JPH0698886A - X-ray ct apparatus - Google Patents
X-ray ct apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はＸ線ＣＴ装置に関し、特
に被検体内部に金属等のＸ線高吸収体がある場合、再構
成画像に生じるメタルアーチファクトと呼ばれるストリ
ーク状のアーチファクトを低減するＸ線ＣＴ装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT apparatus, and particularly to an X-ray CT apparatus for reducing streak-like artifacts called metal artifacts generated in a reconstructed image when a high-X-ray absorber such as metal exists inside the object. Line CT apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体の内部
に金属等のＸ線高吸収体が混入すると、再構成画像上の
金属位置からと画像周辺部にメタルアーチファクトと呼
ばれる強いストリーク状のアーチファクトが発生し臨床
診断の妨げとなっている。混入例には、手術によって縫
い合わせ部分に残された金属性ピンやホッチキス片、人
間の義歯として使用した金歯や銀歯がある。ピンやホッ
チキス片は誤って残された例もあるが、意識的に残して
おく例もある。また金歯や銀歯が問題になるのは頭部全
体のＣＴ像を得るときである。2. Description of the Related Art In an X-ray CT apparatus, when an X-ray high-absorbent material such as metal is mixed in the inside of a subject, a strong streak shape called a metal artifact is generated from the metal position on the reconstructed image and around the image. Artifacts occur and hinder clinical diagnosis. Examples of the mixture include metal pins and stapler pieces left on the stitched portion by surgery, and gold and silver teeth used as human dentures. In some cases, pins and staples were accidentally left, but in other cases, they were left intentionally. The problem of gold and silver teeth is when obtaining a CT image of the entire head.
【０００３】メタルアーチファクトの画像上での発生理
由は種々考えられるが、特徴としては被検体内部に金属
体成分等のＸ線高吸収体が混入した場合には、投影デー
タ上には鋭いピークとなってあらわれる形態をとる。投
影データのメタルピークをピーク近傍の検出器チャンネ
ル補間式によりデータを置き換えてピーク値を無くす手
法が種々提案されている。There are various possible reasons for the occurrence of metal artifacts on the image, but the characteristic is that when an X-ray high absorber such as a metal component is mixed inside the subject, a sharp peak appears on the projection data. Take the form that appears. Various methods have been proposed in which metal peaks of projection data are replaced by detector channel interpolation formulas near the peaks to replace the data and eliminate peak values.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、投影データか
らメタルピークを的確に抽出するのは非常に困難で、メ
タル形状や被検体の形状が複雑になれば補間により逆に
アーチファクトが増加する問題があり、充分な補正効果
は得られていない。また、画像からメタル形状を抽出し
各投影角度から各計測データにおけるメタルの寄与度を
算出して線質硬化特性等を補正する方法もあるが、計算
時間は著しく増加してしまい実用にならない等の問題が
ある。However, it is very difficult to accurately extract the metal peak from the projection data, and if the metal shape or the shape of the subject becomes complicated, there is a problem that the artifacts increase due to the interpolation. There is not a sufficient correction effect. There is also a method of extracting the metal shape from the image and calculating the contribution of the metal in each measurement data from each projection angle to correct the radiation hardening characteristics, etc., but the calculation time increases significantly and it is not practical. I have a problem.
【０００５】本発明の目的は短時間で再構成画像上のメ
タルアーチファクトを低減し診断能の低下を抑制するこ
とを可能にするＣＴ装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a CT apparatus which can reduce metal artifacts on a reconstructed image and suppress deterioration of diagnostic ability in a short time.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、メタルアーチファクトが発生している画像の投
影データに対して処理対象領域を設定し、この設定した
領域内に限定して移動平均処理で求めた値や、ある値以
上のデータの場合は特定の値に計測データを置き換える
ことにより、原画像部の画質を劣化させずにメタルアー
チファクトを低減することができることを特徴とするも
のである。According to the present invention for solving the above-mentioned problems, a region to be processed is set for projection data of an image in which metal artifacts are generated, and movement is performed only within this set region. Characteristic that metal artifacts can be reduced without degrading the image quality of the original image part by replacing the measured data with the value obtained by the averaging process, or in the case of data above a certain value, with a specific value Is.
【０００７】[0007]
【作用】メタルアーチファクトが発生している画像上で
関心領域を設定することで、その関心領域に相当する投
影データ上の領域を計測幾何学位置関係から求めること
ができる。この領域内を処理対象として投影データを移
動平均値に置き換える（補正）ことによりメタルピーク
値が連続的に抑制される。そのため、この補正された投
影データを再構成することによりメタルアーチファクト
が低減される。By setting the region of interest on the image in which the metal artifact is generated, the region on the projection data corresponding to the region of interest can be obtained from the measured geometrical positional relationship. The metal peak value is continuously suppressed by replacing (correcting) the projection data with the moving average value in this region as a processing target. Therefore, metal artifacts are reduced by reconstructing the corrected projection data.
【０００８】[0008]
（実施例１）以下、図面を用いて本発明の実施例１を詳
細に説明する。まず図１を用いて発明全体の流れを説明
する。図１は全体のフローチャートである。既に再構成
像（ＣＴ像）が投影データから得られてメモリに格納さ
れているものとする。このメモリから再構成像を読み出
しＣＲＴ画面上に表示しておく。操作者はＣＲＴ上の表
示画像上で関心領域をマウスカーソル等を利用して設定
（金属体等の中心位置座標及び関心領域の半径）する。
この設定内容をコンピュータが読み取り、それら中心位
置座標と関心領域半径から領域設定手段１により、関心
領域に相当するその画像の投影データ上の処理対象領域
を求める。そして、この投影データ上の該領域内を移動
平均処理手段２により移動平均する。これもコンピュー
タ内で行う。移動平均された投影データを再構成処理手
段で再構成することによりメタルアーチファクトが低減
された良好な画像が得られる。(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the flow of the entire invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall flowchart. It is assumed that the reconstructed image (CT image) has already been obtained from the projection data and stored in the memory. The reconstructed image is read from this memory and displayed on the CRT screen. The operator sets the region of interest on the display image on the CRT using the mouse cursor or the like (coordinates of the center position of the metal body and the radius of the region of interest).
The computer reads the setting contents, and the region setting means 1 obtains the processing target region on the projection data of the image corresponding to the region of interest from the center position coordinates and the region of interest radius. Then, the moving average processing means 2 performs a moving average in the area on the projection data. This is also done in the computer. By reconstructing the moving averaged projection data by the reconstruction processing means, a good image with reduced metal artifacts can be obtained.
【０００９】図２、図３は再構成画像から、金属体によ
るピークの軌跡の求め方の説明図である。図２は、ＣＴ
画像１５に対する、任意のＸ線源位置（Ｘ線源位置を示
すものが、Ｘ−Ｙ座標系の原点０におけるＸ線源の中心
線との交わり角θであり、このθはビュー角と呼ばれ
る）θにおける計測系を計測系を示す図である。ここで
図３のプロファイルとはある投影角度（以下ビュー）に
おける、横軸にＸ線検出器のチャンネル、縦軸に強度を
取った場合の投影データの表し方である。また図３のサ
イノグラムとは横軸にチャンネル、縦軸にビューを取っ
た場合の表し方である。図２（ロ）は図２（イ）の簡略
図である。図２に示した再構成画像上で金属体の中心位
置を設定すれば、Ｘ線源３と金属体４との計測幾何学位
置関係から、任意のビュー角θにおける金属体を透過し
たＸ線ビーム５の角度（チャンネル番号のこと）αは以
下の〔数１〕より求めることができる。2 and 3 are explanatory views of how to obtain the locus of the peak due to the metal body from the reconstructed image. Figure 2 shows CT
Arbitrary X-ray source position with respect to the image 15 (what indicates the X-ray source position is the intersection angle θ with the center line of the X-ray source at the origin 0 of the XY coordinate system, and this θ is called the view angle. ) Is a diagram showing a measurement system at θ. Here, the profile in FIG. 3 is a way of representing projection data when the horizontal axis represents the channel of the X-ray detector and the vertical axis represents the intensity at a certain projection angle (hereinafter, view). The sinogram in FIG. 3 is a representation when the horizontal axis is the channel and the vertical axis is the view. FIG. 2B is a simplified diagram of FIG. If the center position of the metal body is set on the reconstructed image shown in FIG. 2, the X-ray transmitted through the metal body at an arbitrary view angle θ can be obtained from the measurement geometrical positional relationship between the X-ray source 3 and the metal body 4. The angle (channel number) α of the beam 5 can be obtained from the following [Equation 1].
【００１０】[0010]
【数１】 ここで、ｘ，ｙは再構成画像上での金属体の位置座標、
θはＸ軸とＸ線源の中心線とのなす角（即ちビュー角）
であり、Ｘ線源位置が変わるとθも変わる。ｒは原点０
とＸ線源３との距離であり計測系で定まる固定値であ
る。〔数１〕の処理を図３（イ）６に示すように０印で
示した任意の数点（図３（イ）では９点）のビューにつ
いて行う。ここで、図３（イ）では９点のビューθ1、
θ2、…θ9についてチャンネル番号α1、α2、…α9が
求まった例を示している。それ以外のビューについては
図３（イ）７に示すような任意点６を通るＳｉｎカーブ
で近似することにより、全ビューについてＸ線ビーム５
の角度αを求めることができる。即ちこの角度αによっ
て図３（ロ）の８に示すようなあるビューにおけるプロ
ファイル上のピークに対応するチャンネルを求めること
ができる。またサイノグラムでは図３（ロ）の９に示す
ような金属体中心による投影データ上の軌跡となって得
られる。[Equation 1] Here, x and y are position coordinates of the metal body on the reconstructed image,
θ is the angle between the X axis and the center line of the X-ray source (that is, the view angle)
Therefore, when the X-ray source position changes, θ also changes. r is the origin 0
Is a distance between the X-ray source 3 and the X-ray source 3 and is a fixed value determined by the measurement system. The processing of [Equation 1] is performed for a view of an arbitrary number of points (9 points in FIG. 3A) indicated by 0 as shown in FIG. Here, in FIG. 3A, the view θ 1 of 9 points,
An example in which the channel numbers α 1 , α 2 , ... α 9 are obtained for θ 2 , ... θ 9 is shown. The other views are approximated by a Sin curve that passes through an arbitrary point 6 as shown in FIG.
Can be obtained. That is, a channel corresponding to the peak on the profile in a certain view as shown by 8 in FIG. 3B can be obtained from this angle α. Further, in the sinogram, it is obtained as a locus on the projection data by the center of the metal body as shown by 9 in FIG.
【００１１】２点間をＳｉｎカーブで近似するには２点
の座標をもとに振幅、位相角を求めればよい。いま２点
の座標が（ｘ1，ｙ1）、（ｘ2，ｙ2）とすれば振幅Ａ及
び位相角φは以下の〔数４〕で求めることができる。To approximate between two points with a Sin curve, the amplitude and phase angle may be obtained based on the coordinates of the two points. If the coordinates of the two points are (x 1 , y 1 ) and (x 2 , y 2 ), the amplitude A and the phase angle φ can be calculated by the following [Equation 4].
【数２】 〔数２〕を変形すると〔数３〕となる。[Equation 2] By transforming [Equation 2], [Equation 3] is obtained.
【数３】 〔数３〕からφ、Ａは以下となる。[Equation 3] From [Equation 3], φ and A are as follows.
【数４】 [Equation 4]
【００１２】理論的には任意のビューは２点取れば全ビ
ューに亘って近似できるが本実施例１では精度向上のた
め任意に計算したビュー数は９点であり、全ビューを８
区間に分け近似した。関心領域の半径は設定された幅に
応じて、前記した金属体中心によるピークの軌跡に沿っ
て、図４の１０に示すように求めることができる。これ
が処理対象領域であり、この領域内をチャンネル方向に
沿って移動平均することにより、金属体等のＸ線高吸収
体による投影データ上のピークを小さくすることができ
る。移動平均処理は以下の〔数５〕のようになってい
る。Theoretically, if any two views are taken, they can be approximated over all views, but in the first embodiment, the number of views arbitrarily calculated for improving accuracy is nine, and all views are eight.
It was divided into sections and approximated. The radius of the region of interest can be obtained according to the set width along the locus of the peak due to the center of the metal body as shown in 10 of FIG. This is the region to be processed, and the moving average in this region along the channel direction makes it possible to reduce the peak on the projection data due to the X-ray high absorber such as a metal body. The moving average process is as shown in the following [Equation 5].
【００１３】[0013]
【数５】 〔数５〕の中でＲＡＷ（Ｎ，ｉ）とは投影データを示し
ており、Ｎは検出器のチャンネル、ｉはビュー番号を示
している。ここで処理対象領域の始まりのチャンネルを
ＪＳで、終わりのチャンネルをＪＥで表し、ｍは全ビュ
ー数を示している。またＭは移動平均するチャンネル数
の幅である。[Equation 5] In [Equation 5], RAW (N, i) indicates projection data, N indicates a channel of the detector, and i indicates a view number. Here, the beginning channel of the processing target area is represented by JS and the ending channel is represented by JE, and m represents the total number of views. M is the width of the number of channels for moving average.
【００１４】実施例１では処理対象領域に対して、同じ
チャンネル数Ｍで移動平均したが、ＪＳ、ＪＥ付近、又
はピークの中心付近でもこのＭは可変させることも可能
である。また移動平均する際、それぞれの投影データに
対する重みは同じであるが、これを可変させることも可
能である。In the first embodiment, the moving average is applied to the region to be processed with the same number of channels M, but this M can be varied near JS, JE or near the center of the peak. Further, when performing the moving average, the weights for the respective projection data are the same, but it is also possible to make this variable.
【００１５】移動平均処理によるピーク付近の投影デー
タの変化は図５に示すようになる。図５（イ）は移動平
均前の金属体によるピーク形状であり、（ロ）が移動平
均後のピーク形状である。移動平均処理によってピーク
付近の強度の合計値が処理後と処理前でほぼ一定に保つ
ことができ、また金属体によるピークを弱めることがで
きる。このため移動平均した投影データはビュー方向、
チャンネル方向のいずれでも連続性を失うことなくピー
クは弱められ、この移動平均後の投影データを再構成す
れば、原画像を劣化させずにメタルアーチファクトを低
減することができる。Changes in projection data near the peak due to the moving average process are as shown in FIG. FIG. 5A shows the peak shape due to the metal body before the moving average, and FIG. 5B shows the peak shape after the moving average. By the moving average process, the total value of the intensities near the peak can be kept substantially constant after and before the process, and the peak due to the metal body can be weakened. Therefore, the moving average projection data is the view direction,
The peak is weakened without losing continuity in any of the channel directions, and by reconstructing the projection data after this moving average, metal artifacts can be reduced without degrading the original image.
【００１６】（実施例２）実施例１では画像から関心領
域として、金属体の中心位置座標と関心領域の半径を設
定し、処理対象領域を求めた。このため実施例１の方法
は画像上の関心領域に対応する関心領域は図３（ロ）の
９のようにサイノグラム上では一定のチャンネル幅とな
る。(Embodiment 2) In Embodiment 1, the coordinates of the center position of the metal body and the radius of the region of interest are set as the region of interest from the image, and the region to be processed is obtained. Therefore, in the method of the first embodiment, the region of interest corresponding to the region of interest on the image has a constant channel width on the sinogram as shown by 9 in FIG.
【００１７】実施例２は、金属体の形状に依存した各ビ
ューで異なる処理対象領域の設定を可能とするものであ
る。図６は実施例２の全体の流れを示すフローチャート
である。まず領域設定手段１１により操作者が不定形な
金属体形状（図では３角形状とした）の境界に沿ったＲ
ＯＩを設定し、これを関心領域とする。この関心領域か
ら投影データ上の処理対象領域の算出は、例えば、画像
再構成等を用いることによりビューとチャンネルを算出
することが可能である。従って図８の１２に示すよう
に、処理対象領域は金属体の形状に依存し処理の対象と
なる領域の幅は一定でなくなる。In the second embodiment, different processing target areas can be set in each view depending on the shape of the metal body. FIG. 6 is a flowchart showing the overall flow of the second embodiment. First, the region setting means 11 allows the operator to perform R along the boundary of an indefinite metal body shape (triangular shape in the figure).
The OI is set and this is set as the region of interest. For the calculation of the processing target area on the projection data from the ROI, the view and the channel can be calculated by using image reconstruction or the like, for example. Therefore, as indicated by 12 in FIG. 8, the processing target area depends on the shape of the metal body, and the width of the processing target area is not constant.
【００１８】その後は実施例１と同様の移動平均処理で
処理することにより、原画像を劣化させずにメタルアー
チファクトを低減することができる。After that, the same moving average processing as that of the first embodiment is performed to reduce metal artifacts without deteriorating the original image.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明によれば、金属の存在する関心領
域を設定して単純な移動平均処理で平均化し、処理自体
がデータの連続性を保ってメタルピークを抑制するため
平均化による画像の劣化が少なくメタルアーチファクト
を短時間で低減することができる。According to the present invention, a region of interest in which a metal is present is set and averaged by a simple moving average process, and the process itself maintains data continuity and suppresses metal peaks. The metal artifacts can be reduced in a short time.
【図１】実施例１の全体の流れを示すフローチャート図
である。FIG. 1 is a flowchart showing an overall flow of a first embodiment.
【図２】実施例１の再構成画像からの金属体によるピー
ク軌跡の求め方の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of how to obtain a peak locus by a metal body from a reconstructed image of Example 1.
【図３】図２の補足説明図である。FIG. 3 is a supplementary explanatory diagram of FIG.
【図４】実施例１の処理対象領域の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a processing target area according to the first embodiment.
【図５】移動平均処理によるピーク形状の変化の説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram of changes in peak shape due to moving average processing.
【図６】実施例２の全体の流れを示すフローチャート図
である。FIG. 6 is a flowchart showing the overall flow of the second embodiment.
【図７】実施例２の再構成画像から処理対象領域の求め
方の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of how to obtain a processing target area from a reconstructed image according to the second embodiment.
【図８】実施例２の処理対象領域の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a processing target area according to the second embodiment.
３ Ｘ線源 ４ 金属体 ５ Ｘ線ファンビーム １５ ＣＴ画像 3 X-ray source 4 Metal body 5 X-ray fan beam 15 CT image
Claims (3)
発生要因となる被検体内の金属に関する関心領域を設定
し、その関心領域に相当する投影データ上の処理対象領
域を算出し記憶する領域設定手段と、この投影データ上
の処理対象領域内を移動平均処理により投影データを置
き換える移動平均処理手段と、この投影データを再構成
する手段と、より成るＸ線ＣＴ装置。1. A region setting means for setting a region of interest regarding metal in a subject, which causes a metal artifact, on a reconstructed image, and calculating and storing a region to be processed on projection data corresponding to the region of interest. An X-ray CT apparatus comprising: a moving average processing unit that replaces the projection data by moving average processing in a region to be processed on the projection data; and a unit that reconstructs the projection data.
り処理対象領域を算出することを特徴とする請求項１記
載のＸ線ＣＴ装置。2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the region to be processed is calculated from the center position of the region of interest and the radius of the region of interest.
より処理対象領域を算出することを特徴とする請求項１
記載のＸ線ＣＴ装置。3. The region to be processed is calculated by forming the region of interest into a shape of metal or the like.
The described X-ray CT apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25115092A JPH0698886A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | X-ray ct apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25115092A JPH0698886A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | X-ray ct apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0698886A true JPH0698886A (en) | 1994-04-12 |
Family
ID=17218425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25115092A Pending JPH0698886A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | X-ray ct apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698886A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-09-21 JP JP25115092A patent/JPH0698886A/en active Pending
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