく補正演算等を行
う前処理演算器１０（処理したデータを記憶するメモリ
をも含む）コンボリューション演算を行うフイルタリン
グ演算器１１、逆投影演算器１２、ディスプレイ回路１
３、補助メモリ１４、ＣＰＵ１５、共通バス１６より成
る。この中で逆投影演算部１２の内部構成が従来と異な
る。逆投影演算方式はアレンジ法、ダイレクト法等、種
々公知であるが、図１ではダイレクト法によるブロック
図で示してある。逆投影演算部１２は、フイルタリング
結果をためるバッファメモリ２０、バッファメモリのア
ドレスを計算するアドレス演算器２１、ダイレクト法で
必要となる割算器２２、画像が蓄積される逆投影用メモ
リ２４、逆投影用メモリのアドレスを計算するアドレス
演算器２５、メモリ２４の逆投影用メモリに足し込み引
出しを行う、演算器２３は、逆投影演算器１２全体を制
御するシーケンサー２６、より成る。更にＣＰＵ１５は
この画像処理装置全体を制御し補助メモリ１４は画像及
び制御プログラム等を格納し、ディスプレイ回路１３
は、画像表示を行い、共通バス１６は、全体を結ぶ。

【００１９】１スキャンに対して複数枚の画像再構成を
得るための図１の動作は次の様になる。スキャナ（図示
せず）からの連続したデータは、前処理演算器１０に入
り、実時間で順次処理を行う。これ以降は実時間での処
理は不可能である為、処理したデータは、演算器内のメ
モリ２０へすべて書き込まれる。

【００２０】ここで先ず、１枚目の画像再構成は、逆投
影メモリ２４をクリアして始める。そしてデータをビュ
ー単位で順次前処理演算器１０内のメモリより読み出
し、フイルタリング演算器１１にてコンボリューション
演算を行ってバッファーメモリ２０へ書き込む。逆投影
演算器１２では、バッファーメモリ２０より該当するデ
ータを読み出し、割算器２２を通して逆投影メモリ２４
に足し込む。この場合の足し込みとは、足し込みを行う
データを一度読みだし、これにバッファーメモリ２０よ
り読み出し計算したデータを加算した後にこれを元の逆
投影メモリ２４へ書き込む動作を言う。このビュー単位
の処理を、１周角度分行って、１枚目の画像を再構成す
る。再構成した画像は、ディスプレイ回路１３で表示
し、併せて磁気ディスク１４へ転送して格納する。

【００２１】次に２枚目以降の画像再構成は、逆投影メ
モリ２４をクリアせず、前の画像をそのまま残して始め
る。又、演算器２３を通常の加算から、引算へ変える。
そして、１枚目と２枚目の元画像データの差分つまり、
図６におけるａ₁からｂ₁の部分のデータを逆投影メモリ
２４より引き出す処理を行う。この引き出す処理とは、
ビュー単位で前処理演算器１０のメモリよりデータを読
み出しコンボリューション演算を行ってバッファーメモ
リ２０へ書き込み、そして、このメモリ２０より該当す
るデータを読み出し、割り算を行う処理である。ここま
では、通常のデータの流れとまったく同じである。次
に、引出しを行うデータを逆投影メモリ２４より読みだ
し、このデータから、バッファーメモリ２０より読み出
したデータを引いた後に、これを元の逆投影メモリ２４
へ書き込む操作である。この引き出す操作を、所定のビ
ュー数分行った後、演算器２３を加算にもどす。そし
て、１枚目の２枚目の元画像データの差分の後の部分、
つまり、図６における、ａ_nからｂ_nまでの部分のデータ
について、通常と同じ様にビュー単位で処理を行い、２
枚目以降の画像を再構成する。２枚目以降の再構成画像
もディスプレイ回路１３、磁気ディスク１４へ転送す
る。

【００２２】以上の実施例では、再構成手法はダイレク
ト法としたがアレンジ法等の他の方法にも適用できる。
また、１再構成画像を得るのを一周期としたがハーフス
キャンの例にも適用はできる。また、造影剤注入の他
に、ＲＩの注入推移や血液の動き等の推移判断にも適用
できる。

【００２３】以上の実施例は、同一スライス位置での繰
り返しの連続スキャンの例であったが、連続スキャンの
応用例には、被検体がスキャン中に移動する、ら旋スキ
ャンがある。本発明の考え方は、かかるら旋スキャンに
も利用できる。但し、フイルタリングを行う演算部で時
間がかかりすぎるため、再構成演算部での処理時間の短
縮には効果は薄い。

【発明の効果】本発明によれば、同一被検体部位での連
続複数スキャンの場合、重複投影角を有する再構成画像
を、短時間に得ることが出来るようになった。これによ
り、造影剤の注入推移を見る如き再構成時間が短縮さ
れ、医者にとって迅速な判断と処置を施せることになっ
た

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例図である。

【図２】従来例を示す図である。

【図３】投影座標と再構成座標とを利用しての再構成画
像算出の説明図である。

【図４】投影データの格納例を示す図である。

【図５】２スキャンの投影データ及び投影角一部重複例
を示す図である。

【図６】本発明の再構成処理を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１前処理部２フイルタリング処理部３逆投影部１０前処理演算器１１フイルタリング演算器１２逆投影演算器

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】連続スキャンして得た同一被検体部位の
複数周期のＸ線投影データに、フイルタリング処理を施
す手段と、該フイルタ結果から投影角とチャンネルとを
アドレスとして投影データを格納する手段と、該格納し
た投影データを用いて逆投影を行う演算手段と、より成
ると共に、該演算手段は、投影角を互いに一部重複する
再構成画像を得るに当たって、前の再構成画像から次の
再構成画像に不要なデータは除き、重複するデータはそ
のまま残し、次の再構成に必要なデータは足し込むこと
により、前の再構成画像と一部重複する投影角の再構成
画像を得るようにしたＸ線ＣＴ装置。