JPH08187240A - Computed tomography system - Google Patents

Computed tomography system

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JPH08187240A
JPH08187240A JP7002512A JP251295A JPH08187240A JP H08187240 A JPH08187240 A JP H08187240A JP 7002512 A JP7002512 A JP 7002512A JP 251295 A JP251295 A JP 251295A JP H08187240 A JPH08187240 A JP H08187240A
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projection data
virtual plane
tomography apparatus
ray source
computer tomography
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Yoshio Machida
好男 町田
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral

Abstract

PURPOSE: To provide a CT of a helical-scan type using a two-dimensional array detector, which can form a reconstructed image having little artifact by a simple process. CONSTITUTION: In a computed tomography apparatus which collects projection data by a helical scan using a two-dimensional array detector 11, approximate projection data of an X-ray path which is approximated to a position in a virtual plane which is optionally determined from two-dimensional projection data actually obtained are extracted. An image is reconstructed by using the approximate projection data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリカルスキャン方式
のコンピュータ断層撮影装置(以下「CT」と略す)に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helical scan type computer tomography apparatus (hereinafter abbreviated as "CT").

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、被検体を透過したX線を検出する
検出器を1次元に配列した1次元検出器を持つCTが一
般的に普及している。そして、近年では、X線源(ソー
ス)と検出器を連続回転させながら寝台を移動させるこ
とで、寝台と共に移動する移動座標系においてX線源が
螺旋軌道を描いて移動するいわゆるヘリカルスキャン方
式が急速に普及し始めている。さらに、1次元検出器の
多列化や照射X線のコーンビーム化により、データの3
次元化の実現性が模索されている。
2. Description of the Related Art At present, a CT having a one-dimensional detector in which detectors for detecting X-rays transmitted through an object are arranged one-dimensionally is generally popular. In recent years, there is a so-called helical scan method in which the X-ray source moves in a spiral trajectory in a moving coordinate system that moves together with the bed by moving the bed while continuously rotating the X-ray source and the detector. It is beginning to spread rapidly. Furthermore, 3D data can be obtained by arranging multiple rows of one-dimensional detectors and cone beam irradiation X-rays.
The feasibility of dimensionality is being sought.

【0003】1次元検出器によるヘリカルスキャン方式
では、X線源が螺旋軌道を移動するため、再構成断面上
の投影データの大部分を線形補間処理等により近似的に
補間作成することが必要である。この作成したデータ
を、以下、近似投影データと称する。再構成は実質的に
1回転分のデータが必要になるので、例えば10cm分
の厚みを持つ領域を2mmスライスデータとして欲しけ
れば、50回転のスキャンが必要であった。
In the helical scan method using a one-dimensional detector, since the X-ray source moves in a spiral orbit, most of the projection data on the reconstructed section needs to be approximately interpolated by linear interpolation processing or the like. is there. The created data is hereinafter referred to as approximate projection data. Since data for one rotation is substantially required for reconstruction, for example, if a region having a thickness of 10 cm is desired as 2 mm slice data, scan of 50 rotations was required.

【0004】1次元検出器を2列設けたいわゆるデュア
ルスライス・ヘリカル方式は、データ収集速度が原理的
に上記方式の2倍になる。これを発展させて1次元検出
器を多列化することが考えられるが、列間でのX線パス
が平行とは見做せなくなる。仮にこれを平行とみなし
て、単純に列毎に画像をマルチスライスとして再構成し
たのではアーチファクトの多い実用に耐えない画像とな
ってしまう。これらの問題を克服する技術は現在提案さ
れておらず、従ってこの方式では精々2倍の高速化が限
度であると結論されている。
In the so-called dual-slice helical system in which two rows of one-dimensional detectors are provided, the data acquisition speed is in principle twice that of the above system. It is conceivable to develop this into a multi-row one-dimensional detector, but the X-ray paths between the rows cannot be regarded as parallel. If this is regarded as parallel and the image is simply reconstructed as a multi-slice for each column, the image has many artifacts and cannot be put to practical use. No technology has been proposed to overcome these problems at present, and it is concluded that the speed of this method is at most doubled.

【0005】コーンビームスキャン方式では、被検体が
コーンビーム内に完全に含まれる場合には理論的に完全
な再構成が可能であるが、被検体がコーンビーム内に完
全に含まれない場合には、適当な再構成の解法が提案さ
れていない。
In the cone beam scanning method, theoretically perfect reconstruction is possible when the subject is completely contained in the cone beam, but when the subject is not completely contained in the cone beam, , No suitable reconstruction solution has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、2次元
アレイ検出器を用いたヘリカルスキャン方式のCTで、
簡易にしてアーチファクトの少ない再構成方法が存在し
ていない。本発明の目的は、2次元アレイ検出器を用い
たヘリカルスキャン方式のCTで、簡易な処理でアーチ
ファクトの少ない再構成画像を作成可能なCTを提供す
ることである。
As described above, in the CT of the helical scan type using the two-dimensional array detector,
There is no simple reconstruction method with few artifacts. It is an object of the present invention to provide a CT of a helical scan system using a two-dimensional array detector, which can create a reconstructed image with few artifacts by simple processing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、2次元アレイ
検出器を用いてヘリカルスキャンにより投影データを収
集するコンピュータ断層撮影装置において、実際に得ら
れた2次元状の投影データから任意に定めた仮想平面の
位置に近似するX線パスの近似投影データを抽出し、こ
の近似投影データを用いて再構成像を再構成することを
特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a computer tomography apparatus for collecting projection data by helical scanning using a two-dimensional array detector, and arbitrarily determines from the two-dimensional projection data actually obtained. It is characterized in that the approximate projection data of the X-ray path approximate to the position of the virtual plane is extracted, and the reconstructed image is reconstructed using this approximate projection data.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、実際に得られた2次元状の投
影データから任意に定めた仮想平面の位置に近似するX
線パスの近似投影データを抽出し、この近似投影データ
を用いて再構成像を再構成するので、2次元アレイ検出
器を用いたヘリカルスキャン方式のCTで、簡易な処理
でアーチファクトの少ない再構成画像を作成することが
できる。
According to the present invention, X that approximates the position of the virtual plane arbitrarily determined from the two-dimensional projection data actually obtained
Since the approximate projection data of the line path is extracted and the reconstructed image is reconstructed using this approximate projection data, the helical scan CT using the two-dimensional array detector can be used to perform reconstruction with simple processing and few artifacts. Images can be created.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明によるコンピュータ断層撮影装
置(以下、「CT」と略す)の一実施例を説明する。図
1は本実施例に係るCTの構成図であり、図2は図1の
データ前処理装置のブロック図である。CTは、大きく
架台1、寝台2、コンソール3から構成される。架台1
の中心部には、円筒形の開口部が開けられ、スキャン時
には被検体Pが寝台2に載置された状態で挿入される。
なお、被検体Pの体軸方向に平行な水平軸をZ軸、鉛直
軸をY軸、Z軸に直交する水平軸をX軸と定義する。寝
台2は寝台駆動装置20に駆動されて被検体Pを載置し
たままで移動可能に構成される。X線源10は、高電圧
発生装置4から高電圧を受けて、扇状のX線ビームFX
をばく射する。この扇状のX線ビームFXの広がり角度
をファン角度といい、中心軸を挟んで左右に±A°、合
計2A°とする。典型的な例としては、ファン角度は5
0°に設定されている。2次元アレイ検出器12は、被
検体Pを透過したX線を電気信号として検出する検出器
を2次元状に配列してなる。X線源10と2次元アレイ
検出器12とは、図示しない回転機構及びスリップリン
グ機構によって、対向した状態のままで被検体Pの周囲
を連続回転可能に支持されている。この回転は架台駆動
装置13によって駆動される。2次元アレイ検出器12
の出力は2次元データ収集装置12で時間的に積分さ
れ、ディジタル化されて投影データとして収集される。
高電圧発生装置4は高電圧制御装置5に、架台駆動装置
13は架台制御装置33に、寝台駆動装置20は寝台制
御装置34にそれぞれ制御される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a computer tomography apparatus (hereinafter abbreviated as "CT") according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram of a CT according to the present embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of the data preprocessing device of FIG. The CT is mainly composed of a gantry 1, a bed 2, and a console 3. Stand 1
A cylindrical opening is opened in the center of the subject, and the subject P is inserted while being placed on the bed 2 during scanning.
The horizontal axis parallel to the body axis direction of the subject P is defined as the Z axis, the vertical axis is defined as the Y axis, and the horizontal axis orthogonal to the Z axis is defined as the X axis. The couch 2 is driven by a couch driving device 20 so as to be movable while the subject P is placed on the couch 2. The X-ray source 10 receives a high voltage from the high voltage generator 4 and receives the fan-shaped X-ray beam FX.
Fire. The divergence angle of this fan-shaped X-ray beam FX is called a fan angle, and is ± A ° to the left and right with the central axis sandwiched, which is a total of 2A °. The fan angle is typically 5
It is set to 0 °. The two-dimensional array detector 12 is a two-dimensional array of detectors that detect X-rays that have passed through the subject P as electric signals. The X-ray source 10 and the two-dimensional array detector 12 are supported by a rotating mechanism and a slip ring mechanism (not shown) so as to be continuously rotatable around the subject P while facing each other. This rotation is driven by the gantry drive device 13. Two-dimensional array detector 12
The output of is integrated in time by the two-dimensional data acquisition device 12, digitized, and acquired as projection data.
The high voltage generator 4 is controlled by the high voltage controller 5, the gantry driver 13 is controlled by the gantry controller 33, and the bed driver 20 is controlled by the bed controller 34.

【0010】2次元データ収集装置12からの投影デー
タは、データ前処理装置31に送られ、まずデータ前処
理部311で Log変換(対数変換)等の一般的な前処理
を施された後、前処理後2次元投影データ記憶部312
に記憶される。斜断面近似投影データ作成部313は、
前処理後の投影データを使って斜断面に関する画像を再
構成するのに必要な近似投影データを作成する。画像再
構成装置32は、斜断面近似投影データ作成部313で
作成された近似投影データから画像(斜断面像)を再構
成する。この再構成処理には、180°分の投影データ
から画像を再構成することが可能ないわゆるハーフ再構
成処理法が採用される。この断層像データは主制御部3
6を介して画像表示装置37に送られ表示され、また画
像データ記憶装置35に送られ記憶される。主制御部3
6は、高電圧制御装置5、架台制御装置33、寝台制御
装置34を制御してヘリカルスキャンを実行する。
The projection data from the two-dimensional data acquisition device 12 is sent to the data pre-processing device 31 and first subjected to general pre-processing such as Log conversion (logarithmic conversion) in the data pre-processing unit 311, and then, Pre-processed two-dimensional projection data storage unit 312
Is stored. The oblique cross-section approximate projection data creation unit 313
The projection data after the preprocessing is used to create the approximate projection data necessary for reconstructing the image regarding the oblique section. The image reconstruction device 32 reconstructs an image (oblique sectional image) from the approximate projection data created by the oblique projection approximate projection data creation unit 313. A so-called half reconstruction processing method capable of reconstructing an image from projection data for 180 ° is adopted for this reconstruction processing. This tomographic image data is sent to the main controller 3
It is sent to and displayed on the image display device 37 via 6, and is also sent to and stored in the image data storage device 35. Main control unit 3
6 controls the high voltage controller 5, the gantry controller 33, and the bed controller 34 to execute a helical scan.

【0011】次に本実施例の作用について説明する。な
お、説明の便宜上、被検体Pと共に移動する移動座標系
を規定する。この移動座標系において、ヘリカルスキャ
ンではX線源10は図3(a)に示すように螺旋軌道を
移動することになる。実際の動きでは、X線源10及び
2次元アレイ検出器11が連続回転しながら、寝台2に
より被検体Pが一方向に移動する。ここで、以下の説明
で扱う特殊用語について定義する。 ・実在投影データ;実際に2次元アレイ検出器11の各
検出器で収集された実在の投影データ ・仮想投影データ;再構成面(ここでは斜断面として定
義される)の画像を再構成するために必要とされる理想
的、つまり当該再構成面に含まれるX線パス(仮想パス
という)上の投影データ。ヘリカルスキャンでは、この
ような仮想投影データは、一部の例外を除いて、実在し
ない。 ・近似投影データ;仮想パスに最も近似するX線ビーム
FX内のX線パス(近似パスという)上の投影データ。
なお、この近似投影データは実在投影データとして実在
する場合もあるし、実在しない場合もあり得る。実在し
ない場合、近似パスに近い実在投影データから補間(距
離補間)により作成する。近似投影データは、X線源1
0の回転角度各々について、X線源10からのX線の放
射方向(ファン内角度として定義する)毎に、1つずつ
作成される。
Next, the operation of this embodiment will be described. For convenience of description, a moving coordinate system that moves with the subject P is defined. In this moving coordinate system, in helical scanning, the X-ray source 10 moves along a spiral orbit as shown in FIG. In the actual movement, the X-ray source 10 and the two-dimensional array detector 11 continuously rotate, and the bed 2 moves the subject P in one direction. Here, the special terms used in the following description are defined. Real projection data; real projection data actually collected by each detector of the two-dimensional array detector 11 virtual projection data; for reconstructing an image of a reconstruction plane (defined here as an oblique section) The projection data on the X-ray path (referred to as a virtual path) that is ideal for the above, that is, included in the reconstruction plane. In helical scanning, such virtual projection data does not exist, with some exceptions. -Approximate projection data: projection data on an X-ray path (referred to as an approximate path) in the X-ray beam FX that most approximates the virtual path.
The approximate projection data may or may not actually exist as actual projection data. If it does not exist, it is created by interpolation (distance interpolation) from existing projection data close to the approximate path. The approximate projection data is the X-ray source 1
For each rotation angle of 0, one is created for each radiation direction of the X-rays from the X-ray source 10 (defined as a fan internal angle).

【0012】なお、ヘリカルスキャンでは、再構成に必
要な複数のX線パスにより1枚の平面を定義できない。
本実施例の特徴の1つは、X線源10の半回転分のX線
パス群に対して、Z軸に対して傾斜する斜断面(再構成
面)を設定し、この半回転分の投影データを使って画像
を再構成することにある(図3(b)参照)。これによ
り、半回転分のX線パス群により描かれる湾曲面と再構
成面とのずれは少なく、アーチファクトの少ない画像を
再構成することができる。さらに本実施例の特徴は、半
回転分のX線パス群に対して、アーチファクトが最小
に、つまり上記ずれ量を最小にする斜断面を設定し、且
つ近似パスを設定することである。近似パスは、X線源
10の回転角度、ファン内角度、Z位置により特定され
る。
In helical scanning, one plane cannot be defined by a plurality of X-ray paths required for reconstruction.
One of the characteristics of the present embodiment is that an oblique section (reconstruction surface) inclined with respect to the Z axis is set for the X-ray path group for half a rotation of the X-ray source 10, and this half rotation is used. It consists in reconstructing an image using projection data (see FIG. 3 (b)). As a result, the deviation between the curved surface and the reconstruction surface drawn by the X-ray path group for half a rotation is small, and an image with few artifacts can be reconstructed. Further, the feature of the present embodiment is that, for the X-ray path group for half rotation, the oblique section that minimizes the artifact, that is, the above-described deviation amount is set, and the approximate path is set. The approximate path is specified by the rotation angle of the X-ray source 10, the fan internal angle, and the Z position.

【0013】3次元のボリュームデータは、斜断面をX
線源10の螺旋軌道に沿って少しずつずらしながら、再
構成処理を繰り返すことにより得られる。この斜断面の
移動ピッチに応じて空間分解能が変化する。例えば、図
4に90°ずつずらした斜断面の変化を示す。この方法
によれば、例えば1回転で、これまで実用化されている
シングルスライスあるいはデュアルスライスのヘリカル
CTの数倍分(移動ピッチに応じて変化する)の画像を
再構成することができる。
The three-dimensional volume data has an X-shaped cross section.
It is obtained by repeating the reconstruction process while gradually shifting along the spiral trajectory of the radiation source 10. The spatial resolution changes according to the movement pitch of this oblique section. For example, FIG. 4 shows a change in the oblique cross section that is shifted by 90 °. According to this method, for example, it is possible to reconstruct an image of several times as many as the single slice or dual slice helical CT that has been put to practical use (which changes depending on the moving pitch) with one rotation.

【0014】以下に詳細に説明する。 ・再構成すべき仮想平面(斜断面)の設定について X線源10が180°回転する間に移動するX線パス群
により、斜断面が近似的に規定されることを上述した
が、最も近似する上記ずれ量の最小となる仮想平面を特
定する必要がある。図6にX線源10(ソース)の螺旋
軌道を横軸をX線源10の回転角、縦軸をZ座標として
表現している。X線源10の螺旋軌道はこのグラフ上で
は原点を通る1次の直線fsourceで示される。一方、仮
想平面は、このグラフ上ではサインカーブfplane とし
て示される。ここでは、0°を中心に180°+ファン
角度2A、つまり±(90°+A)分がハーフ再構成に
必要なビューとして与えられる。fsourceとfplane の
差の積分が小さい程、仮想平面と、X線源10の螺旋軌
道の半回転分のX線パス群で描かれる湾曲面とのずれ量
が小さいことは容易に理解されるであろう。
The details will be described below. -Setting of virtual plane (oblique section) to be reconstructed It has been described above that the oblique section is approximately defined by the X-ray path group that moves while the X-ray source 10 rotates by 180 °. It is necessary to specify the virtual plane that minimizes the above-described shift amount. In FIG. 6, the spiral orbit of the X-ray source 10 (source) is expressed with the horizontal axis as the rotation angle of the X-ray source 10 and the vertical axis as the Z coordinate. The spiral trajectory of the X-ray source 10 is indicated by a first-order straight line fsource passing through the origin on this graph. On the other hand, the virtual plane is shown as a sine curve fplane on this graph. Here, 180 ° around 0 ° + fan angle 2A, that is, ± (90 ° + A), is given as a view required for half reconstruction. It can be easily understood that the smaller the integral of the difference between fsource and fplane is, the smaller the deviation amount between the virtual plane and the curved surface drawn by the X-ray path group for half the rotation of the spiral trajectory of the X-ray source 10 is. Ah

【0015】例えば、ファン角度2A=50°とする
と、90°+A=115°となるが、このとき仮想平面
の傾斜角(グラフ上はサインカーブfplane の0度での
傾きに相当)と、ヘリカルスキャン時のX線源10の回
転に対する寝台2の相対移動速度に応じたfsourceの傾
きの比が1.095であるとき、両関数の差分d1,d
2がほぼ一致する。すなわち両関数の差の絶対値の最大
値(|d1−d2|)が、最小になるように、仮想平面
を設定することにより、最もアーチファクトの少ない最
適な仮想平面を特定することが可能である。このように
両関数の差の絶対値の最大値に基づく方法の他に、両関
数の差分の2乗平均が最小となるように仮想平面を設定
する方法を採用してもよい。勿論、このような2つの方
法に限定されるものではない。
For example, if the fan angle is 2A = 50 °, then 90 ° + A = 115 °, but at this time the inclination angle of the virtual plane (corresponding to the inclination of the sine curve fplane at 0 °) and the helical When the ratio of the slope of fsource according to the relative movement speed of the bed 2 to the rotation of the X-ray source 10 during scanning is 1.095, the differences d1 and d between the two functions.
2 is almost the same. That is, by setting the virtual plane so that the maximum absolute value (| d1-d2 |) of the difference between the two functions is minimized, it is possible to specify the optimal virtual plane with the least artifacts. . As described above, in addition to the method based on the maximum absolute value of the difference between the two functions, a method of setting the virtual plane so that the mean square of the difference between the two functions is minimized may be adopted. Of course, it is not limited to such two methods.

【0016】・近似パスの設定について 図6を参照して理解されるように、仮想平面内に含まれ
る仮想パスは希少であり、したがって仮想投影データは
実在投影データとしてはほとんど存在しない。したがっ
て、一定の厚みを持った扇状のX線ビーム内における、
仮想パスとに最も近い近似パスを設定する。ここで、フ
ァン内角度0°について考えると、図7のようにFOV
(Field of View)の中心(X線源10の
回転中心に同じ)を通る仮想平面上のパスが仮想パスで
ある。一方、近似パスは、X線源10からFOV中心を
通るパスとして与えられる。この近似パスを通る実在投
影データがファン内角度0°に関する近似投影データと
される。この近似パスを通る実在投影データ存在しなけ
れば、当該近似パスと検出器面との交点に最も近いチャ
ンネルA,Bの2つの実在投影データから補間により近
似投影データを作成する。図5に、回転角度の変化に対
する近似パスの検出面の交点群の変化を太線で概念的に
示す。近似パスの設定方法について、2種類の具体例を
提供する。
Setting of Approximate Path As will be understood with reference to FIG. 6, virtual paths included in the virtual plane are rare, and therefore virtual projection data hardly exists as real projection data. Therefore, in a fan-shaped X-ray beam having a constant thickness,
Set an approximate path that is closest to the virtual path. Here, considering the fan internal angle of 0 °, the FOV is as shown in FIG.
A path on a virtual plane that passes through the center of (Field of View) (same as the rotation center of the X-ray source 10) is a virtual path. On the other hand, the approximate path is given as a path from the X-ray source 10 through the FOV center. The actual projection data that passes through this approximate path is the approximate projection data for the fan internal angle of 0 °. If there is no real projection data passing through this approximate path, approximate projection data is created by interpolation from the two real projection data of channels A and B that are closest to the intersection of the approximate path and the detector plane. FIG. 5 conceptually shows the change of the intersection point group of the detection surface of the approximate path with respect to the change of the rotation angle by a bold line. Two types of specific examples are provided for the method of setting the approximate path.

【0017】(1)第1の近似パスの設定方法(図8
(a)参照) この方法では、X線源10の或る回転角について見る
と、近似パスの検出面上への交点がファン内角度の変化
に伴って「直線」で描かれることになる。上述したよう
にファン内角度0°の近似パスはFOV中心で仮想平面
と交差するように設定される。他のファン内角度の近似
パスと仮想平面との交点が、X線源10を中心としてX
線源10からFOV中心までを半径とした仮想平面の僅
かに扁平な楕円を描くように、近似パス群が設定され
る。この方法の利点は、実際の計算の煩雑度が小さいこ
とが挙げられる。図9に、この方法による1枚の断層像
を再構成するのに必要な全ての近似パスを示している。
なお、図9では、X線源10の回転角度ζは絶対角度で
はなく、X線源10が再構成に用いる半回転の中心を0
°として表し、またZ位置ρはX線源10が半回転する
間に寝台2が移動する移動範囲の中心位置を原点とし
て、原点からの距離(mm)で表して、X線源10の回転角
度及び検出器のZ位置の移動の変化に対して汎用化して
示している。図9ではX線源10が半回転する間に寝台
2が40mm移動するように示している。図9の見方は、例
えばX線源10の回転角度ζが0°で、ファン内角度α
が0°のときの近似パスは、Z位置ρが0の投影データ
であり、これは通常、実在するであろう。勿論、このZ
位置ρの実在パスが実在しなければ、近似投影データは
当該近似パスに最も近い2つのパス上の実在投影データ
から補間により作成される。
(1) First approximation path setting method (see FIG. 8)
(See (a)) In this method, when looking at a certain rotation angle of the X-ray source 10, the intersection of the approximate path on the detection surface is drawn as a “straight line” as the fan internal angle changes. As described above, the approximate path with the fan internal angle of 0 ° is set so as to intersect the virtual plane at the FOV center. The intersection of another approximate path of the fan internal angle and the virtual plane is X with the X-ray source 10 as the center.
The approximate path group is set so as to draw a slightly flat ellipse of a virtual plane having a radius from the radiation source 10 to the center of the FOV. The advantage of this method is that the complexity of actual calculation is small. FIG. 9 shows all approximate paths required to reconstruct one tomographic image by this method.
In FIG. 9, the rotation angle ζ of the X-ray source 10 is not an absolute angle, but the center of half rotation used by the X-ray source 10 for reconstruction is 0.
The X position ρ is represented by a distance (mm) from the origin with the center position of the moving range of the bed 2 while the X-ray source 10 makes a half rotation, and the Z position ρ rotates. It is generalized and shown with respect to changes in the angle and movement of the Z position of the detector. In FIG. 9, the bed 2 is shown to move 40 mm while the X-ray source 10 rotates half a turn. From the perspective of FIG. 9, for example, when the rotation angle ζ of the X-ray source 10 is 0 ° and the fan internal angle α is
The approximate pass when is 0 ° is projection data with a Z position ρ of 0, which would normally exist. Of course, this Z
If the actual path at the position ρ does not exist, the approximate projection data is created by interpolation from the actual projection data on the two paths closest to the approximate path.

【0018】(2)第2の近似パスの設定方法(図8
(b)参照)。 この方法は、近似パスの中心で仮想平面と交わるように
近似パスを設定する。このような近似パスと仮想平面と
の交点は、X線源10とFOV中心との距離を直径とす
るXY面上の円周をZ軸方向に延長した円筒と、仮想平
面である斜断面とが交差する僅かな楕円を描く。勿論、
この近似パスの実在投影データが存在しなければ、上述
したように補間により作成する。
(2) Second approximation path setting method (see FIG. 8)
(B)). This method sets the approximated path so that it intersects the virtual plane at the center of the approximated path. The intersection of such an approximate path and an imaginary plane is a cylinder obtained by extending the circumference on the XY plane whose diameter is the distance between the X-ray source 10 and the center of the FOV in the Z-axis direction, and an oblique section that is an imaginary plane. Draw a small ellipse that intersects. Of course,
If the actual projection data of this approximate path does not exist, it is created by interpolation as described above.

【0019】以上、近似パスの設定、換言すると近似投
影データの作成例を2つ挙げたが、他にも変形例が考え
られ、ここであげた2つの例に制約されるものではな
い。なお、補間に関して、回転角度とファン内角度の組
み合わせ毎に、補間係数をあらかじめ求めておくこと
は、近似投影データの作成に当たって、補間係数の計算
工程が不要とされ、計算量の軽減という観点から有効と
いえる。さらに、仮想平面の設定、近似パスの取り方に
ついても、運用上は上記補間係数にすべて織り込むこと
ができる。
Although two examples of setting the approximate path, that is, creating the approximate projection data have been described above, other modified examples are conceivable and the present invention is not limited to these two examples. Regarding interpolation, obtaining the interpolation coefficient in advance for each combination of the rotation angle and the in-fan angle eliminates the step of calculating the interpolation coefficient when creating the approximate projection data and reduces the amount of calculation. It can be said to be effective. Further, the setting of the virtual plane and the method of taking the approximate path can be incorporated in the above interpolation coefficient in operation.

【0020】次に具体例を挙げて説明する。ここでは、
X線源10の回転半径を600mm、X線源10から2
次元アレイ検出器11までの距離を1.1m、ファン角
度を50度と仮定する。このときFOV(再構成領域)
は600×sin(50°/2) で、約250mmになる。ま
た、2次元アレイ検出器11は、Z方向(スライス方
向)に9チャンネル、換言すると1次元アレイ検出器が
Z方向に9列設けられたものであると仮定する。また、
1次元アレイ検出器は、FOV中心においては1.4m
m間隔に相当する列ピッチ(このとき列ピッチは2.5
7mmとなる)で配列されていると仮定する。また、X
線源10が1回転する間に寝台2の移動量は15mmで
あると仮定する。このときのFOV内での近似パスと仮
想平面のZ方向のずれは、計算によりプラス方向もマイ
ナス方向も0.41mm程度と見積もれる。記憶部31
2からの近似投影データの取り出しは、図9にしたがっ
て行われる。補間処理は、線形距離補間でもよいし、r
isen cosine関数を用いた補間のいずれでも
よい。2次元アレイ検出器11上でのデータの必要範囲
はプラスマイナス10.18mmと見積もれ、検出器1
1の存在範囲2.57mm×4=10.28mmの中に
入る。近似投影データ作成時に補間処理が入るため、F
OV中心でのチャンネルの幅1.4mmに対して実行ス
ライス厚はもっと厚く2mm程度になるであろう。この
とき先のZ方向のエラー0.41mmは適当に小さいエ
ラーであり、画質的に大きなアーチファクトを発生させ
るに至らないと理解される。
Next, a specific example will be described. here,
The radius of gyration of the X-ray source 10 is 600 mm.
It is assumed that the distance to the dimensional array detector 11 is 1.1 m and the fan angle is 50 degrees. At this time, FOV (reconstruction area)
Is 600 × sin (50 ° / 2), which is about 250 mm. Further, it is assumed that the two-dimensional array detector 11 is provided with nine channels in the Z direction (slice direction), in other words, the one-dimensional array detector is provided in nine rows in the Z direction. Also,
One-dimensional array detector is 1.4m at the center of FOV
A column pitch corresponding to m intervals (at this time, the column pitch is 2.5
7 mm). Also, X
It is assumed that the movement amount of the bed 2 is 15 mm during one rotation of the radiation source 10. At this time, the deviation between the approximate path in the FOV and the virtual plane in the Z direction is estimated to be about 0.41 mm in both the plus direction and the minus direction by calculation. Storage unit 31
The extraction of the approximate projection data from 2 is performed according to FIG. The interpolation processing may be linear distance interpolation, or r
Any of interpolation using an isine cosine function may be used. The required range of data on the two-dimensional array detector 11 is estimated to be plus or minus 10.18 mm.
The existence range of 1 is 2.57 mm × 4 = 10.28 mm. Since interpolation processing is included when creating approximate projection data, F
For a channel width of 1.4 mm at the center of the OV, the actual slice thickness would be much thicker, on the order of 2 mm. At this time, the error of 0.41 mm in the Z direction is an appropriately small error, and it is understood that a large image quality artifact is not generated.

【0021】次に画像再構成について説明する。近似投
影データから2次元のハーフ画像再構成を行えば画像が
得られる。実際の処理としては、上述のようにして得ら
れた近似投影データに対して従来通りの2次元ハーフ再
構成を施すのみでよい。このとき、180度+ファン角
度分のデータを使うと、対向ビームが若干得られるが、
この両者を加算平均してもよいし、一方を選択してもよ
い。もちろん、もう少し広い角度範囲でデータを取得
し、対向ビームを「滑らかに重み付けて繋ぐ」ようにし
てもよい。
Next, image reconstruction will be described. An image can be obtained by performing a two-dimensional half image reconstruction from the approximate projection data. As an actual process, it is only necessary to perform the conventional two-dimensional half reconstruction on the approximate projection data obtained as described above. At this time, if you use the data for 180 degrees + fan angle, you can get some counter beam,
Both of these may be added and averaged, or one of them may be selected. Of course, the data may be acquired in a slightly wider angle range and the opposite beams may be “smoothly weighted and connected”.

【0022】ところで、再構成の座標系はZ方向に垂直
なX,Y軸について再構成を行えばよく、これにより再
構成面はわずかに傾きを持つが、これをZ方向から眺め
た画像として得られる。仮想平面内の2次元座標を取り
直すなどする必要性はない。もともとのデータはX,Y
座標で収集されているということもあるし、また上述し
たように連続する再構成面が非平行であるので、かえっ
てX,Y座標のままの方が3次元データとしての扱いが
容易であると考えられる。
By the way, the coordinate system for reconstruction may be reconstructed with respect to the X and Y axes perpendicular to the Z direction. As a result, the reconstruction surface has a slight inclination, but this is an image viewed from the Z direction. can get. There is no need to retake the two-dimensional coordinates in the virtual plane. Original data is X, Y
It may be collected in coordinates, and since the continuous reconstruction planes are non-parallel as described above, it is rather easier to treat the X and Y coordinates as three-dimensional data. Conceivable.

【0023】ボリュームデータの収集について 以上の説明では、単一スライスの取得を中心に述べてき
た。ボリュームデータを得るには、1枚の画像を再構成
するのに必要な半回転範囲を、少しずらしてやればよい
(図3(a)参照)。例えばX線源10の1回転の間に
8枚の画像が欲しい場合には、360度/8=45度の
ピッチで半回転範囲をずらして仮想平面を設定すればよ
い。
Regarding Collection of Volume Data In the above description, acquisition of a single slice has been mainly described. In order to obtain the volume data, the half-rotation range necessary for reconstructing one image may be slightly shifted (see FIG. 3A). For example, if eight images are desired during one rotation of the X-ray source 10, the virtual plane may be set by shifting the half rotation range at a pitch of 360 ° / 8 = 45 °.

【0024】さて、X線源10の螺旋軌道に沿ってたと
えば45度ピッチで順次画像を作成したとしても、得ら
れる画像は非平行である。このため空間分解能がXY方
向に変化するが、これは元々のX線源10の螺旋軌道の
空間的な非対称性を反映したものと考えられその意味で
ごく自然なものであるといえる。
Even if images are sequentially created at a pitch of 45 degrees along the spiral orbit of the X-ray source 10, the images obtained are non-parallel. Therefore, the spatial resolution changes in the XY directions, which is considered to reflect the spatial asymmetry of the original spiral orbit of the X-ray source 10 and can be said to be natural in that sense.

【0025】得られた一連の画像は非平行なので、互い
に平行な断面や、曲断面変換像を含む断面変換像など、
任意の2次元像を切り出す必要がある。各面は後述する
P(ζ)の式によってその位置が与えられているのでこ
れに従って、算出すればよい。また、表面表示や投影像
作成などの3次元画像処理を行う場合、互いに平行な断
面を一旦作成してから、これを用いて処理を行うのが実
際の運用上は最も便利であるが、精度を上げたい場合に
は得られた一連の非平行画像から直接処理を行うのがよ
い。
Since the obtained series of images are non-parallel, cross sections parallel to each other, cross-section conversion images including curved cross-section conversion images, etc.
It is necessary to cut out an arbitrary two-dimensional image. Since the position of each surface is given by the formula of P (ζ) described later, it may be calculated according to this. In addition, when performing three-dimensional image processing such as surface display and projection image creation, it is most convenient in actual operation to first create cross sections that are parallel to each other and then use this to perform processing. When it is desired to increase the value, it is preferable to directly perform processing from the obtained series of non-parallel images.

【0026】ヘリカルCT,及び2スライスのマルチス
ライスを行うデュアルスライスヘリカルCTに関して従
来法と比較する。まず撮像のスピード・収集時間の効率
について。先に示した例では、ヘリカルCTでは、例え
ば10cm分の厚みを持つ領域を2mmスライスデータ
として欲しければ、1回転あたり寝台を2mm移動さ
せ、50回転の撮影が必要であった。デュアルスライス
のものでは、1回転あたり4mm移動させ25回転が必
要である。本法を用いれば、上記の具体的計算例では、
1回転あたり寝台を15mm移動させるので、7回転程
度で済む事になる。次に再構成時のFOV内の投影ビー
ムの存在位置のエラーについて考えよう。本法は近似手
法であり、エラーは存在するが、上記具体的な計算例で
示した例のように、適切な条件下では、十分な精度を持
たせることができる。従来のヘリカルCTにおいても、
隣接データとの補間処理は行っており、本法を用いて
も、従来法と同程度のエラーにて実行できるといえる。
The helical CT and the dual-slice helical CT for performing multi-slice of 2 slices will be compared with the conventional method. First, regarding the speed of imaging and the efficiency of collection time. In the above-described example, in helical CT, for example, if a region having a thickness of 10 cm is desired as 2 mm slice data, the bed must be moved by 2 mm per rotation and 50 rotations of imaging must be performed. In the case of the dual slice type, it is required to move 4 mm per rotation and to rotate 25 times. Using this method, in the above specific calculation example,
Since the bed is moved by 15 mm per rotation, about 7 rotations will be sufficient. Now consider the error in the location of the projection beam in the FOV during reconstruction. This method is an approximation method, and although there are errors, it is possible to provide sufficient accuracy under appropriate conditions as in the example shown in the above specific calculation example. Even in conventional helical CT,
Interpolation processing is performed with adjacent data, and it can be said that this method can be executed with the same level of error as the conventional method.

【0027】図10はデータ収集から再構成までの一連
の処理の流れを示すフローチャートであり、図11に或
る斜断面を示す。1回転あたりの寝台移動量をh[m
m]、仮想平面の傾きをκとするとき、ζradian
回転した位置、すなわち(ζh/2π)[mm]の位置
を中心とした斜断面P(ζ)は P(ζ)={(x,y,z) z=(ζh/ 2π) +[(x,y) (-sin ζ,cos
ζ)]×tan κ} で与えられる。ただし、「・」は内積を表す。
FIG. 10 is a flow chart showing a flow of a series of processing from data collection to reconstruction, and FIG. 11 shows a certain oblique section. The bed movement amount per rotation is h [m
m], where κ is the inclination of the virtual plane, ζ radian
The oblique section P (ζ) centered on the rotated position, that is, the position of (ζh / 2π) [mm], is P (ζ) = {(x, y, z) z = (ζh / 2π) + [(x , y) (-sin ζ, cos
ζ)] × tan κ}. However, “·” represents the dot product.

【0028】ここで、X線源10の回転角度β、ファン
内角度α、Z方向の位置ρとすると、この近似投影デー
タをR(β,α,ρ)と表すものとする。実際には、投
影データは離散的に得られるので、R(l(△β),m
(△α),n(△ρ))として表現される。なお、m=
−M/2〜+M/2、n=−N/2〜+L/2である。
Here, assuming that the rotation angle β of the X-ray source 10, the fan angle α, and the position ρ in the Z direction, this approximate projection data is represented as R (β, α, ρ). In reality, since the projection data is obtained discretely, R (l (Δβ), m
It is expressed as (Δα), n (Δρ)). Note that m =
-M / 2 to + M / 2, and n = -N / 2 to + L / 2.

【0029】ヘリカルスキャンによりX線源10は数回
転するので、βは広範囲となる。この範囲Iを、I=L
L1〜LL2とする。また、ハーフ再構成に必要な範囲
である実角度で−(π/2+A)〜(π/2+A)に対
応した範囲を−L/2〜+L/2と記述する。
Since the X-ray source 10 rotates several times by the helical scan, β becomes wide. This range I is I = L
Let L1 to LL2. Further, a range corresponding to − (π / 2 + A) to (π / 2 + A) in a real angle which is a range required for half reconstruction is described as −L / 2 to + L / 2.

【0030】さて、X線源10がζだけ回転した位置に
おける斜断面の再構成について考えよう。この斜断面の
再構成画像H(ζ)を再構成するために必要な全近似投
影データの近似パスの検出器上のZ位置ρは、βとαの
関数としてρ(β,α)として与えられる。
Now, let us consider the reconstruction of the oblique section at the position where the X-ray source 10 is rotated by ζ. The Z position ρ on the detector of the approximate path of all the approximate projection data required to reconstruct this reconstructed image H (ζ) of the oblique section is given as ρ (β, α) as a function of β and α. To be

【0031】H(ζ)は、次のように得られる。 (STEP1)斜断面の近似投影データR(ζ,β,
α)は、 R(ζ,β,α)=R(ζ+β,α,ρ(β,α)) で作成される。このとき、 ζ+β=(I(ζ))・(△ζ) α=(m(ζ))・(△α) (n−1)・(△ρ)≦ρ(β,α)<n・(△ρ)と
すると、実際には、 R(I(ζ)・(△ζ),m(ζ)・(△α),α,
(n−1)・(△ρ)) R(I(ζ)・(△ζ),m(ζ)・(△α),α,n
・(△ρ)) の2つの実在投影データから補間処理により近似投影デ
ータが作成される。 (STEP2)近似投影データR(ζ,β,α)を用い
て所定のハーフ再構成アルゴリズムにより、ζだけ回転
した方向に画像H(ζ)を再構成する。
H (ζ) is obtained as follows. (STEP 1) Approximate projection data R (ζ, β,
α) is created by R (ζ, β, α) = R (ζ + β, α, ρ (β, α)). At this time, ζ + β = (I (ζ)) · (Δζ) α = (m (ζ)) · (Δα) (n−1) · (Δρ) ≦ ρ (β, α) <n · ( Δρ) is actually R (I (ζ) · (Δζ), m (ζ) · (Δα), α,
(N-1) · (Δρ)) R (I (ζ) · (Δζ), m (ζ) · (Δα), α, n
Approximate projection data is created from two existing projection data of (Δρ)) by interpolation processing. (STEP 2) The image H (ζ) is reconstructed in the direction rotated by ζ by a predetermined half reconstruction algorithm using the approximate projection data R (ζ, β, α).

【0032】なお、近似投影データRはヘリカルスキャ
ンの実行中に順次必要な画像の再構成が終了次第、順
次、消去してよいし、記憶部312の記憶容量が十分大
きければ、ヘリカルスキャン終了後、再構成処理を実行
するようにしてもよい。
The approximate projection data R may be sequentially erased as soon as necessary image reconstruction is completed during execution of the helical scan. If the storage capacity of the storage unit 312 is sufficiently large, after the helical scan is completed. Alternatively, the reconfiguration process may be executed.

【0033】本発明は上述した実施例に限定されず種々
変形して実施可能である。以下に変形例を順次説明す
る。 (1)シフト機構の併用 本発明とシフト機構を併用することによって、分解能を
向上させる事ができる。例えばX線源10の回転半径を
上述の例の600mmを2/3の400mmになるよう
に「シフト」させたとしよう。本法においては、これに
連動してX線源101回転あたりの寝台の移動量も15
mmから2/3の10mmに、スライス厚みも2/3と
させる。必ずしも連動させる必要はないが、スライス方
向含めて全体的に分解能を向上させるのが最も効率がよ
い。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with various modifications. Modifications will be sequentially described below. (1) Combined use of shift mechanism By using the present invention and the shift mechanism together, the resolution can be improved. For example, suppose that the radius of gyration of the X-ray source 10 is "shifted" from 600 mm in the above example to 400 mm, which is 2/3. In this method, the movement amount of the bed per rotation of the X-ray source 101 is 15 in conjunction with this.
From 10 mm to 2/3, the slice thickness is also set to 2/3. It is not always necessary to interlock, but it is most efficient to improve the resolution as a whole including the slice direction.

【0034】(2)部分角再構成法の利用 本発明の基本的アイデアは、X線源10の螺旋軌道の1
80°回転分程度は1つの平面に近似的に含まれること
に着目し、このヘリカル斜断面に近いプロジェクション
データを抜き出し集めて、通常の2次元のハーフ再構成
を行おうと言うものであった。螺旋軌道を一部分に限局
すれば、その分近似はよくなる。本法の変形例として、
部分角再構成法を併用する。この方式を用いればX線源
10の螺旋軌道と仮想平面の位置的な近似はきわめてよ
くなるので、仮想平面が更に傾斜角度を持っていても画
像を得ることができる。従って「スライス方向のファン
角度」も大きくすることが可能であり、撮影の効率は更
に向上する。
(2) Utilization of partial angle reconstruction method The basic idea of the present invention is to use one of the spiral orbits of the X-ray source 10.
Paying attention to the fact that about 80 ° rotation is approximately included in one plane, it was intended to extract and collect projection data close to this helical oblique section to perform normal two-dimensional half reconstruction. If the spiral orbit is limited to a part, the approximation becomes better. As a modification of this method,
The partial angle reconstruction method is also used. If this method is used, the positional approximation between the spiral trajectory of the X-ray source 10 and the virtual plane becomes extremely good, so that an image can be obtained even if the virtual plane has a further inclination angle. Therefore, it is possible to increase the “fan angle in the slice direction”, and the shooting efficiency is further improved.

【0035】(3)逆回転(寝台逆方向移動)への対応 実際の装置では、寝台の移動方向は、CT架台に挿入す
る方向、引き出す方向の双方向で使用する可能性があ
る。またX線源10の回転方向自体も逆回転含めて2通
りが考えられる。この場合、被検体に対するX線源10
の相対的な螺旋運動は鏡像対称であるので、上記のデー
タ処理(近似投影データの作成、逆投影演算の座標な
ど)すべて鏡像対称とする。
(3) Correspondence to reverse rotation (movement of the bed in the reverse direction) In an actual apparatus, the bed may be moved in both directions of inserting into and pulling out from the CT gantry. There are also two possible rotation directions of the X-ray source 10, including reverse rotation. In this case, the X-ray source 10 for the subject
Since the relative spiral motion of is mirror image symmetric, all the above data processing (creation of approximate projection data, coordinates of back projection calculation, etc.) are mirror image symmetry.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は、2次元アレイ検出器を用いて
ヘリカルスキャンにより投影データを収集するコンピュ
ータ断層撮影装置において、実際に得られた2次元状の
投影データから任意に定めた仮想平面の位置に近似する
X線パスの近似投影データを抽出し、この近似投影デー
タを用いて再構成像を再構成することを特徴とする。本
発明によれば、実際に得られた2次元状の投影データか
ら任意に定めた仮想平面の位置に近似するX線パスの近
似投影データを抽出し、この近似投影データを用いて再
構成像を再構成するので、2次元アレイ検出器を用いた
ヘリカルスキャン方式のCTで、簡易な処理でアーチフ
ァクトの少ない再構成画像を作成することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a computer tomography apparatus for collecting projection data by helical scanning using a two-dimensional array detector, and a virtual plane arbitrarily determined from the two-dimensional projection data actually obtained. It is characterized in that the approximate projection data of the X-ray path that approximates the position is extracted and the reconstructed image is reconstructed using this approximate projection data. According to the present invention, approximate projection data of an X-ray path that approximates the position of an arbitrarily determined virtual plane is extracted from the actually obtained two-dimensional projection data, and the reconstructed image is obtained using this approximate projection data. Is reconstructed, it is possible to create a reconstructed image with few artifacts by simple processing by CT of the helical scan system using a two-dimensional array detector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例に係るCTの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a CT according to the present embodiment.

【図2】図1のデータ前処理装置のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the data preprocessing device of FIG.

【図3】ヘリカルスキャンにおけるX線源の螺旋軌道を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a spiral orbit of an X-ray source in a helical scan.

【図4】90°ずつずらした斜断面の変化を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a change in an oblique cross section that is shifted by 90 °.

【図5】回転角度の変化に対する近似パスの検出面の交
点群の変化を示す概念図。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a change in a group of intersections on a detection surface of an approximate path with respect to a change in a rotation angle.

【図6】X線源の螺旋軌道と仮想平面の装置を示す図。FIG. 6 is a view showing a device of a spiral trajectory of an X-ray source and a virtual plane.

【図7】ファン内角度0°の仮想パスと近似パスを示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a virtual path and an approximate path with an angle of 0 ° in the fan.

【図8】近似パスの設定方法の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of setting an approximate path.

【図9】1枚の断層像を再構成するのに必要な全ての近
似パスのZ位置を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing Z positions of all approximate paths necessary for reconstructing one tomographic image.

【図10】データ収集から再構成までの一連の処理の流
れを示すフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of a series of processing from data collection to reconstruction.

【図11】図10に対応する斜断面を示す図。FIG. 11 is a view showing a cross section corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…架台、 2…寝台、3…コンソ
ール、 4…高電圧発生装置、5…高電圧
制御装置、 10…X線源、11…2次元アレ
イ検出器、 3…架台駆動装置、20…寝台駆動装
置、 31…データ前処理装置、32…画像再
構成装置、 33…架台制御装置、34…寝台制
御装置、 35…画像データ記憶装置、36…
主制御装置、 37…画像表示装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stand, 2 ... Bed, 3 ... Console, 4 ... High-voltage generator, 5 ... High-voltage control device, 10 ... X-ray source, 11 ... Two-dimensional array detector, 3 ... Stand drive device, 20 ... Bed drive Device, 31 ... Data pre-processing device, 32 ... Image reconstruction device, 33 ... Stand control device, 34 ... Bed control device, 35 ... Image data storage device, 36 ...
Main control device, 37 ... Image display device.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元アレイ検出器を用いてヘリカルス
キャンにより投影データを収集するコンピュータ断層撮
影装置において、実際に得られた2次元状の投影データ
から任意に定めた仮想平面の位置に近似するX線パスの
近似投影データを抽出し、この近似投影データを用いて
再構成像を再構成することを特徴とするコンピュータ断
層撮影装置。
1. A computer tomography apparatus for collecting projection data by helical scanning using a two-dimensional array detector, which approximates a position of a virtual plane arbitrarily determined from two-dimensional projection data actually obtained. A computer tomography apparatus characterized by extracting approximate projection data of an X-ray path and reconstructing a reconstructed image using the approximate projection data.
【請求項2】 前記近似投影データを同時に収集された
スライス方向に隣接する少なくとも2つの実際に得られ
た投影データの補間により求めることを特徴とする請求
項1記載のコンピュータ断層撮影装置。
2. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the approximate projection data is obtained by interpolating at least two actually obtained projection data adjacent in the slice direction, which are simultaneously acquired.
【請求項3】 前記仮想平面は前記ヘリカルスキャンの
中心軸に対して傾斜する斜断面として設定されることを
特徴とする請求項1記載のコンピュータ断層撮影装置。
3. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the virtual plane is set as an oblique section that is inclined with respect to a central axis of the helical scan.
【請求項4】 前記仮想平面を空間的に連続するように
複数設定し、各仮想平面について再構成像を再構成する
ことによりボリュームデータを得ることを特徴とする請
求項1記載のコンピュータ断層撮影装置。
4. The computerized tomography according to claim 1, wherein a plurality of the virtual planes are set to be spatially continuous, and volume data is obtained by reconstructing a reconstructed image for each virtual plane. apparatus.
【請求項5】 前記ヘリカルスキャンはX線源が被検体
に対して相対的に螺旋軌道上を移動することにより実行
され、前記仮想平面を前記X線源が略180度回転する
間の複数のX線パスにより描かれる湾曲面に近似する平
面として設定されることを特徴とする請求項1記載のコ
ンピュータ断層撮影装置。
5. The helical scan is executed by moving an X-ray source on a spiral orbit relative to an object, and a plurality of X-ray sources are rotated by about 180 degrees on the virtual plane. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the computer tomography apparatus is set as a plane that approximates a curved surface drawn by an X-ray path.
【請求項6】 前記仮想平面を、半螺旋の各回転角にお
ける前記X線源のZ座標と、前記X線源の螺旋軌道によ
り規定される円筒と前記仮想平面とが交差する楕円のZ
座標との差の絶対値の最大値が、最小になるように設定
することを特徴とする請求項5記載のコンピュータ断層
撮影装置。
6. The Z-axis of the ellipse where the Z-coordinate of the X-ray source at each rotation angle of the semi-helix, the cylinder defined by the spiral trajectory of the X-ray source, and the virtual plane intersect the virtual plane.
The computer tomography apparatus according to claim 5, wherein the maximum absolute value of the difference from the coordinates is set to be the minimum.
【請求項7】 前記仮想平面を、半螺旋の各回転角にお
ける前記X線源のZ座標と、前記X線源の螺旋軌道によ
り規定される円筒と前記仮想平面とが交差する楕円のZ
座標との差の二乗平均誤差が、最小になるように設定す
ることを特徴とする請求項5記載のコンピュータ断層撮
影装置。
7. The Z-axis of the ellipse where the Z-coordinate of the X-ray source at each rotation angle of the half-helix and the cylinder defined by the spiral trajectory of the X-ray and the virtual plane intersect each other on the virtual plane.
The computer tomography apparatus according to claim 5, wherein the root mean square error of the difference from the coordinates is set to a minimum.
【請求項8】 前記近似投影データは、前記X線源とF
OV中心との距離を直径とする円筒と、前記仮想平面の
交差する楕円上を通過するX線パス上のデータであるこ
とを特徴とする請求項5記載のコンピュータ断層撮影装
置。
8. The approximate projection data includes the X-ray source and F
6. The computer tomography apparatus according to claim 5, wherein the data is data on an X-ray path passing through an ellipse intersecting the virtual plane and a cylinder whose diameter is the distance from the OV center.
【請求項9】 前記近似投影データは、前記X線源を中
心にしてFOV中心を通る円筒と前記仮想平面の交わる
楕円を通過するX線パス上のデータであることを特徴と
する請求項5記載のコンピュータ断層撮影装置。
9. The approximate projection data is data on an X-ray path that passes through an ellipse where a cylinder passing through the center of the FOV and the virtual plane intersect with the X-ray source as a center. The computer tomography apparatus described.
【請求項10】 前記2次元アレイ検出器のスライス方
向の幅から換算したFOV中心でスライス方向の再構成
厚みをcとしたとき、前記X線源の1回転での被検体の
相対的移動距離を略1.5cに設定することを特徴とす
る請求項5記載のコンピュータ断層撮影装置。
10. The relative movement distance of the object per one rotation of the X-ray source, where c is the reconstruction thickness in the slice direction at the FOV center converted from the width in the slice direction of the two-dimensional array detector. 6. The computer tomography apparatus according to claim 5, wherein is set to approximately 1.5c.
【請求項11】 前記再構成は部分角再構成法を利用し
たものであることを特徴とする請求項1記載のコンピュ
ータ断層撮影装置。
11. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the reconstruction is performed by using a partial angle reconstruction method.
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