JPH09192126A - Image reconstitution processor - Google Patents

Image reconstitution processor

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Publication number
JPH09192126A
JPH09192126A JP1021896A JP1021896A JPH09192126A JP H09192126 A JPH09192126 A JP H09192126A JP 1021896 A JP1021896 A JP 1021896A JP 1021896 A JP1021896 A JP 1021896A JP H09192126 A JPH09192126 A JP H09192126A
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JP
Japan
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reconstruction
data
image
ray
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP1021896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Taguchi
克行 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH09192126A publication Critical patent/JPH09192126A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve operability by providing the processor with a fan beam reconstituting means for reconstituting a fan beam for reconstituting a tomographic plane image and a cone beam reconstituting means for reconstituting a cone beam for reconstituting a tomographic solid image. SOLUTION: An output signal from an X-ray detector is converted to a digital signal and fetched into a reconstitution processing part 12. While the cone beam reconstitution is designated by a reconstitution method designating part 21-1, a projection curve calculation part 21-2 generates a projection curve for which a boxel line is projected on the surface of the detector, a reconstitution processing control part 21 finds inverse projection data corresponding to the projection curve (performs cone beam reconstitution processing), the data is added to an image memory 27 and the images is stored. Besides, when the fan beam reconstitution is designated by the reconstitution method designating part 21-2, the projection curve calculation part 21-2 generates a straight projection line parallel with the detector line passing through the center of the detector line, the inverse projection data corresponding to the straight projection line are found (fan beam reconstitution processing) and added to the image memory 27 and the image is stored.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、X線源から円錐
状に放射されたX線を対象物に照射し、この対象物を透
過したX線をX線検出器により検出し、このX線検出器
から得られた検出データに基づいて、前記対象物の断層
画像を再構成する画像再構成処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention irradiates an object with conical X-rays emitted from an X-ray source, detects X-rays transmitted through the object with an X-ray detector, and detects the X-rays. The present invention relates to an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of the object based on detection data obtained from a detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のX線CT(computed tomography )
装置では、図47に示すように、X線源101からX線
ビームがファン状( 扇形状 )に放射されるファンビーム
を使用するものが知られている。このようなX線CT装
置は、X線源101から放射されたX線ビームを被写体
に照射し、この被写体を通過したX線を扇状に1列に約
1000チャンネル配列したX線検出器102で検出し
てデータ収集を行い、X線源101及びX線検出器10
2を被写体の周囲を回転させながら、1回転する間に1
000回程度データ収集し( 1回のデータ収集を1ビュ
ーと称する )、その収集されたデータに基づいて被写体
のX線の断面画像を再構成する。なお、FOV103
は、有効視野を示すものである。このファンビームを使
用したときの画像再構成式は、( 式1 )により算出され
る。
2. Description of the Related Art Conventional X-ray CT (computed tomography)
As the apparatus, as shown in FIG. 47, one using a fan beam in which the X-ray beam is emitted from the X-ray source 101 in a fan shape (fan shape) is known. Such an X-ray CT apparatus irradiates a subject with an X-ray beam emitted from an X-ray source 101, and uses an X-ray detector 102 in which approximately 1000 channels of X-rays passing through the subject are arranged in a row in a fan shape. X-ray source 101 and X-ray detector 10 are detected and data is collected.
While rotating 2 around the subject, 1 during 1 rotation
Data is collected about 000 times (one data collection is referred to as one view), and an X-ray cross-sectional image of the subject is reconstructed based on the collected data. FOV103
Indicates an effective visual field. The image reconstruction formula when this fan beam is used is calculated by (Equation 1).

【0003】[0003]

【数1】 [Equation 1]

【0004】この( 式1 )から判るように、ファンビー
ムの再構成では、X線検出器から得られたデータに、再
構成すべきピクセルの位置に依存した重み付けを乗算し
て逆投影する必要があるので複雑な処理になる。すなわ
ち、図48に示すように、有効視野FOV103に対し
て再構成すべき画像を構成する複数のピクセル( 図48
中、格子状に密に配列された黒点 )が設定されており、
X線検出器102の各チャンネルで得られたデータを、
各ピクセル毎に重み付けとして焦点( X線源101のX
線ビームの放射点F )−該当ピクセル( 黒点 )間距離F
pixel D(X) の2乗の逆数を乗算して逆投影する。な
お、Fpixel Dは、Focus-Pixel-Distanceを意味するも
のである。また、直接逆投影する方法もあるが、この場
合には極座標変換が必要となり複雑な計算になる。
As can be seen from the equation (1), in the reconstruction of the fan beam, it is necessary to multiply the data obtained from the X-ray detector by a weight depending on the position of the pixel to be reconstructed and backproject. Complex processing. That is, as shown in FIG. 48, a plurality of pixels forming an image to be reconstructed with respect to the effective visual field FOV 103 (see FIG.
Inside, black dots), which are densely arranged in a grid, are set,
The data obtained in each channel of the X-ray detector 102 is
Focus (X of X-ray source 101) as weighting for each pixel
Distance F between line beam emission point F) and corresponding pixel (black point)
Back projection is performed by multiplying the inverse of the square of pixel D (X). Note that Fpixel D means Focus-Pixel-Distance. There is also a method of direct back projection, but in this case, polar coordinate conversion is required, and the calculation becomes complicated.

【0005】そこで、ファンビームを使用したX線CT
装置( シングルスライスCT )では、現在のところ2種
類の画像再構成法が考案されている。1つの方法は、フ
ァン−パラ変換法と呼ばれるものであり、これは、図4
9に示すように、ファンビームによるX線検出器から得
られた投影データを並び替えかつ補間してパラレルビー
ム投影データを作成( 変換を含む )し、これにより得ら
れたデータを、従来のパラレルビームを使用したX線C
T装置で行われるように逆投影する方法である。データ
変換の計算と補間処理などが必要になる反面、逆投影時
には、ファンビームのときの再構成ピクセル毎に異なっ
た重み付け処理などが不要で、1つのデータ( パラレル
ビーム投影データ )をビーム路( パラレルビームとなる
ときの放射点とX線検出器のチャンネルとを結ぶ直線 )
の全てのピクセルに逆投影すれば良いので処理が単純に
なる。
Therefore, an X-ray CT using a fan beam
In the device (single slice CT), two kinds of image reconstruction methods are currently devised. One method is called the Fan-Para conversion method, which is shown in FIG.
As shown in Fig. 9, the projection data obtained from the X-ray detector by the fan beam is rearranged and interpolated to create parallel beam projection data (including conversion). X-ray C using beam
This is a method of backprojection as is done in the T-apparatus. On the other hand, calculation of data conversion and interpolation processing are required, but when backprojecting, different weighting processing for each reconstructed pixel at the time of fan beam is unnecessary, and one data (parallel beam projection data) (A straight line that connects the radiation point when it becomes a parallel beam and the channel of the X-ray detector)
The process is simple because it is sufficient to backproject to all the pixels of.

【0006】他の1つの方法は、センタリング軸を使用
したファンビーム再構成法であり、その詳細は特開昭5
5−99240号に開示している。図50に示すよう
に、一度ピクセル列に平行な所定の基準軸( センタリン
グ軸)104にX線検出器から得られたデータを射影(
逆投影 )し、それを再度再構成のピクセル列毎に逆投影
するものである。このように一度センタリング軸に逆投
影することで、ピクセル毎に異なる重み付け処理がピク
セル列毎には同一となるので、高速かつ単純な処理が可
能になる。
Another method is a fan beam reconstruction method using a centering axis, the details of which are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5
No. 5-99240. As shown in FIG. 50, once the data obtained from the X-ray detector is projected onto a predetermined reference axis (centering axis) 104 parallel to the pixel row (
Backprojection) and then backproject it again for each reconstructed pixel column. In this way, by backprojecting once on the centering axis, different weighting processing for each pixel becomes the same for each pixel column, so high-speed and simple processing becomes possible.

【0007】このセンタリング軸を使用したファンビー
ム再構成法のステップを以下に説明する。 1.投影データData-Proj のX 線強度補正などの種々の
補正とcos 項の乗算して、生データData-Rawを得る。こ
の生データData-Rawと再構成関数とのコンボリューショ
ン演算をしてData-Conv を得る。 2.Data-Conv をある基準軸 (センタリング軸、例えば
ピクセルが配列された基準となるX軸及びY軸)上の点
に( 式2 )の重み付け処理して射影し、Data-Centerを
得る。この( 式2 )式において、FcpD(X) は、焦点−セ
ンタリング軸点間距離である。
The steps of the fan beam reconstruction method using this centering axis will be described below. 1. The raw data Data-Raw is obtained by multiplying the cos term by various corrections such as X-ray intensity correction of the projection data Data-Proj. The raw data Data-Raw and the reconstruction function are convolved to obtain Data-Conv. 2. Data-Conv is projected by weighting (Equation 2) to a point on a certain reference axis (centering axis, for example, a reference X-axis and Y-axis on which pixels are arranged) to obtain a Data-Center. In this equation (2), FcpD (X) is the distance between the focal point and the centering axis point.

【数2】 [Equation 2]

【0008】3.2の処理を繰り返し、全ビューのファ
ンビーム投影データを対応する基準軸に射影する。 4.基準軸に射影されたあるビューのデータData-Cente
r を、再構成する画像の全ピクセル列に対しピクセル列
毎に同一の( 式3 )の重み付けしてData-Backを得る。
この得た射影データData-Back を、逆投影( 画像メモリ
のピクセルに相当するアドレスに加算) する。なおA、
Bは、図50に示す。
The process of 3.2 is repeated to project the fan beam projection data of all the views on the corresponding reference axis. 4. Data of a view projected on the reference axis Data-Cente
Data-Back is obtained by weighting r with the same (Equation 3) weighting for all pixel columns of the image to be reconstructed.
The obtained projection data Data-Back is back projected (added to the address corresponding to the pixel of the image memory). A,
B is shown in FIG.

【数3】 (Equation 3)

【0009】5.4の処理を全ビュー繰り返し全ビュー
の射影データを逆投影する。
The processing of 5.4 is repeated for all views, and the projection data of all views are backprojected.

【0010】なおここで、図50を参照して( 式3 )を
変形すると、
Here, with reference to FIG. 50 and transforming (Equation 3),

【数4】 (Equation 4)

【0011】となり、これはファンビームの再構成式、
( 式1 )の積分の中身と一致する。
Which is the reconstruction formula of the fan beam,
It agrees with the contents of the integral of (Equation 1).

【0012】センタリング軸に一度射影した後に各pixe
l 列に逆投影することで、本来ピクセル毎に異なってい
た逆投影時の重み( 式1 )を、 pixel列単位では等しい
重み( 式2 )にして,重みの発生の計算自体の簡便化と
計算回数の削減を達成している。また、ここでは詳細に
は述べないが、円弧上に等角度で配列された検出器の素
子と直線上に等ピッチで配列されたpixel との複雑な対
応関係をも簡略化している。従来のファンビームを使用
したX線CT装置では、以上説明した2つの方法のうち
いずれかにより、高速な画像再構成処理を実現してい
る。
After projecting on the centering axis once, each pixe
By backprojecting to the l column, the weight (Equation 1) at the time of backprojecting, which was originally different for each pixel, is made equal in each pixel column (Equation 2), and the calculation of the generation of the weight itself is simplified. The number of calculations has been reduced. Although not described in detail here, the complicated correspondence between the detector elements arranged at equal angles on a circular arc and the pixels arranged at equal pitches on a straight line is also simplified. In a conventional X-ray CT apparatus using a fan beam, high-speed image reconstruction processing is realized by either of the two methods described above.

【0013】さらに一方、図51に示すように、X線源
201からX線ビームが円錐状に放射されるコーンビー
ムと、ファンビーム用検出器列をZ軸方向にN列積み重
ねたような、円筒面上に検出器の素子(Mチャンネル×
N列)を配列した2次元X線検出器202とを使用し
て、X線透視画像を撮影するX線CT装置が考案されて
いる。このようなコーンビームを使用したX線CT装置
における代表的なコーンビーム再構成(Feldkamp再構
成)は、下記の文献に開示されている。
On the other hand, as shown in FIG. 51, a cone beam in which an X-ray beam is radiated from the X-ray source 201 in a cone shape and a fan beam detector row are stacked in N rows in the Z-axis direction. A detector element (M channel ×
An X-ray CT apparatus that captures an X-ray fluoroscopic image using a two-dimensional X-ray detector 202 in which N columns are arranged has been devised. Typical cone beam reconstruction (Feldkamp reconstruction) in an X-ray CT apparatus using such a cone beam is disclosed in the following document.

【0014】"Practical cone-beam algorithm" L.A.Feldkamp, L.C.Davis, and J.W.Kress J. Opt. Soc. Am. A/Vol.1, No.6, pp.612-619/June 19
84 これは、数学的に厳密な再構成法であるファンビーム(2
次元平面内) 再構成アルゴリズム[ Filtered-Backproje
ction(フィルタ補正逆投影法) ] を、Z軸方向に拡張す
ることによって得られた近似的な3次元再構成アルゴリ
ズムである。このコーンビーム再構成法では、コーンビ
ームによるコンベンショナルスキャンを対象としてお
り,以下のステップからなる。なお、このコーンビーム
では、2次元的な画素としてのピクセルの代わりに、図
52に示すように、3次元的な画素としてのボクセルが
使用される。
"Practical cone-beam algorithm" LAFeldkamp, LCDavis, and JWKress J. Opt. Soc. Am. A / Vol.1, No.6, pp.612-619 / June 19
84 This is a mathematically exact reconstruction of the fan beam (2
In-dimensional plane) Reconstruction algorithm [Filtered-Backproje
ction (filtered backprojection method)] in the Z-axis direction is an approximate three-dimensional reconstruction algorithm. This cone-beam reconstruction method is intended for conventional scanning by cone-beam, and consists of the following steps. In this cone beam, voxels as three-dimensional pixels are used as shown in FIG. 52, instead of pixels as two-dimensional pixels.

【0015】1.投影データの重み付け 投影データに、Z座標に依存した項とcos 項を乗算す
る。 2.コンボリューション演算 1の処理により得たデータと、ファンビームと同じ再構
成関数とのコンボリューション演算を行う。 3.BackProjection(逆投影) 2の処理により得たデータを、X線が通過した( 焦点か
ら検出器のチャンネルまでの) パス上に逆投影する。す
なわち、焦点から逆投影するボクセルを通る直線が検出
器面と交差する点を計算し、その点の周囲の2の処理の
データから逆投影するデータを補間などで作成し、それ
をFvoxelD(X)の2乗の逆数で重み付けして逆投影する。
この逆投影は360°( 1回転 )にわたって行なう。
1. Weighting of projection data The projection data is multiplied by a term dependent on the Z coordinate and a cos term. 2. Convolution operation The convolution operation of the data obtained by the process 1 and the same reconstruction function as that of the fan beam is performed. 3. BackProjection (Backprojection) The data obtained by the process 2 is backprojected onto the path (from the focal point to the channel of the detector) through which the X-ray has passed. That is, the point at which the straight line passing through the voxel backprojected from the focal point intersects the detector plane is calculated, and backprojected data is created by interpolation or the like from the data of the two processes around that point, and it is expressed as FvoxelD (X ) Is weighted by the reciprocal of the square of (2) and backprojected.
This back projection is performed over 360 ° (one rotation).

【0016】ファンビーム再構成式と類似な式で表現す
ると、下記となる。なお、 FvoxelD(X)=Focus-Voxel-Di
stanceは、焦点−ボクセル間距離である。
When expressed by a formula similar to the fan beam reconstruction formula, it becomes as follows. Note that FvoxelD (X) = Focus-Voxel-Di
stance is the focal point-voxel distance.

【数5】 (Equation 5)

【0017】この3次元再構成式( コーンビーム再構成
式 )( 式4 )について、式上ではファンビーム再構成と
非常に似ているが、Data-Back の逆投影方法が大きく異
なることを説明する。2次元的なファンビーム再構成に
おいては、図53に示すように、再構成面内の全画素
(ピクセル)に対して1次元に配列された検出器のデー
タから逆投影するのに対し、コーンビーム(Feldkamp)再
構成においては、図54に示すように、焦点と再構成す
るボクセル(voxel) を結んだ直線が2次元のX線検出器
面と交差する点を求め、その交差点に関与する検出器素
子から得られるデータをその直線上に位置する全てのボ
クセルに逆投影する。
This three-dimensional reconstruction formula (cone beam reconstruction formula) (Equation 4) is very similar to the fan beam reconstruction in formula, but it is explained that the back projection method of Data-Back is greatly different. To do. In the two-dimensional fan beam reconstruction, as shown in FIG. 53, the back projection is performed from the data of the detectors arranged in one dimension for all the pixels in the reconstruction plane, while the cone is used. In the beam (Feldkamp) reconstruction, as shown in FIG. 54, the point where the straight line connecting the focal point and the reconstructed voxel intersects the two-dimensional X-ray detector plane and is involved in the intersection. The data obtained from the detector elements is backprojected to all voxels located on that straight line.

【0018】従って、コーンビーム再構成で、ファンビ
ーム再構成のようにある面を再構成する場合には、特定
の検出器列かつチャンネルのデータが再構成面の一部の
ボクセルにのみ逆投影されるため、各ボクセルに対して
逆投影するデータ(検出器列と検出器チャンネル)を選
択する必要があるので、再構成ボクセルと焦点を結んだ
直線とX線検出器面の3次元的な位置関係が重要にな
る。しかも、Z座標が同じ検出器列を考え、その検出器
素子と焦点を結んだ直線を考えた場合、ある面( 再構成
面 )においてそれらの直線が通過するボクセルは、焦点
を中心とした検出器面の相似図形(円筒検出器の場合、
同心円)上に並ぶため、この位置関係の計算は非常に複
雑になる。
Therefore, in cone beam reconstruction, when reconstructing a surface like fan beam reconstruction, the data of a specific detector row and channel is backprojected only to some voxels of the reconstruction surface. Therefore, since it is necessary to select the data (detector row and detector channel) to be backprojected for each voxel, the three-dimensional structure of the straight line focused on the reconstructed voxel and the X-ray detector surface is selected. The positional relationship becomes important. Moreover, considering a detector row having the same Z coordinate and a straight line focusing on the detector element, a voxel passing through the straight line on a certain plane (reconstructed plane) is detected around the focus. Similar figure of the surface (in the case of cylindrical detector,
The calculation of this positional relationship is very complicated because they are arranged on concentric circles).

【0019】また、X線CT装置では、図55( a )に
示すように、X線管とX線検出器が被検体周囲の同一の
円軌道を周回するスキャン方法として定義されるコンベ
ンショナルスキャン方式の他に、図55( b )に示すよ
うに、X線管とX線検出器が被写体周囲をらせん状に連
続的に周回し、その回転と同期して被検体を載置した寝
台が体軸に沿って移動するするスキャン方法として定義
される連続回転方式(ヘリカルスキャン方式 )がある。
Further, in the X-ray CT apparatus, as shown in FIG. 55 (a), a conventional scanning method is defined as a scanning method in which the X-ray tube and the X-ray detector orbit the same circular orbit around the subject. In addition, as shown in FIG. 55 (b), the X-ray tube and the X-ray detector continuously orbit around the subject in a spiral manner, and the bed on which the subject is placed is synchronized with the rotation. There is a continuous rotation method (helical scan method) that is defined as a scanning method that moves along an axis.

【0020】特に、2次元アレイ型X線検出器を使用し
て連続回転( ヘリカルスキャン )撮影を行ったときのFe
ldkamp再構成法を応用して3次元再構成法で再構成する
方法は、下記文献に開示されている。
In particular, Fe in continuous rotation (helical scan) imaging using a two-dimensional array type X-ray detector
A method of applying the ldkamp reconstruction method to perform the reconstruction by the three-dimensional reconstruction method is disclosed in the following document.

【0021】1.「円すいビーム投影を用いた3次元ヘ
リカルスキャンCT」 東北大学 工藤博幸,筑波大学 齊藤恒雄 電子情報通信学会論文誌 DII Vol.J74-D-II,No.8,pp.11
08-1114,1991年8月 2.特願平7−169963号「X線コンピュータ断層
撮影装置」 なお、上記2.特願平7−169963号では、「コー
ンビーム状のX線を被検体に照射するX線管が被検体か
ら見て相対的に螺旋軌道を移動しながら被検体を透過し
たX線を2次元アレイ型X線検出器で検出し、得られた
投影データを逆投影することにより撮影領域内に規定さ
れた複数のボクセル各々に関するX線吸収率を反映した
逆投影データを求めるX線コンピュータ断層撮影装置に
おいて、k回転目のX線管からのコーンビームX線束と
k+1回転目のX線管からのコーンビームX線束とが重
複する領域内の特定のボクセルの逆投影データを、k回
転目で収集した前記特定のボクセルを通るX線パスに沿
った投影データと、k+1回転目で収集した特定のボク
セルを通るX線パスに沿った投影データとに基づいて求
めることにより、いずれか一方に基づいて求める従来に
比べて画質が向上する。」と記載されている。
1. "Three-dimensional helical scan CT using cone beam projection" Hiroyuki Kudo, Tohoku University, Tsuneo Saito Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers DII Vol.J74-D-II, No.8, pp.11
08-1114, August 1991 2. Japanese Patent Application No. 7-169963 “X-ray computed tomography apparatus”. In Japanese Patent Application No. 7-169963, “An X-ray tube that irradiates a subject with cone-beam-shaped X-rays moves two-dimensionally through an X-ray transmitted through the subject while moving in a spiral orbit relative to the subject. X-ray computed tomography to obtain backprojection data that reflects the X-ray absorption rate for each of a plurality of voxels defined in the imaging region by backprojecting the projection data obtained by detection with an array type X-ray detector In the apparatus, the backprojection data of a specific voxel in the region where the cone beam X-ray flux from the k-th rotation X-ray tube and the cone beam X-ray flux from the k + 1-th rotation X-ray tube overlap, By obtaining based on the collected projection data along the X-ray path passing through the specific voxel and the projection data along the X-ray path passing through the specific voxel collected at the (k + 1) th rotation, either one is obtained. Zui quality as compared to conventional determined is described as. "Improved.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】ファンビーム状のX線
を使用してファンビーム再構成により再構成した断層面
画像とコーンビーム状のX線を使用してコーンビーム再
構成により再構成した断層立体画像とは、それぞれ長所
を短所を備えており、使用用途に応じて使い分ける必要
がある。例えば、ファンビーム再構成処理はコーンビー
ム再構成処理より高速に処理できる。また、診断の種類
によっては断層立体画像より断層面画像の方が適切な場
合がある。
A tomographic plane image reconstructed by fan-beam reconstruction using fan-beam X-rays and a tomography reconstructed by cone-beam reconstruction using cone-beam X-rays. Each of the three-dimensional images has advantages and disadvantages, and it is necessary to use them properly according to the intended use. For example, the fan-beam reconstruction process can be processed faster than the cone-beam reconstruction process. Depending on the type of diagnosis, a tomographic plane image may be more suitable than a tomographic stereoscopic image.

【0023】しかし、ファンビーム画像とコーンビーム
画像との2種類の画像を得るためには、現在ファンビー
ム用のX線CT装置とコーンビーム用のX線CT装置と
を2台備えなければならず、コストが高くなり、操作性
が悪いという問題があった。また、ファンビーム画像に
ついて、CT透視などバイオプシなどの支援のためには
ファンビーム再構成した画像を複数枚表示することが必
要なことがある。さらに、バイオプシにおけるCT透視
やIVR−CTなどではファンビーム再構成した画像は
後で観察することがほとんどないため、ファンビーム再
構成とコーンビーム再構成の切換えについては、データ
保存方法の切換え操作を同時に行う必要がある。そこ
で、この発明は、コーンビーム状のX線を使用する装置
で使用され、ファンビーム再構成及びコーンビーム再構
成の両方を行うことができ、さらに操作性の向上を図る
ことができる画像再構成処理装置を提供することを目的
とする。
However, in order to obtain two types of images, a fan-beam image and a cone-beam image, it is currently necessary to provide two fan-beam X-ray CT devices and cone-beam X-ray CT devices. However, there is a problem that the cost is high and the operability is poor. In addition, regarding fan beam images, it may be necessary to display a plurality of fan beam reconstructed images in order to support biopsies such as CT fluoroscopy. Furthermore, in CT fluoroscopy and IVR-CT in biopsy, since the fan-beam reconstructed image is rarely observed later, when switching between fan-beam reconstruction and cone-beam reconstruction, it is necessary to change the data storage method. Must be done at the same time. Therefore, the present invention is used in an apparatus that uses cone-beam-shaped X-rays, can perform both fan-beam reconstruction and cone-beam reconstruction, and can further improve operability. An object is to provide a processing device.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】請求項1対応の発明は、
X線源から円錐状に放射されたX線を対象物に照射し、
この対象物を透過したX線をX線検出器により検出し、
このX線検出器から得られた検出データに基づいて、対
象物の断層画像を再構成する画像再構成処理装置におい
て、X線検出器による対象物を透過したX線の検出に基
づいて、断層面画像を再構成するファンビーム再構成を
行うファンビーム再構成手段と、X線検出手段による対
象物を透過したX線の検出に基づいて、断層立体画像を
再構成するコーンビーム再構成を行うコーンビーム再構
成手段とを設けたものである。請求項2対応の発明は、
請求項1対応の発明において、ファンビーム再構成手段
は、X線検出器からの検出データを断層面画像の厚さ方
向に束ね処理するものである。請求項3対応の発明は、
請求項1対応の発明において、ファンビーム再構成手段
とコーンビーム再構成手段とを切換える再構成切換手段
を設けたものである。請求項4対応の発明は、請求項3
対応の発明において、再構成切換手段は、スライス位置
に応じて再構成手段を切換えるものである。請求項5対
応の発明は、請求項3対応の発明において、再構成切換
手段により切換えられた再構成手段に応じて、検出デー
タ又は再構成データの保存又は非保存を制御するデータ
保存制御手段を設けたものである。請求項6対応の発明
は、請求項3対応の発明において、再構成切換手段によ
り切換えられた再構成手段に応じて、表示を制御する表
示制御手段を設けたものである。
The invention corresponding to claim 1 is:
Irradiate the object with X-rays emitted in a conical shape from the X-ray source,
The X-rays transmitted through this object are detected by an X-ray detector,
In an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of an object based on the detection data obtained from the X-ray detector, the tomographic image is detected based on the detection of X-rays that have passed through the object by the X-ray detector. Cone beam reconstruction for reconstructing a tomographic stereoscopic image is performed on the basis of fan beam reconstruction means for performing fan beam reconstruction for reconstructing a planar image and detection of X-rays transmitted through an object by the X-ray detection means. And a cone beam reconstruction means. The invention corresponding to claim 2 is:
In the invention corresponding to claim 1, the fan beam reconstructing means bundles the detection data from the X-ray detector in the thickness direction of the tomographic plane image. The invention corresponding to claim 3 is
In the invention corresponding to claim 1, the reconstruction switching means for switching between the fan beam reconstruction means and the cone beam reconstruction means is provided. The invention corresponding to claim 4 is claim 3
In the corresponding invention, the reconstruction switching means switches the reconstruction means according to the slice position. According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, there is provided data storage control means for controlling storage or non-save of the detection data or the reconstruction data according to the reconstruction means switched by the reconstruction switching means. It is provided. The invention according to claim 6 is the invention according to claim 3, further comprising display control means for controlling the display in accordance with the reconstruction means switched by the reconstruction switching means.

【0025】請求項7対応の発明は、X線源から円錐状
に放射されたX線を対象物に連続回転方式で照射し、こ
の対象物を透過したX線をX線検出器により検出し、こ
のX線検出器から得られた検出データに基づいて、対象
物の断層画像を再構成する画像再構成処理装置におい
て、X線検出手段による対象物を透過したX線の検出に
基づいて、断層立体画像を再構成するコーンビーム再構
成を行うコーンビーム再構成手段を設け、このコーンビ
ーム再構成手段は、断層立体画像を連続してコーンビー
ム再構成するものである。請求項8対応の発明は、請求
項7対応の発明において、コーンビーム再構成手段は、
1照射により得られるデータの1回転前のデータとの差
分を求め、この差分を逆投影処理して得た結果を所定前
の照射により得られた断層立体画像に加算してコーンビ
ーム再構成を行うものである。請求項9対応の発明は、
X線源から円錐状に放射されたX線を対象物に照射し、
この対象物を透過したX線をX線検出器により検出し、
このX線検出器から得られた検出データに基づいて、対
象物の断層画像を再構成する画像再構成処理装置におい
て、X線検出器による対象物を透過したX線の検出に基
づいて、断層面画像を再構成するファンビーム再構成を
行うファンビーム再構成手段を設け、このファンビーム
再構成手段は、複数枚の断層面画像を同時にファンビー
ム再構成するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the X-rays emitted from the X-ray source in a conical shape are radiated to the object in a continuous rotation system, and the X-rays transmitted through the object are detected by an X-ray detector. In an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of an object based on the detection data obtained from this X-ray detector, based on the detection of X-rays that have passed through the object by the X-ray detection means, Cone beam reconstruction means for performing cone beam reconstruction for reconstructing a tomographic three-dimensional image is provided, and this cone beam reconstruction means continuously reconstructs a tomographic three-dimensional image with a cone beam. The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the cone beam reconstruction means is
The difference between the data obtained by one irradiation and the data before one rotation is obtained, and the result obtained by backprojecting this difference is added to the tomographic stereoscopic image obtained by the irradiation before the predetermined time to reconstruct the cone beam. It is something to do. The invention corresponding to claim 9 is:
Irradiate the object with X-rays emitted in a conical shape from the X-ray source,
The X-rays transmitted through this object are detected by an X-ray detector,
In an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of an object based on the detection data obtained from the X-ray detector, the tomographic image is detected based on the detection of X-rays that have passed through the object by the X-ray detector. A fan beam reconstruction means for performing fan beam reconstruction for reconstructing a plane image is provided, and this fan beam reconstruction means simultaneously reconstructs a plurality of tomographic plane images by a fan beam.

【0026】請求項10対応の発明は、X線源から円錐
状に放射されたX線を対象物に連続回転方式で照射し、
この対象物を透過したX線をX線検出器により検出し、
このX線検出器から得られた検出データに基づいて、対
象物の断層画像を再構成する画像再構成処理装置におい
て、X線検出器による対象物を透過したX線の検出に基
づいて、断層面画像を再構成するファンビーム再構成を
行うファンビーム再構成手段を設け、このファンビーム
再構成手段は、1照射により得られるデータの1回転前
のデータとの差分を求め、この差分を逆投影して得た結
果を所定前の照射により得られた断層立体画像に加算し
てファンビーム再構成を行うものである。
According to a tenth aspect of the present invention, the object is irradiated with X-rays emitted in a conical shape from the X-ray source in a continuous rotation system,
The X-rays transmitted through this object are detected by an X-ray detector,
In an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of an object based on the detection data obtained from the X-ray detector, the tomographic image is detected based on the detection of X-rays that have passed through the object by the X-ray detector. A fan beam reconstruction unit for performing a fan beam reconstruction for reconstructing a surface image is provided, and the fan beam reconstruction unit obtains a difference between the data obtained by one irradiation and the data one rotation before, and the difference is inverted. The fan beam reconstruction is performed by adding the projection result to the tomographic stereoscopic image obtained by the irradiation before the predetermined time.

【0027】請求項11対応の発明は、請求項10対応
の発明において、ファンビーム再構成手段は、複数枚の
断層面画像を同時にファンビーム再構成するものであ
る。
The invention according to claim 11 is the invention according to claim 10, wherein the fan beam reconstructing means reconstructs the plurality of tomographic plane images at the same time by the fan beam.

【0028】請求項12対応の発明は、請求項3対応の
発明において、X線を対象物に連続回転方式で照射した
時には、ファンビーム再構成手段は、必要に応じて、複
数枚の断層面画像について同時に、1照射により得られ
るデータの1回転前のデータとの差分を求め、この差分
を逆投影して得た結果を所定前の照射により得られた断
層立体画像に加算してファンビーム再構成を行い、コー
ンビーム再構成手段は、必要に応じて、1照射により得
られるデータの1回転前のデータとの差分を求め、この
差分を逆投影処理して得た結果を所定前の照射により得
られた断層立体画像に加算してコーンビーム再構成を行
うものである。
According to a twelfth aspect of the invention, in the invention according to the third aspect, when the object is irradiated with X-rays by a continuous rotation method, the fan beam reconstructing means may, if necessary, provide a plurality of slice planes. At the same time for the image, the difference between the data obtained by one irradiation and the data before one rotation is obtained, and the result obtained by back-projecting this difference is added to the tomographic stereoscopic image obtained by the irradiation before the predetermined time to obtain the fan beam. Reconstruction is performed, and the cone-beam reconstruction means obtains a difference between the data obtained by one irradiation and the data obtained before one rotation, and the result obtained by backprojecting the difference is compared with the data before the predetermined time. Cone beam reconstruction is performed by adding to the tomographic stereoscopic image obtained by irradiation.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1の実施の形
態を図1〜図33を参照して説明する。図1は、第1の
実施の形態によるX線CT装置の構成図である。図2
は、図1のガントリの外観図である。投影データ測定系
としてのガントリ(架台ともいう)1は、円錐に近似し
たコーンビーム状のX線束を発生するX線源3と、複数
のX線検出素子を2次元状に配列してなる2次元アレイ
型のX線検出器5とを収容する。前記X線源3と前記X
線検出器5とは、寝台6のスライド天板に載置された被
検体を挟んで対向した状態で回転リング2に装備され
る。前記X線検出器5としては、複数( 1000チャン
ネル )の検出素子が、ファンビーム用の1次元的に配列
された1次元アレイ型検出器を複数列( 10列 )積み重
ねられたように配列されて構成されたもの( 図51参照
)で、前記回転リング2に実装される。ここで、1つの
検出素子は1チャンネルに相当するものと定義する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment. FIG.
FIG. 3 is an external view of the gantry of FIG. 1. A gantry (also referred to as a gantry) 1 as a projection data measurement system includes an X-ray source 3 that generates a cone-beam-shaped X-ray flux similar to a cone, and a plurality of X-ray detection elements arranged two-dimensionally 2 And a three-dimensional array type X-ray detector 5. The X-ray source 3 and the X
The line detector 5 is mounted on the rotating ring 2 so as to face the subject placed on the slide top plate of the bed 6 with the subject interposed therebetween. As the X-ray detector 5, a plurality (1000 channels) of detection elements are arranged so that one-dimensional array type detectors for fan beams are arranged in a plurality of rows (10 rows). (See Figure 51)
), The rotary ring 2 is mounted. Here, one detecting element is defined as corresponding to one channel.

【0030】前記X線源3からのX線はX線フィルタ4
を介して被検体に曝射される。被検体を通過したX線は
前記X線検出器5で電気信号として検出される。X線制
御器8は高圧発生器7にトリガ信号を供給する。この高
圧発生器7はトリガ信号を受けたタイミングで前記X線
源3に高電圧を印加する。これによりX線源3からはX
線が曝射される。架台寝台制御器9は、前記ガントリ1
の前記回転リング2の回転と、前記寝台6のスライド天
板のスライドとを同期して制御する。システム全体の制
御中枢としてのシステム制御器10は、被検体から見て
前記X線源3が螺旋軌道を移動するいわゆる連続回転(
例えばヘリカルスキャン )を実行するように、前記X線
制御器8と前記架台寝台制御器9を制御する。具体的に
は、前記回転リング2が一定の角速度で連続回転し、前
記寝台6のスライド天板が一定の速度で移動し、前記X
線源3から連続的又は一定角度毎に間欠的にX線が曝射
される。
The X-rays from the X-ray source 3 are X-ray filters 4
Is exposed to the subject via the. The X-rays that have passed through the subject are detected as electric signals by the X-ray detector 5. The X-ray controller 8 supplies a trigger signal to the high-voltage generator 7. This high voltage generator 7 applies a high voltage to the X-ray source 3 at the timing of receiving the trigger signal. This allows X from the X-ray source 3.
The line is exposed. The gantry bed controller 9 is the gantry 1
The rotation of the rotating ring 2 and the slide of the slide top of the bed 6 are controlled in synchronization with each other. The system controller 10 serving as the control center of the entire system includes a so-called continuous rotation (where the X-ray source 3 moves in a spiral orbit when viewed from the subject).
For example, the X-ray controller 8 and the gantry bed controller 9 are controlled so as to execute a helical scan. Specifically, the rotating ring 2 continuously rotates at a constant angular velocity, the slide table of the bed 6 moves at a constant velocity, and the X
X-rays are continuously or intermittently emitted from the radiation source 3.

【0031】前記X線検出器5からの出力信号は、チャ
ンネル毎にデータ収集部11で増幅され、ディジタル信
号に変換される。このデータ収集部11から出力される
投影データは、再構成処理部12に取り込まれる。この
再構成処理部12は、投影データに基づいてボクセル毎
にX線吸収率を反映した逆投影データを求める。コーン
ビームを使用した連続回転方式のX線CT装置におい
て、有効視野( FOV、撮影領域 )は、連続回転の回転
中心軸を中心として円筒形状となり、再構成処理部12
は、この有効視野に複数のボクセル( 3次元的に配置さ
れた画素 )を規定し( 図52参照 )、X線検出器5から
の投影データから各ボクセルの逆投影データを求める。
この逆投影データに基づいて作成された3次元画像デー
タ又は断層像データは表示装置14に送られ3次元画像
又は断層像としてビジュアルに表示される。
The output signal from the X-ray detector 5 is amplified by the data collecting section 11 for each channel and converted into a digital signal. The projection data output from the data collection unit 11 is taken into the reconstruction processing unit 12. The reconstruction processing unit 12 obtains backprojection data reflecting the X-ray absorption rate for each voxel based on the projection data. In a continuous rotation type X-ray CT apparatus using a cone beam, the effective field of view (FOV, imaging area) becomes a cylindrical shape centering on the rotation center axis of continuous rotation, and the reconstruction processing unit 12
Defines a plurality of voxels (three-dimensionally arranged pixels) in this effective visual field (see FIG. 52), and obtains backprojection data of each voxel from the projection data from the X-ray detector 5.
The three-dimensional image data or tomographic image data created based on the back projection data is sent to the display device 14 and visually displayed as a three-dimensional image or tomographic image.

【0032】図3(a)及び図3(b)に示すように、
このX線CT装置のジオメトリは、 検出器列数 M=20、 各列のZ軸方向の高さ Dseg =2mm、 X線検出器の厚み M×Dseg =40mm、 チャンネル数 N=1000、 焦点−回転中心間距離 FCD(Focus-center-Distance
)=600mm、 焦点−検出器間距離 FDD(Focus-Detector-Distan
ce )=1200mm、 有効視野直径 FOV(Field of View )=50
0mm、 有効視野角(ファン角)θ=50° となっている。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b),
The geometry of this X-ray CT system is: detector row number M = 20, height of each row in the Z-axis direction Dseg = 2 mm, X-ray detector thickness M × Dseg = 40 mm, channel number N = 1000, focus- Distance between rotation centers FCD (Focus-center-Distance
) = 600 mm, distance between focus and detector FDD (Focus-Detector-Distan
ce) = 1200 mm, effective visual field diameter FOV (Field of View) = 50
0 mm, and the effective viewing angle (fan angle) θ = 50 °.

【0033】図4は、前記再構成処理部12の要部構成
を示すブロック図である。21は、コンボリューション
処理及び逆投影処理におけるデータ選択、重み付け、セ
ンタリング処理、逆投影などの計算及び3次元再構成処
理全体を制御するこの再構成処理部12の制御部本体を
構成する再構成処理制御部である。コンボリューション
演算部22は、前記データ収集部11で収集された投影
データをコンボリューション処理し、このコンボリュー
ション処理により得られたコンボリューションデータは
第1のデータメモリ23に記憶される。
FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of the reconstruction processing unit 12. Reference numeral 21 denotes a reconstruction process which constitutes the control unit main body of the reconstruction processing unit 12 for controlling data selection, weighting, centering process, backprojection and other calculations in the convolution process and backprojection process, and the overall three-dimensional reconstruction process. It is a control unit. The convolution operation unit 22 performs a convolution process on the projection data collected by the data collection unit 11, and the convolution data obtained by this convolution process is stored in the first data memory 23.

【0034】第1の逆投影部24は、前記第1のデータ
メモリ23に記憶されたコンボリューションデータを予
め設定されたセンタリング面に逆投影( 射影 )処理し、
この逆投影されたセンタリングデータは第2のデータメ
モリ25に記憶される。
The first backprojection unit 24 backprojects (projects) the convolution data stored in the first data memory 23 onto a preset centering plane,
The backprojected centering data is stored in the second data memory 25.

【0035】第2の逆投影部26は、前記第2のデータ
メモリ23-2記憶されたセンタリングデータをボクセル
に逆投影( 3次元逆投影 )処理し、この逆投影された再
構成データ( 画像 )は画像メモリ27に記憶される。
The second backprojection unit 26 performs backprojection (three-dimensional backprojection) on the voxels of the centering data stored in the second data memory 23-2, and the backprojected reconstructed data (image). ) Is stored in the image memory 27.

【0036】ここで再構成についてコーンビームによる
3次元再構成について、幾つかの点について考察する。
再構成ボクセル列( 直線 )、センタリング面( 平面 )、
検出器列( 円弧 )、検出器面( 円筒、但しデータメモリ
上のように展開して考えるときは平面である)などの座
標変換を伴う関係について説明する。まず、再構成ボク
セル列、検出器面、センタリング面を考える。図5に示
すように、1列のボクセル列( 直線 )の検出器面への投
影が図6に示すような曲線になることを説明する。
Reconstruction Here, some points will be considered regarding the three-dimensional reconstruction by the cone beam.
Reconstructed voxel row (straight line), centering plane (planar),
The relationship involving coordinate conversion such as the detector array (arc), the detector surface (cylindrical, but a plane when considered as expanded on the data memory) will be described. First, consider the reconstructed voxel sequence, detector plane, and centering plane. As shown in FIG. 5, it will be explained that the projection of one voxel row (straight line) on the detector surface becomes a curve as shown in FIG.

【0037】再構成ボクセル列、検出器面、センタリン
グ面をZ軸方向( 上方 )から観察した図を、図7( a )
に示す。X線検出器5のチャンネル( 検出器列 )は焦点
FからZ軸方向において等角度の円弧上に配列されてお
り、図のように焦点回転( ビュー) による回転角をφ、
チャンネル方向の角度をθで示す。また、この焦点位置
においてセンタリング面はX軸上にあり( X軸Z軸平面
に含まれている )、X軸はセンタリング面のX軸である
Xcp軸に一致する。再構成ボクセル列の座標を( Xv ,
Yv )…( Xv はボクセルと共に変化するが、Yvは一
定 )で定義する。図7( b )に示すように、線分FCの
長さ( 焦点−回転中心間距離 )をFCD、線分FV0 の
長さ( 焦点−ボクセル間距離 )をFCD´、あるボクセ
ルVを考えるときに線分FVをXY平面へ射影したとき
の( 図の点線における )長さをFCD”、焦点- 検出器
間距離をFDDとする。また、焦点とボクセルを通る直
線を引き、XY平面上での焦点からの距離がFCDのと
きのZ座標をZ0 、ボクセルVのZ座標をZv とする。
さらに、展開した検出器面上での座標を図7(c )のよ
うに横軸( Xdet=θ・FDD )と縦軸( Zdet)とする。
A view of the reconstructed voxel row, the detector plane, and the centering plane observed from the Z-axis direction (upper) is shown in FIG.
Shown in The channels of the X-ray detector 5 (rows of detectors) are arranged on an arc of equal angle from the focus F in the Z-axis direction, and the rotation angle by the focus rotation (view) is φ, as shown in the figure.
The angle in the channel direction is indicated by θ. Further, at this focus position, the centering surface is on the X axis (included in the X axis Z axis plane), and the X axis coincides with the Xcp axis which is the X axis of the centering surface. Let the coordinates of the reconstructed voxel sequence be (Xv,
Yv) ... (Xv changes with voxels, but Yv is constant). As shown in FIG. 7B, when the length of the line segment FC (focus-rotation center distance) is FCD, the length of the line segment FV0 (focus-voxel distance) is FCD ', and a certain voxel V is considered. Let FCD ″ be the length (in the dotted line in the figure) when the line segment FV is projected onto the XY plane, and FDD is the focal point-detector distance. Also, draw a straight line that passes through the focal point and the voxels, and then on the XY plane. Let Z0 be the Z coordinate and Zv of the voxel V be Zv when the distance from the focal point of FCD is FCD.
Further, the developed coordinates on the detector surface are set to the horizontal axis (Xdet = θ · FDD) and the vertical axis (Zdet) as shown in FIG. 7C.

【0038】まず、再構成ボクセル列を検出器面に投影
することを考える。なお、Xcpは線分FVのセンタリン
グ面上でのX座標を示し、次の( 式5 )により求められ
る。
First, consider projecting the reconstructed voxel sequence on the detector plane. Xcp represents the X coordinate of the line segment FV on the centering plane, and is calculated by the following (Equation 5).

【数6】 (Equation 6)

【0039】そこで、△FCXcpと△FVo Xv は相似
なので、次に示す関係式( 式6 )を使用して、
Therefore, since ΔFCXcp and ΔFVo Xv are similar, using the following relational expression (Equation 6),

【数7】 (Equation 7)

【0040】となる。この( 式7 )がXv →θ変換、再
構成ボクセル列の検出器面への投影におけるチャンネル
方向の式である。
## EQU4 ## This (Equation 7) is an equation in the channel direction in the Xv → θ conversion and the projection of the reconstructed voxel column on the detector plane.

【0041】さて、線分FXcpと線分FCDとの間の関
係は次に示す( 式8 )であるから、( 式9 )を得る。
Now, since the relationship between the line segment FXcp and the line segment FCD is (Equation 8) shown below, (Equation 9) is obtained.

【数8】 (Equation 8)

【0042】従って、再構成ボクセル列の検出器面への
投影における列方向の式は、次に示す( 式10 )とな
る。
Therefore, the equation in the column direction in the projection of the reconstructed voxel column on the detector plane is as shown in the following (Equation 10).

【数9】 [Equation 9]

【0043】( 式7 )から等ピッチに並んだ再構成ボク
セル列を検出器面へ投影すると非線形な配列になること
がわかる。従って、図中左方例えば第1ボクセルと第2
ボクセルを検出器面上に投影したときの間隔(例えば
2.4チャンネル分)と、図中右方例えば第511ボク
セルと第512ボクセルの間隔(例えば3.5チャンネ
ル分)とは異なり、角度θに依存して非線形な配列にな
る。また、( 式10 )からZ座標がZv で固定された直
線の再構成ボクセル列を検出器面へ投影すると角度θに
依存して図6のような非線形な曲線になることがわか
る。ただし、再構成ボクセル列のZ座標Zv とZdet と
は比例関係にある。
From (Equation 7), it can be seen that when the reconstructed voxel rows arranged at equal pitch are projected onto the detector plane, a non-linear array is formed. Therefore, to the left in the figure, for example, the first voxel and the second voxel
Unlike the interval when the voxels are projected onto the detector surface (for example, 2.4 channels) and the interval between the 511th voxel and the 512th voxel (for example, 3.5 channels) on the right side of the figure, the angle θ is different. It becomes a non-linear array depending on. Further, from (Equation 10), it can be seen that when a linear reconstructed voxel array in which the Z coordinate is fixed at Zv is projected on the detector surface, it becomes a non-linear curve as shown in FIG. 6 depending on the angle θ. However, the Z coordinates Zv and Zdet of the reconstructed voxel column are in a proportional relationship.

【0044】これを示すのが図8及び図9であり、図8
には、ボクセル列V、センタリング面C、検出器面Dと
それぞれの変数および端点と中心点の定義を示す。な
お、図10には、ボクセル列Vとセンタリング面Cとを
示す。このボクセル列Vに対してセンタリング面Cは平
行に配置されている。図9( b )に示した直線であるボ
クセル列のセンタリング面への投影も、図9( c )に示
すように直線になる。ボクセルのピッチとセンタリング
面上の点のピッチは一定の比になっており、歪みは全く
生じない。すなわち、逆投影すべきデータが、センタリ
ング面上で直線かつ等ピッチであれば、当然そのボクセ
ルへの逆投影も直線かつ等ピッチとなる。すなわち、ボ
クセルとセンタリング面との関係は単純な拡大縮小関係
となる。
This is shown in FIG. 8 and FIG.
Shows the voxel row V, the centering plane C, the detector plane D and their respective variables, and the definitions of the end points and the center points. Note that FIG. 10 shows the voxel row V and the centering surface C. The centering surface C is arranged parallel to the voxel row V. The projection of the voxel row, which is the straight line shown in FIG. 9B, on the centering plane also becomes a straight line as shown in FIG. 9C. The voxel pitch and the pitch of the points on the centering surface have a constant ratio, and no distortion occurs. That is, if the data to be back-projected is linear and equi-pitch on the centering plane, the back-projection on the voxel is also linear and equi-pitch. That is, the relationship between the voxel and the centering surface is a simple scaling relationship.

【0045】しかし、ボクセル列を検出器面に投影する
と、図9( a )に示すように、チャンネル方向、列方向
ともに非線形な歪みが発生する。しかし、Z座標Zv の
異なる2本のボクセル列の投影が示すように、検出器面
上の2本のボクセル列の投影像どうしの間には、上述の
拡大縮小関係的な比例関係が成立している。
However, when the voxel array is projected on the detector surface, nonlinear distortion occurs in both the channel direction and the column direction as shown in FIG. 9 (a). However, as shown by the projection of two voxel rows with different Z coordinates Zv, the above-mentioned scaling proportional relationship is established between the projected images of the two voxel rows on the detector surface. ing.

【0046】以上の考察をふまえて、最も単純なコーン
ビームの再構成法は、以下に説明するステップである。 1.X線検出器からの投影データをX線強度補正等の補
正処理後、Feldkamp重みづけ処理し、データメモリに記
憶させる。 2.データメモリに記憶された補正投影データを再構成
関数とコンボリューション処理し、データメモリに記憶
させる。 3.( 式7 )および( 式10 )に従って逆投影するボク
セル列を検出器面に投影した投影曲線を計算し、逆投影
するデータを選択してそのアドレスを発生させる。 4.該当するデータを読み出し、所定の重みづけ処理
後、画像メモリ該当するボクセルの位置に加算する。
Based on the above consideration, the simplest cone beam reconstruction method is the steps described below. 1. The projection data from the X-ray detector is subjected to Feldkamp weighting processing after correction processing such as X-ray intensity correction, and stored in a data memory. 2. The corrected projection data stored in the data memory is convolved with the reconstruction function and stored in the data memory. 3. According to (Equation 7) and (Equation 10), a projection curve in which the voxel string to be backprojected is projected on the detector surface is calculated, and the data to be backprojected is selected to generate its address. 4. The corresponding data is read out, subjected to predetermined weighting processing, and then added to the position of the corresponding voxel in the image memory.

【0047】これを“直接逆投影法”と称する。3の処
理は、予め投影曲線を計算しておきテーブルとしてデー
タメモリ等に記憶しておいても良い。これを“テーブル
法”と称する。いずれの方法でも投影曲線は近似曲線で
も良い。
This is called "direct back projection method". In the process of 3, the projection curve may be calculated in advance and stored as a table in the data memory or the like. This is called the "table method". In either method, the projection curve may be an approximate curve.

【0048】また、図9における考察とは逆に、検出器
面上(あるいはデータメモリ上)のピッチおよび直線が
センタリング面に投影される場合を検討する。前述の(
式5)と、( 式10の変形 )を( 式8 )により解いた(
式11 )を次に示す。
Contrary to the consideration in FIG. 9, the case where the pitch and the straight line on the detector plane (or the data memory) are projected on the centering plane will be examined. The ((
(Equation 5) and (Modification of Equation 10) are solved by (Equation 8) (
Equation 11) is shown below.

【数10】 (Equation 10)

【0049】また、センタリング面上の直線が検出器面
上に投影される場合は、次の( 式7の変形 )及び( 式1
1の変形 )となる。
When a straight line on the centering plane is projected on the detector plane, the following (formula 7) and (formula 1)
It is a modification of 1.

【数11】 [Equation 11]

【0050】従って、( 式7 )及び( 式10 )に従った
非線形歪みの代わりに、( 式5 )及び( 式11 )に従っ
た非線形歪みが発生する。
Therefore, instead of the nonlinear distortion according to (Equation 7) and (Equation 10), the nonlinear distortion according to (Equation 5) and (Equation 11) occurs.

【0051】これを示すのが図11である。図11( b
)に直線で示された検出器列の全チャンネルのデータを
センタリング面に投影すると、図11( c )に示すよう
に、上述の非線形( 式4及び式8 )によってXcp、Zcp
方向共に歪む。Z方向の歪み及びX方向の等ピッチの配
列の歪みは、共に図9の場合とは逆になる。前述のよう
にセンタリング面と再構成ボクセル列との間に歪みはな
いが、図11( a )に示すように、検出器列の全チャン
ネルのデータをボクセルに投影すると同様の歪みが発生
する。すなわち、図11( c )に示す前述のセンタリン
グ面への投影のZ方向の歪み及びX方向の等ピッチの配
列の歪みと図11( a )に示すボクセルへの投影のZ方
向の歪み及びX方向の等ピッチの配列の歪みとは、同様
のもので拡大・縮小関係になっている。
FIG. 11 shows this. 11 (b
), The data of all the channels of the detector array are projected on the centering plane, and as shown in FIG. 11C, Xcp and Zcp are calculated by the above-mentioned nonlinear equations (Equation 4 and Equation 8).
Distorted in both directions. The distortion in the Z direction and the distortion in the array with an equal pitch in the X direction are both opposite to those in the case of FIG. As described above, there is no distortion between the centering surface and the reconstructed voxel row, but as shown in FIG. 11A, when the data of all channels of the detector row is projected on the voxel, the same distortion occurs. That is, the distortion in the Z direction of the projection on the centering plane shown in FIG. 11C and the distortion of the array with an equal pitch in the X direction, and the distortion in the Z direction and the X in the projection on the voxel shown in FIG. 11A. Distortion of an array of equal pitches in the same direction has the same expansion / contraction relationship.

【0052】そこで、センタリング面上で補間処理など
によってデータのリサンプリングを行い、直線上に等ピ
ッチでデータが並ぶように処理する。その結果が図12
( a)である。センタリング面上の座標系Xcp、Zcpと
再構成ボクセルの座標系Xv 、Zv の関係は、( 式5
)、( 式6 )、( 式9 )、( 式10 )を応用して、次の
( 式12)及び( 式13 )を得る。
Therefore, the data is resampled on the centering surface by interpolation or the like so that the data are arranged on a straight line at equal pitches. The result is shown in Figure 12.
(a). The relationship between the coordinate systems Xcp and Zcp on the centering plane and the coordinate systems Xv and Zv of the reconstructed voxels is given by (Equation 5
), (Equation 6), (Equation 9), (Equation 10)
(Equation 12) and (Equation 13) are obtained.

【数12】 (Equation 12)

【0053】従って、再構成ボクセルにおいてスライス
位置Z=Zcpのアキシャル断面を再構成するとき、その
アキシャル断面を図12( b )に示すような正方形に内
接する円形FOVと考えると、( 式12 )、( 式13 )
でZv を断面内で常に定数、ボクセル列内でYv を定数
とし、ボクセル単位でXv を変化させることになる。従
って、( 破線で示す )正方形とその内接する円形FOV
の投影は、( 破線で示す )台形とそれに内接する円の変
形( 図示せず )になる。また、ボクセル列をセンタリン
グ面に投影した直線は、ボクセル列の位置に対応してセ
ンタリング面内を上下に平行移動する。そこで、逆投影
するボクセル列に対応するZ座標Zcpを( 式13 )で求
め、逆投影するボクセルに対応するX座標Xcpを( 式1
2 )で求め、対応するデータを目的のボクセルに逆投影
する。これを全ボクセルに全ビュー繰り返して逆投影を
行う。
Therefore, when reconstructing the axial cross section at the slice position Z = Zcp in the reconstructed voxel, considering that axial cross section as a circular FOV inscribed in a square as shown in FIG. 12 (b), (Equation 12) , (Equation 13)
Therefore, Zv is always a constant in the cross section, Yv is a constant in the voxel row, and Xv is changed in voxel units. Therefore, the square (indicated by the broken line) and the circular FOV that inscribes it
The projection of is a trapezoid (indicated by the dashed line) and a deformation of the circle inscribed in it (not shown). Further, the straight line obtained by projecting the voxel row on the centering plane moves up and down in parallel in the centering plane corresponding to the position of the voxel row. Therefore, the Z coordinate Zcp corresponding to the voxel sequence to be backprojected is obtained by (Equation 13), and the X coordinate Xcp corresponding to the voxel to be backprojected is given by (Equation 1).
2) Obtain and back-project the corresponding data to the target voxel. This is repeated for all voxels for all views, and backprojection is performed.

【0054】式で表現すると下のようになる。なお、F
dpDは焦点−検出器素子間距離であり、FcpD( X,Z
)は焦点−センタリング点間距離である。
The expression is as follows. Note that F
dpD is the distance between the focus and the detector element, and FcpD (X, Z
) Is the distance between the focal point and the centering point.

【数13】 (Equation 13)

【0055】ここで、( 式14 )は、コンボリューショ
ン処理したデータを示す式であり、( 式15 )は、セン
タリング処理したデータを示す式であり、( 式16 )
は、ボクセルに逆投影したデータを示す式である。
Here, (Equation 14) is an equation showing the convolution processed data, (Equation 15) is an equation showing the centering processed data, and (Equation 16)
Is an equation showing the data back-projected to the voxels.

【0056】この( 式16 )は、さらにThis (Equation 16) is

【数14】 [Equation 14]

【0057】となり、この( 式17 )は3次元再構成式
( 式3 )と一致する。
[Equation 17] is the three-dimensional reconstruction equation
It matches (Equation 3).

【0058】すなわち、この発明のセンタリング面を使
用した3次元再構成法( コーンビーム再構成法 )のステ
ップを以下に説明する。 1.再構成処理制御部21は、データ収集部11からの
投影データData-ProjをX線強度補正などの補正処理し
て生データData-Rawを得て、第1のデータメモリ23に
記憶させる。 2.再構成処理制御部21はコンボリューション演算部
22により、第1のデータメモリ23のデータを読み出
し、Feldkamp重みづけ( ( 式14 )の第1項 )処理後、
再構成関数Conv-Function とコンボリューションし( (
式14 )の第2項) 、第1のデータメモリ23に記憶さ
せる。
That is, the steps of the three-dimensional reconstruction method (cone beam reconstruction method) using the centering surface of the present invention will be described below. 1. The reconstruction processing control unit 21 performs a correction process such as X-ray intensity correction on the projection data Data-Proj from the data collection unit 11 to obtain raw data Data-Raw and stores it in the first data memory 23. 2. The reconstruction processing control unit 21 causes the convolution operation unit 22 to read the data in the first data memory 23, and after the Feldkamp weighting (the first term of (Equation 14)) processing,
Convolution with the reconstruction function Conv-Function (((
The second term of equation 14)) is stored in the first data memory 23.

【0059】3.再構成処理制御部21は第1の逆投影
部24により、第1のデータメモリ23に記憶されたコ
ンボリューションデータに基づいて、次の(i) あるいは
(ii)のいずれか一方により( 式15 )のセンタリング処
理を行う。 (i) ( 式5 )及び( 式11 )に従って、検出器面のデ
ータをセンタリング面に投影した投影曲線を計算し、コ
ンボリューションデータに重み付けを行った後にセンタ
リング面に射影してセンタリングデータを計算し、更に
センタリング面上のセンタリングデータを図12( a )
のように格子状にリサンプリングして、第2のデータメ
モリ25に記憶する。 (ii) ( 式7変形 )及び( 式11変形 )に従って、セン
タリング面上で(i) でリサンプリングしたような格子状
のデータの位置を検出器面に投影した投影点の位置を計
算し、投影点周囲の4個 (2列×2CH) の検出器素子の
コンボリューションデータを重みづけ加算後に( 式15
)の3次元逆投影における重み付けを行ってセンタリン
グ面に射影してセンタリングデータData-Center を計算
し、第2のデータメモリ25に記憶する。
3. Based on the convolution data stored in the first data memory 23, the reconstruction processing control unit 21 causes the first backprojection unit 24 to execute the following (i) or
The centering processing of (Equation 15) is performed by either one of (ii). (i) According to (Equation 5) and (Equation 11), calculate the projection curve by projecting the data of the detector surface onto the centering surface, weight the convolution data, and then project onto the centering surface to calculate the centering data. Then, the centering data on the centering surface is shown in Fig. 12 (a).
Then, the data is resampled in a grid pattern and stored in the second data memory 25. (ii) According to (formula 7 modification) and (formula 11 modification), the position of the projection point obtained by projecting the position of the grid-like data resampled in (i) on the centering plane onto the detector surface is calculated, After weighting and adding the convolution data of four (2 columns × 2 CH) detector elements around the projection point (Equation 15
) Is weighted in the three-dimensional back projection and projected onto the centering plane to calculate the centering data Data-Center, which is stored in the second data memory 25.

【0060】4.再構成処理制御部21は、( 式12 )
及び( 式13 )に従って、再構成するボクセル (列) を
センタリング面に投影した投影点 (直線) を計算し、逆
投影するデータを例えば4個つ (2列×2CH) 選択して
そのアドレスを発生させる。 5.再構成処理制御部21は第2の逆投影部26によ
り、第2のデータメモリ25から該当するセンタリング
データData-Center を読み出し、データ数が複数の場合
は重みづけ加算し、2次元ファンビーム再構成における
センタリングデータの逆投影時と同様に、A/Bの2乗
の重みづけ処理後(この正当性は( 式17)にて証明済
み)、画像メモリ27の該当するボクセルの位置に加算
する。以上で3次元再構成ができる。なお、この3次元
再構成処理の流れを図13に示す。
4. The reconstruction processing control unit 21 uses the equation (12)
And, according to (Equation 13), calculate the projection point (straight line) obtained by projecting the voxel (column) to be reconstructed on the centering plane, and select the data to be backprojected, for example, 4 (2 columns x 2 CH) and set its address. generate. 5. The reconstruction processing control unit 21 reads the corresponding centering data Data-Center from the second data memory 25 by the second backprojection unit 26, weights and adds it when the number of data is plural, and reconstructs the two-dimensional fan beam. As in the case of backprojection of the centering data in the configuration, after the weighting process of the square of A / B (this validity is proved by (Expression 17)), it is added to the position of the corresponding voxel of the image memory 27. . With the above, three-dimensional reconstruction is possible. The flow of this three-dimensional reconstruction processing is shown in FIG.

【0061】なお、上述した3の処理及び5の処理にお
ける検出器面上の点又はセンタリング面上の点からセン
タリング面上の点又はボクセルへの逆投影( 射影 )デー
タの計算では、4点Bi-Linear 補間等の線形補間やSpli
ne補間等の非線形補間、あるいはその他の補間を使用し
てリサンプリングしても良いものである。さらに、補間
を行わずに、例えばNearest Neighborとして、該当する
投影点に最も近い点を選択して逆投影データを計算して
も良い。なお、4点Bi-Linear 補間においては、1つの
投影点に対して例えばj列及びj+1列とnチャンネル
及びn+1チャンネルの4点Data(j,n) ,Data(j,n+
1),Data(j+1,n) ,Data(j+1,n+1) が補間するデータと
して計算対象となる。このとき、4点Bi-Linear 補間に
おいては、以下の計算が行われる。 Data(j,n) ×wch+Data(j,n+1) ×( 1−wch )…CH(j) Data(j+1,n) ×wch+Data(j+1,n+1) ×( 1−wch )…CH(j+1) CH(j) ×wro+CH(j+1) ×( 1−wro )…SEG(j,j+1) 以上の処理を複数の投影点について順番に繰り返して処
理することになる。すなわちCH(j) を計算し、次にC
H(j+1) を計算し、それらの計算結果によりSEG(j,j
+1) を計算する。そして次の投影点について、CH(j)
を計算し、次にCH(j+1) を計算し、それらの計算結果
によりSEG(j,j+1) を計算する。以下同様にして各投
影点について、繰り返して補間処理が行われる。この繰
り返し補間処理は時間がかかる。そこで、CH(j) とC
H(j+1) とをそれぞれ並列処理し、この並列処理を連結
するようにSEG(j,j+1) をパイプライン処理すること
により、処理時間を短縮して、2点補間とほぼ同じ処理
時間で補間処理を行うことができる。
In the calculation of back projection (projection) data from a point on the detector surface or a point on the centering surface to a point or voxel on the centering surface in the processing of 3 and 5 described above, 4 points Bi -Linear interpolation such as Linear interpolation and Spli
Resampling may be performed using non-linear interpolation such as ne interpolation or other interpolation. Further, the back projection data may be calculated by selecting the point closest to the corresponding projection point as, for example, Nearest Neighbor without performing the interpolation. In the four-point Bi-Linear interpolation, four points Data (j, n) and Data (j, n +) of, for example, the j-th column and the j + 1-th column, the n-channel and the n + 1-channel are set for one projection point.
1), Data (j + 1, n), and Data (j + 1, n + 1) are the objects to be calculated as the interpolated data. At this time, the following calculation is performed in the 4-point Bi-Linear interpolation. Data (j, n) × wch + Data (j, n + 1) × (1-wch) ... CH (j) Data (j + 1, n) × wch + Data (j + 1, n + 1) × (1-wch ) ... CH (j + 1) CH (j) × wro + CH (j + 1) × (1-wro) ... SEG (j, j + 1) The above processing is sequentially repeated for a plurality of projection points. become. That is, CH (j) is calculated, and then C
H (j + 1) is calculated, and SEG (j, j
Calculate +1). Then, for the next projection point, CH (j)
Is calculated, then CH (j + 1) is calculated, and SEG (j, j + 1) is calculated from the calculated results. In the same manner, interpolation processing is repeatedly performed for each projection point. This iterative interpolation process takes time. Therefore, CH (j) and C
H (j + 1) is processed in parallel and SEG (j, j + 1) is pipelined so as to connect the parallel processings, thereby shortening the processing time and almost the same as the two-point interpolation. Interpolation processing can be performed in processing time.

【0062】また、センタリング列数がボクセル列数以
上の場合、Nearest Neighborとして該当する投影点に最
も近い点を選択して逆投影データを計算することによ
り、画像劣化が少なく、計算回数が4点Bi-Linear 補間
に比べて約1/3になり処理時間が短縮されるという効
果が得られる。
When the number of centering columns is greater than or equal to the number of voxel columns, the closest point to the corresponding projection point is selected as Nearest Neighbor and the backprojection data is calculated. Compared to the Bi-Linear interpolation, the processing time is reduced to about 1/3, and the processing time is shortened.

【0063】ここでは省略したが、シングルスライスC
T( ファンビームCT )と同様にチャンネル方向の非線
形と逆投影時の重み発生の簡便化だけを図る目的で、3
の処理でのセンタリング面上でのリサンプリング処理を
省略し、4の処理で逆投影するボクセルに対応するセン
タリングデータに該当するような投影曲線を発生させて
も良い。リサンプリング処理を省略する代償として逆投
影時の投影曲線が複雑になるが、トータルの補間回数が
減るというメリットがある。
Although omitted here, the single slice C
As with T (fan beam CT), for the purpose of only nonlinearity in the channel direction and simplification of weight generation during backprojection, 3
It is also possible to omit the resampling process on the centering plane in the process No. 4 and generate a projection curve corresponding to the centering data corresponding to the voxels to be backprojected in the process No. 4. The cost of omitting the resampling process is that the projection curve at the time of backprojection becomes complicated, but it has the advantage of reducing the total number of interpolations.

【0064】なお、この実施の形態及び以降の実施の形
態においては、円筒型X線検出器を持つコーンビームX
線CT装置について記述したが、この発明はこれに限定
されるものではなく、例えば、図14に示すような平面
型X線検出器を持つコーンビームX線CT装置でも同様
の効果が得られるものである。すなわち、図15に示す
ように、有効視野FOV中の直線矢印及び破線矢印で示
されたボクセル列について、平面型X線検出器面への投
影では、図16に示すように、傾いた直線矢印及び破線
矢印になるのが、チャンネル方向( 横方向 )の歪み( 非
線形な歪みを含めて )は発生しない。さらに、列方向(
縦方向 )についても歪みは発生しないが、その投影線が
傾斜した直線となるため、円筒型X線検出器の場合に比
べて軽減されるものの、データ選択及び逆投影時の重み
発生は複雑である。
In this embodiment and the following embodiments, the cone beam X having the cylindrical X-ray detector is used.
Although a line CT apparatus has been described, the present invention is not limited to this. For example, a cone beam X-ray CT apparatus having a planar X-ray detector as shown in FIG. 14 can also obtain the same effect. Is. That is, as shown in FIG. 15, with respect to the voxel row indicated by the straight line arrow and the broken line arrow in the effective field of view FOV, in the projection onto the plane type X-ray detector surface, as shown in FIG. And the broken line arrow does not generate distortion (including nonlinear distortion) in the channel direction (horizontal direction). In addition, the column direction (
No distortion is generated in the vertical direction as well, but since the projection line is an inclined straight line, this is less than in the case of a cylindrical X-ray detector, but the weight generation during data selection and back projection is complicated. is there.

【0065】そこで、仲介的にセンタリング面への逆投
影( 射影 )するセンタリング処理を行うことによって、
図17に示すように、有効視野FOV中の直線矢印及び
破線矢印で示されたボクセル列の平面型X線検出器面へ
の投影すると、ボクセル列単位での逆投影データ計算に
使うセンタリング列を固定できるので、データ選択、重
み発生を共に単純にすることができる。なお、逆投影時
の重みについて、ボクセル単位の計算からボクセル列単
位の計算に削減できることは円筒型X線検出器の場合と
同様である。また、センタリング列数を増やせば、補間
精度を向上する等の効果も円筒型X線検出器の場合と同
様である。
Therefore, by performing the centering processing of backprojecting (projecting) onto the centering surface by intermediary,
As shown in FIG. 17, when the voxel row indicated by the straight line arrow and the broken line arrow in the effective field of view FOV is projected onto the plane type X-ray detector surface, the centering row used for backprojection data calculation in voxel row units is obtained. Since it can be fixed, both data selection and weight generation can be simplified. Note that the weight at the time of back projection can be reduced from the calculation in voxel unit to the calculation in voxel column unit, as in the case of the cylindrical X-ray detector. Further, if the number of centering rows is increased, the effect of improving the interpolation accuracy is the same as that of the cylindrical X-ray detector.

【0066】ところで、補間を繰り返すと画像に生じる
ボケが増幅してしまう。しかし、投影曲線と重みの簡単
化のために、センタリング面に一度逆投影後にボクセル
へ逆投影する場合、2回の補間は避けられない。すなわ
ち、図18に示すように1回補間の場合に、ボクセルデ
ータDBが、検出器列をボクセルへ逆投影した( オリジ
ナルの )データ位置( D1 ,D2 ,D3)に対して、D
1とD2との間を8:1に分ける位置にあるとき、 DB=( 1/9 )×D1+( 8/9 )×D2 となり、データ位置D1とD2とにより確定し、D3等
の他のデータの干渉が完全に排除されている。一方、図
19に示すようにセンタリング面に一度逆投影する2回
補間の場合には、まず、センタリング点Dc1及びDc2
が、検出器列をセンタリング面へ逆投影( 射影 )した(
オリジナルの )データ位置( D1 ,D2 ,D3 )に対し
て、D1とD2との間を5:4に分ける位置及びD2と
D3との間を2:1に分ける位置にあるとき、 Dc1=( 4/9 )×D1+( 5/9 )×D2 Dc2=( 1/3 )×D2+( 2/3 )×D3 となり、さらに、ボクセルデータ( 点 )DBが、Dc1と
Dc2との間を3:5に分ける位置にあるとき、 DB=( 5/8 )×Dc1+( 3/8 )×Dc2 =( 5/18 )×D1+( 17/36 )×D2+( 1/4 )×D3 となる。すなわち、実際にはボクセルデータDBは、D
1とD2との間にあるにもかかわらず、2回の補間によ
りD3の干渉項が加わりその分だけD1及びD2の項も
誤差を含むようになり、実際の画像においてボケが増幅
することになる。がそこで、補間の精度を向上すること
により画像に生じるボケを減少させることが必要にな
る。
By the way, when the interpolation is repeated, the blur generated in the image is amplified. However, in order to simplify the projection curve and the weight, when backprojecting once to the centering plane and then backprojecting to a voxel, two interpolations are inevitable. That is, as shown in FIG. 18, in the case of the one-time interpolation, the voxel data DB is D
When the position between 1 and D2 is divided into 8: 1, DB = (1/9) × D1 + (8/9) × D2, which is determined by the data positions D1 and D2, and the other of D3, etc. Data interference is completely eliminated. On the other hand, as shown in FIG. 19, in the case of double interpolation in which back projection is performed once on the centering surface, first, the centering points Dc1 and Dc2 are
Backprojects (projects) the detector array onto the centering plane (
When the original () data position (D1, D2, D3) is at a position that divides D1 and D2 into 5: 4 and a position that divides D2 and D3 into 2: 1, Dc1 = ( 4/9) × D1 + (5/9) × D2 Dc2 = (1/3) × D2 + (2/3) × D3, and the voxel data (point) DB is 3 between Dc1 and Dc2: When the position is divided into 5, DB = (5/8) × Dc1 + (3/8) × Dc2 = (5/18) × D1 + (17/36) × D2 + (1/4) × D3. That is, the voxel data DB is actually D
Despite being between 1 and D2, the interference term of D3 is added by two times of interpolation, and the terms of D1 and D2 also include an error by that amount, which causes blurring to be amplified in the actual image. Become. However, it is necessary to reduce the blur generated in the image by improving the accuracy of interpolation.

【0067】補間精度を向上する方法としては、次に示
す2つの例がある。図20は高精度な2回補間の第1の
例である。検出器列をセンタリング面へ逆投影( 射影 )
した( オリジナルの )データ位置( D1 ,D2 ,D3 )
と一致するように、センタリング面上でセンタリング点
(Dc1,Dc4,Dc6 )を設定すると共に、それらの各セ
ンタリング点の間に等ピッチで補間点( Dc2,Dc3,D
c5 )を設定したことである。これにより2回補間のボケ
を減少させることができる。例えば、ボクセルデータD
Bが、Dc3とDc4との間を2:1に分ける位置にあると
き、 DB=( 1/3 )×Dc3+( 2/3 )×Dc4 =( 1/9 )×D1+( 8/9 )×D2 となり、オリジナルのデータ位置においてD3の干渉項
を完全に排除している。しかし、センタリング面上にお
ける検出器列の投影曲線は非線形な歪みを持ち、隣接す
るチャンネル間すなわちXcp方向に隣接したセンタリン
グ点におけるオリジナルの検出器データが存在するZcp
座標が微妙に食い違ってくるため、全部のセンタリング
列でオリジナルのデータ位置に補間点( センタリング点
)を設定することは困難である。
There are the following two examples of methods for improving the interpolation accuracy. FIG. 20 shows a first example of highly accurate double interpolation. Backprojection of the detector array onto the centering plane (projection).
(Original) data position (D1, D2, D3)
The centering point on the centering surface so that
(Dc1, Dc4, Dc6) are set, and interpolation points (Dc2, Dc3, D) are equally spaced between the centering points.
c5) has been set. This makes it possible to reduce the blurring of the two-time interpolation. For example, voxel data D
When B is in a position that divides Dc3 and Dc4 into 2: 1, DB = (1/3) × Dc3 + (2/3) × Dc4 = (1/9) × D1 + (8/9) × It becomes D2, and the interference term of D3 is completely eliminated at the original data position. However, the projection curve of the detector array on the centering plane has a non-linear distortion, and the original detector data exists between adjacent channels, that is, at the adjacent centering points in the Xcp direction.
Since the coordinates are slightly different, the interpolation point (centering point
) Is difficult to set.

【0068】図21は、高精度の2回補間の第2の例で
ある。等ピッチの補間点( センタリング点 )の個数を計
算時間とのバランスから可能なだけ多数にしたもので、
オリジナルのデータ位置には必ずしも補間点は存在しな
くても良い。しかし、少なくとも検出器列の個数よりセ
ンタリング列の個数を多くしたことにより、大部分の位
置において補間精度は高く、補間によるボケが生じるの
は第2回目の補間位置( ボクセル )がオリジナルのデー
タ位置を挟む第1回目の補間点2点の間にあるとき(例
えばDc9とDc10 の間)だけである。
FIG. 21 shows a second example of highly accurate double interpolation. The number of equal-pitch interpolation points (centering points) is set as large as possible in consideration of the balance with the calculation time.
Interpolation points do not necessarily have to exist at the original data positions. However, since the number of centering rows is greater than the number of detector rows, the interpolation accuracy is high at most positions, and blurring due to interpolation occurs because the second interpolation position (voxel) is the original data position. It is only when it is between two interpolation points of the first time (for example, between Dc9 and Dc10).

【0069】例えば、ボクセルデータDBが、Dc8とD
c9との間を1:1に分ける位置にあるとき、 DB=( 1/2 )×Dc8+( 1/2 )×Dc9 =( 1/10 )×D1+( 9/10 )×D2 となり、オリジナルのデータ位置においてD3の干渉項
を完全に排除している。また、ボクセルデータDBが、
Dc9とDc10 との間を1:1に分ける位置( 丁度D2に
対応する位置 )にあるとき、 DB=( 1/2 )×Dc9+( 1/2 )×Dc10 =( 1/40 )×D1+( 14/15 )×D2+( 1/24 )×D3 となり、D3( この場合ではD1も該当する )の干渉項
が排除されていないが、D1,D3の重み( 係数 )がD
2に比べて小さいので、従来のボケよりは減少されてお
り、しかもこのボケが発生する範囲は、上述したよう
に、Dc9とDc10 との間の距離に限定される。
For example, if the voxel data DB is Dc8 and Dc
When there is a 1: 1 division between c9 and DB, DB = (1/2) x Dc8 + (1/2) x Dc9 = (1/10) x D1 + (9/10) x D2, which is the original The interference term of D3 is completely eliminated at the data position. Also, the voxel data DB is
When it is in a position where the distance between Dc9 and Dc10 is divided into 1: 1 (just the position corresponding to D2), DB = (1/2) × Dc9 + (1/2) × Dc10 = (1/40) × D1 + ( 14/15) × D2 + (1/24) × D3, and the interference term of D3 (in this case, D1 also applies) is not excluded, but the weights (coefficients) of D1 and D3 are D
Since it is smaller than 2, the blur is reduced as compared with the conventional blur, and the range in which this blur occurs is limited to the distance between Dc9 and Dc10 as described above.

【0070】これをセンタリング面に応用した例を図2
2に示す。図22( a )は検出器列5列のセンタリング
面への投影曲線であり、オリジナルのデータ位置を示
す。前述の第1の実施の形態において説明したセンタリ
ング面を使用した3次元再構成法( コーンビーム再構成
法 )のステップに記載されているように、このオリジナ
ルデータからセンタリング面において格子状に配列され
たセンタリングデータを作成する。格子の列(センタリ
ング列)の数を検出器列数と同じ数の5列とした場合
を、図22( b )に示す。あるボクセル列に逆投影する
データ位置を直線Sで示した。2列目のセンタリング列
C2は軽い重みで補間に使用され、3列目のセンタリン
グ列C3は重い重みで補間に使用される。この補間に使
用されるデータの幅がZcp方向に広くなり、ボケが生じ
ることが分かる。これは図19の2回補間の例に相当す
る。
An example in which this is applied to the centering surface is shown in FIG.
It is shown in FIG. FIG. 22 (a) is a projection curve on the centering plane of the five detector rows and shows the original data position. As described in the step of the three-dimensional reconstruction method (cone beam reconstruction method) using the centering surface described in the first embodiment, the original data are arranged in a grid pattern on the centering surface. Create centering data. FIG. 22B shows a case in which the number of rows (centering rows) of the grating is the same as the number of detector rows, that is, five rows. A straight line S indicates a data position to be backprojected on a certain voxel column. The second centering row C2 is used for interpolation with a light weight, and the third centering row C3 is used for interpolation with a heavy weight. It can be seen that the width of the data used for this interpolation widens in the Zcp direction and blurring occurs. This corresponds to the example of the double interpolation in FIG.

【0071】さて、センタリング列の数を検出器列数よ
り多くした例( 10列 )を図22(c )に示す。あるボ
クセル列に逆投影するデータ位置を上と同様に直線Sで
示した。4列目のセンタリング列C4は軽い重みで補間
に使用され、5列目のセンタリング列C5は重い重みで
補間に使用される。この補間に使われるデータの幅がZ
cp方向に狭くなり、ボケを抑制できることが分かる。こ
れは図21の高精度な2回補間の第2の例に相当する。
なお、図21において補間方法は同様に距離の逆比によ
る線形1次補間である。しかし、例に示した矢印の点(
Dc8とDc9との間にDBが位置する場合 )の補間精度は
非常に高い。また、検出器列数に対してセンタリング列
数を格段に多くして(例えば検出器列5列に対してセン
タリング列50列あるいは500列)、第2回目の補間
を0次補間すなわち最も近いセンタリング列を選択する
Nearest Neighborにしても良いものである。
FIG. 22C shows an example (10 rows) in which the number of centering rows is larger than the number of detector rows. The data position to be backprojected onto a certain voxel column is shown by the straight line S as in the above. The fourth centering column C4 is used for interpolation with a light weight, and the fifth centering column C5 is used for interpolation with a heavy weight. The width of the data used for this interpolation is Z
It can be seen that it becomes narrower in the cp direction and blurring can be suppressed. This corresponds to the second example of highly accurate double interpolation in FIG.
Note that, in FIG. 21, the interpolation method is also linear linear interpolation based on the inverse ratio of the distance. However, the arrow point ((
Interpolation accuracy when DB is located between Dc8 and Dc9 is very high. In addition, the number of centering columns is significantly increased with respect to the number of detector columns (for example, 50 or 500 centering columns with respect to 5 detector columns), and the second interpolation is performed by zero-order interpolation, that is, the closest centering. Select columns
It is also good to use Nearest Neighbor.

【0072】ここで、この発明の要旨であるコーンビー
ム再構成とファンビーム再構成の切換可能にする構成に
ついて3つの例を説明する。第1の例は、発生させる投
影曲線を切換える方法である。図23に示すように、再
構成処理制御部21に再構成法指定部21-1及び投影曲
線計算部21-2を備えた構成とし、再構成法指定部21
-1により指定された(設定又は決定された )再構成法に
応じて、投影曲線計算部21-2は投影曲線又は投影直線
を発生させる。
Here, three examples will be described with respect to the configuration capable of switching between cone beam reconstruction and fan beam reconstruction, which is the gist of the present invention. The first example is a method of switching the projection curve to be generated. As shown in FIG. 23, the reconstruction processing control unit 21 is provided with a reconstruction method designating unit 21-1 and a projection curve calculation unit 21-2, and the reconstruction method designating unit 21
The projection curve calculation unit 21-2 generates a projection curve or a projection line according to the reconstruction method designated (set or determined) by -1.

【0073】このような構成で行われる再構成処理は、 1.再構成法指定部21-1により、コーンビーム再構成
が指定されている時には、投影曲線計算部21-2によ
り、図5に示すようにボクセル列を検出器面に投影した
図6に示す投影曲線を発生させ、その後、再構成処理制
御部21は、その投影曲線に対応する逆投影データを求
め( コーンビーム再構成処理( 3次元再構成処理))、画
像メモリ27に加算して画像を記憶させる。 2.再構成法指定部21-1により、ファンビーム再構成
が指定されているときには、投影曲線計算部21-2によ
り、図24( a )に示すように、ある検出器列の中心を
通る(あるいは図24( b )に示すように複数の検出器
列間に)検出器列( スライス面 )に平行な投影直線を発
生させ、その後、再構成処理制御部21は、その投影直
線に対応する逆投影データを求め( ファンビーム再構成
処理 )、画像メモリ27に加算して画像を記憶させる。
The reconstruction process performed with such a configuration is as follows. When the cone-beam reconstruction is designated by the reconstruction method designating unit 21-1, the projection curve computing unit 21-2 projects the voxel string onto the detector plane as shown in FIG. A curve is generated, and then the reconstruction processing control unit 21 obtains backprojection data corresponding to the projection curve (cone beam reconstruction processing (three-dimensional reconstruction processing)) and adds it to the image memory 27 to generate an image. Remember. 2. When the fan beam reconstruction is designated by the reconstruction method designating unit 21-1, the projection curve computing unit 21-2 passes the center of a certain detector row as shown in FIG. 24 (a) (or As shown in FIG. 24 (b), a projection straight line parallel to the detector row (slice plane) is generated between a plurality of detector rows, and then the reconstruction processing control unit 21 causes the inverse projection line corresponding to the projection straight line. The projection data is obtained (fan beam reconstruction processing) and added to the image memory 27 to store the image.

【0074】このファンビーム再構成において、再構成
処理制御部21は、データ選択処理及び補間重み発生処
理で、以下に説明する(1) と(2) とのいずれか一方の方
法を取ることができる。
In this fan beam reconstruction, the reconstruction processing control unit 21 can take either one of (1) and (2) described below in the data selection processing and the interpolation weight generation processing. it can.

【0075】(1) 図25( a )に示すように、発生した
直線に最も近い1つの検出器列のデータを選択し、10
0%重み付けする。 (2) 図25( b )に示すように、発生した直線に近い複
数の検出器列のデータを選択し、重み付け補間( 加算)
する。前者の選択した1検出器列のデータの100%重
み付けを行えば、各検出器列毎に複数スライスの画像を
同時に再構成することが可能である。また、後者の選択
した複数の検出器列の重み付け補間を行えば、複数の検
出器列のデータを束ねてファンビームと見なして再構成
することができる。なお、この再構成処理のフローチャ
ートを図26に示す。
(1) As shown in FIG. 25 (a), select the data of one detector row closest to the generated straight line,
Weight 0%. (2) As shown in Fig. 25 (b), select the data of multiple detector rows that are close to the generated straight line and perform weighted interpolation (addition).
I do. By performing 100% weighting on the data of one detector row selected by the former, it is possible to simultaneously reconstruct images of a plurality of slices for each detector row. In addition, by performing the weighted interpolation of the selected detector rows in the latter case, the data of the detector rows can be bundled and reconstructed as a fan beam. A flowchart of this reconstruction processing is shown in FIG.

【0076】第2の例は、コンボリューションデータの
第1のデータメモリ23への書込み制御を切換える方法
である。図27に示すように、再構成処理制御部21に
再構成法指定部21-1及びデータ制御部21-3を備えた
構成とし、再構成法指定部21-1により指定された再構
成法に応じて、データ制御部21-3はコンボリューショ
ンされたデータの第1のデータメモリ23への記憶を制
御する。このような構成で行われる再構成処理は、 1.再構成法指定部21-1により、コーンビーム再構成
が指定されている時には、データ制御部21-3により、
図28に示すように、各検出器列のコンボリューション
データをそれぞれ第1のデータメモリ23の対応する領
域に記憶させ、その後、再構成処理制御部21が投影曲
線を計算、逆投影するデータを求め、画像メモリ27に
加算して画像を記憶する。 2.再構成法指定部21-1により、ファンビーム再構成
が指定されている時には、データ制御部21-3により、
図29( a )又は図29( b )に示すように、同じ1列
のコンボリューションデータを第1のデータメモリ23
の領域に多重記憶させる。その後、再構成処理制御部2
1が投影曲線を計算、逆投影するデータを求め、画像メ
モリ27に加算して画像を記憶する。
The second example is a method of switching the control of writing the convolution data to the first data memory 23. As shown in FIG. 27, the reconstruction processing control unit 21 is provided with a reconstruction method designating unit 21-1 and a data control unit 21-3, and the reconstruction method designated by the reconstruction method designating unit 21-1. Accordingly, the data control unit 21-3 controls the storage of the convoluted data in the first data memory 23. The reconfiguration process performed with such a configuration is as follows. When cone beam reconstruction is designated by the reconstruction method designating unit 21-1, the data control unit 21-3
As shown in FIG. 28, the convolution data of each detector array is stored in the corresponding area of the first data memory 23, and then the reconstruction processing control unit 21 calculates the projection curve and outputs the data for backprojecting. The image is obtained and added to the image memory 27 to store the image. 2. When the fan beam reconstruction is designated by the reconstruction method designating unit 21-1, the data control unit 21-3
As shown in FIG. 29 (a) or FIG. 29 (b), the same convolution data of one column is stored in the first data memory 23.
Multiple storage in the area of. After that, the reconstruction processing control unit 2
1 calculates a projection curve, obtains data for backprojection, adds it to the image memory 27, and stores the image.

【0077】以上のように、全部あるいはある範囲の検
出器列のデータを列方向に同じにすることでファンビー
ム再構成に切換えることができる。なお2.で第1のデ
ータメモリ23の全ての列の領域に記憶させる1列のコ
ンボリューションデータは、例えば図29( a )に示す
ように、ある検出器1列(図中第3列目 )であっても良
いし、また、例えば図29( b )に示すように複数の検
出器列のデータ( 例えば第2列目と第3列目のコンボリ
ューションデータ )を、重み付け補間( 加算 )して作成
したデータ( =0.4×第2列目+0.6×第3列目 )
であっても良い。後者の複数の検出器列の重み付け補間
を行えば、複数の検出器列のデータを束ねてファンビー
ムと見なして再構成することができる。なお、この再構
成処理のフローチャートを図30に示す。
As described above, it is possible to switch to fan beam reconstruction by making the data of all or a certain range of detector rows the same in the row direction. In addition, 2. Therefore, the convolution data of one column stored in the regions of all columns of the first data memory 23 is a certain detector one column (third column in the figure) as shown in FIG. 29 (a). Alternatively, for example, as shown in FIG. 29 (b), data of a plurality of detector rows (for example, convolution data of the second and third rows) is created by weighted interpolation (addition). Data (= 0.4 x 2nd row + 0.6 x 3rd row)
May be If the latter weighted interpolation of a plurality of detector rows is performed, the data of a plurality of detector rows can be bundled and regarded as a fan beam for reconstruction. A flowchart of this reconstruction processing is shown in FIG.

【0078】第3の例は、図31に示すように、前記再
構成処理部12が、センタリング面を使用した3次元再
構成処理( ゲートアレイ等による )又は直接逆投影法に
よる再構成処理( テーブル法を使用しても良い )を行う
( 汎用コンピュータ等による)コーンビーム再構成ユニ
ット12-1と、従来の技術で説明したようなファン−パ
ラ変換再構成処理又はセンタリング軸を使用した再構成
処理等のファンビーム再構成処理を行う( よく知られて
いるゲートアレイによる )ファンビーム再構成ユニット
12-2とから構成されていており、それらの再構成ユニ
ットを切換えて使うものである。なお、この第3の例
は、ハードウエア的に上述したように実現しても良い
が、この再構成処理部12が汎用コンピュータからなる
場合には、コーンビーム再構成処理のプログラムとファ
ンビーム再構成処理のプログラムの2種類のプログラム
を持ち、両者を選択して起動することでソフトウエア的
に実現しても良い。
In the third example, as shown in FIG. 31, the reconstruction processing unit 12 performs a three-dimensional reconstruction processing (using a gate array or the like) using the centering plane or a reconstruction processing using the direct back projection method ( You may use the table method)
The cone beam reconstruction unit 12-1 (by a general-purpose computer or the like) and the fan beam reconstruction process such as the fan-para conversion reconstruction process or the reconstruction process using the centering axis as described in the prior art is performed ( It is composed of a fan beam reconstruction unit 12-2 (by a well-known gate array), and these reconstruction units are switched and used. Although the third example may be implemented by hardware as described above, when the reconstruction processing unit 12 is composed of a general-purpose computer, the cone beam reconstruction processing program and the fan beam reconstruction processing are performed. It may be realized as software by having two types of programs of configuration processing and selecting and starting both of them.

【0079】なお、ファンビーム再構成する場合( ファ
ンビーム再構成ユニット12-2に切換えた場合 )、セン
タリング軸を使用した再構成処理においては、図32に
示すように( 図12参照 )、1つの画像( 断層面 )を形
成するためには、センタリング面上の1列( Zcp座標が
同じデータからなる )のセンタリング列( センタリング
軸 )Sをその画像の各ボクセル列( 実質的にはピクセル
列と同じ )へ逆投影すれば良い。このとき、焦点〜再構
成ボクセル列の長さと焦点〜センタリング列Sの長さと
の拡大縮小関係が存在し、センタリング列のうち逆投影
するデータは、各ボクセル列に対して範囲( 両端の位置
)が異なる。
When performing fan beam reconstruction (when switching to the fan beam reconstruction unit 12-2), in the reconstruction process using the centering axis, as shown in FIG. 32 (see FIG. 12), 1 In order to form two images (tomographic planes), one column (centering axis) S on the centering plane is used for each voxel column (substantially a pixel column) of the image. Backprojection to the same). At this time, there is a scaling relationship between the length of the focus-reconstructed voxel sequence and the length of the focus-centering sequence S, and the backprojected data of the centering sequence is the range (positions at both ends
) Is different.

【0080】以下、前述した第1の例〜第3の例におけ
る複数の検出器列のデータを束ねてファンビームと見な
して再構成する場合の、データを束ねるタイミング、束
ねるデータの選択方法、束ねる枚数に関して説明する。
なお、第3の例においても、X線検出器は複数の検出器
列から構成された2次元アレイ型であるので、得られた
各列のデータを有効に使用するために、ファンビーム再
構成において列方向にデータを束ねる処理を行うことに
なる。
In the following, when the data of a plurality of detector rows in the above-described first to third examples are bundled and regarded as a fan beam for reconstruction, the timing of bundling the data, the method of selecting the data to be bundled, and the bundling The number of sheets will be described.
Also in the third example, since the X-ray detector is a two-dimensional array type composed of a plurality of detector rows, the fan beam reconstruction is performed in order to effectively use the obtained data of each row. In, the process of bundling data in the column direction is performed.

【0081】まず、データを束ねるタイミングは、第1
の例の場合には、投影直線計算後の逆投影直前である。
投影直線から逆投影するデータを計算するときに、例え
ば投影直線に近い検出器4列分のデータを、例えば(0.
1, 0.33, 0.33, 0.24 )というように重み付け加算すれ
ば、4列分のデータを束ねることになる。再構成処理制
御部21がデータ数及び重み付けを決定し、その重み付
けは線形又は非線形のいずれでも良い。
First, the timing for bundling data is the first
In the case of the above example, it is immediately before back projection after the calculation of the projection line.
When calculating the data for backprojection from the projection line, for example, data for four detector rows close to the projection line is calculated by, for example, (0.
1, 0.33, 0.33, 0.24), the data for four columns will be bundled. The reconstruction processing control unit 21 determines the number of data and weighting, and the weighting may be linear or non-linear.

【0082】第2及び第3の例の場合には、以下の2通
りのデータを束ねるタイミングがあり、いずれを使用し
ても良いものである。 1.コンボリューション処理を行った後に、コンボリュ
ーションデータを重み付け加算して束ねる。 2.生データの段階で重み付け加算して束ねておき1列
のデータと見なしてcos ( 余弦関数 )の重み付けと関数
とのコンボリューション演算を行って、作成したデータ
を第1のデータメモリ23に記憶させるなどして再構成
する。ただし、第2の例ではデータ制御部21-3に、第
3の例においても該当する制御部に、再構成する位置の
情報( 検出器列 )を予め入力しておく必要がある。
In the cases of the second and third examples, there are the following two types of timing for bundling the data, and either of them may be used. 1. After performing the convolution processing, the convolution data is weighted and added and bundled. 2. At the stage of raw data, weighted addition is performed and bundled and regarded as one column of data, weighting of cos (cosine function) and convolution operation with the function are performed, and the created data is stored in the first data memory 23. And reconfigure. However, in the second example, it is necessary to previously input the information (detector array) of the position to be reconfigured into the data control section 21-3 and the corresponding control section in the third example.

【0083】次に、束ねるデータの選択方法及び束ねる
データ数は、以下の6通りがある。 1.全列のデータを使って複数データに束ねる。 全検出器列のデータを1回づつ使って複数のデータを作
成する。例えば、図33( a )に示すように、全部で2
0列ある検出器のデータを、5列づつ重み付け加算して
4つのデータを作成する。
Next, there are the following six methods for selecting the data to be bundled and the number of data to be bundled. 1. Use all columns of data and bundle into multiple data. Create multiple data by using the data from all detector rows once. For example, as shown in FIG. 33 (a), a total of 2
The data of the detectors in 0 columns are weighted and added every 5 columns to create 4 data.

【0084】2.中央部に位置する検出器列のデータだ
けを使用して複数データに束ねる。 両端に位置する検出器列は、コーン角が大きいのでデー
タの精度が低下する。従って、両端に位置する検出器列
のデータは使用せずに、中央部に位置する検出器列のデ
ータだけを使用して複数のデータを作成する。例えば、
図33( b )に示すように、全部で20列ある検出器列
のうち両端に位置する検出器列4列づつ( 計8列) のデ
ータは使用せずに、中央に位置する検出器列( 第5列目
から第16列目までの計12列 )のデータを、4列づつ
重み付け加算して3つのデータを作成する。
2. Only the data of the detector array located in the central part is used and bundled into multiple data. Since the detector rows located at both ends have a large cone angle, the accuracy of data decreases. Therefore, the data of the detector rows located at both ends are not used, but only the data of the detector rows located in the center are used to create a plurality of data. For example,
As shown in Figure 33 (b), of the 20 detector rows in total, 4 detector rows at each end (8 rows in total) are not used, but the detector row in the center is not used. The data of (total of 12 columns from the 5th column to the 16th column) are weighted and added every 4 columns to create 3 data.

【0085】3.中央部の検出器列のデータだけで1つ
のデータを作成する。 両端に位置する検出器列のデータは使用せずに、中央部
に位置する検出器列のデータだけを使用して1つのデー
タを作成する。例えば、図33( c )に示すように、全
部で20列ある検出器列のうち両端に位置する検出器列
4列づつ( 計8列) は使用せずに、中央に位置する検出
器列( 第5列目から第16列目までの計12列 )のデー
タを、重み付け加算して1つのデータを作成する。
3. One data is created only by the data of the detector row in the central part. The data of the detector rows located at both ends are not used, but one data is created using only the data of the detector rows located at the center. For example, as shown in FIG. 33 (c), of the 20 detector rows in total, 4 detector rows at each end (8 rows in total) are not used, but the detector row at the center is not used. The data of (total of 12 columns from the 5th column to the 16th column) are weighted and added to create one data.

【0086】4.一定間隔でデータを抜いて束ねる。 一定間隔でわざとデータを抜いて、その間の検出器列の
データを束ねて複数のデータを作成する。例えば、図3
3( d )に示すように、20列のデータを7列おきに1
列空けて、6列づつ重み付け加算して3つのデータを作
成する。
[0086] 4. Extract and bundle data at regular intervals. Data is deliberately extracted at regular intervals, and the data in the detector array between them is bundled to create multiple data. For example, FIG.
As shown in 3 (d), the data in 20 columns is replaced by every 7 columns.
The columns are left blank, and 6 columns are weighted and added to create three data.

【0087】5.オーバーラップさせて束ねる。 幾つかの検出器列のデータは、複数回使用して複数のデ
ータを作成する。例えば、図33( e )に示すように、
20列の検出器列のうち両端に位置する検出器列8列×
2( 第1列目〜第8列目、第13列目〜第20列目 )の
データ及び中央部に位置する検出器列8列( 第7列目〜
第14列目 )のデータを重み付け加算して3つのデータ
を作成する。重複部( 第7,8列目及び第13,14列
目 )がある。
5. Overlap and bundle. The data of some detector rows is used multiple times to create multiple data. For example, as shown in FIG. 33 (e),
8 detector rows at both ends of 20 detector rows ×
2 (1st to 8th columns, 13th to 20th columns) of data and 8 detector rows located in the center (7th to 7th columns)
The data in the 14th column) is weighted and added to create three data. There is an overlapping part (7th and 8th columns and 13th and 14th columns).

【0088】6.束ねるデータ数をそれぞれ変える。 作成するデータによって使う検出器列数を変える。例え
ば図33( f )に示すように、20列の検出器列のうち
検出器列を6,8,6列づつ重み付け加算して3つのデ
ータを作成する。
6. Change the number of data to be bundled. The number of detector rows used depends on the data to be created. For example, as shown in FIG. 33 (f), the detector rows among the 20 detector rows are weighted and added by 6, 8 and 6 rows to create three data.

【0089】なお、以上1、2、4、5、6を組み合わ
せてデータ作成しても良い。例えば、2、5、6を組み
合わせて、図33( g )に示すように、両端に位置する
検出器列4列づつ( 計8列) のデータは使用せずに、中
央部に位置する12列の検出器列のうち、4列の検出器
列( 第5列目〜第8列目 )、8列の検出器列( 第7列目
〜第14列目 )、4列の検出器列( 第13列目〜第16
列目 )のデータを重み付け加算して3つのデータを作成
する。重複部( 第7,8列目及び第13,14列目 )が
ある。
Data may be created by combining the above 1, 2, 4, 5, and 6. For example, by combining 2, 5 and 6, as shown in FIG. 33 (g), the data of 4 detector rows at each end (8 rows in total) is not used, but the data is placed at the center. Of the four detector rows, four detector rows (fifth to eighth rows), eight detector rows (seventh to fourteenth rows), four detector rows (13th to 16th columns
The data in the (column) is weighted and added to create three data. There is an overlapping part (7th and 8th columns and 13th and 14th columns).

【0090】上述した束ね方以外にも、X線検出器や被
検体( 対象 )の条件によって束ね方を変えても良い。ま
た、重み付け加算でなく、単純平均加算などでも良い。
In addition to the bundling method described above, the bundling method may be changed depending on the conditions of the X-ray detector and the subject (object). Also, simple average addition or the like may be used instead of weighted addition.

【0091】このような構成のこの第1の実施の形態に
おいては、例えば、以下に説明するようにしてX線撮影
が行われる。 1.操作者は低線量透視下のバイオプシを行うため、ス
キャンモードを切り換える。 2.システム制御部10は、再構成法が「コーンビーム
再構成」から「ファンビーム再構成」に切換えられると
再構成処理部12に指示して、ファンビーム再構成法に
切換える。 3.システム制御部10はデータ処理方法を「データ保
存なし」、表示方法を「リアルタイム画像表示」に切換
える旨操作者に伝える。 4.操作者は確認してスキャンを開始する。 5.システム制御部はX線制御器8 に指示してX線を照
射し、データ収集部11でデータ収集し、データ束ねな
どの処理を加えて再構成処理部12でファンビーム再構
成する。 6.再構成処理部12で次々に再構成される画像を表示
装置14のモニタに更新表示する。 7.再構成に使われなくなったデータはデータ記憶装置
(ハードディスクあるいはメモリ)に保管せず、データ
は上書きされる。
In the first embodiment having such a configuration, for example, X-ray photography is performed as described below. 1. The operator switches the scan mode in order to perform biopsy under low dose fluoroscopy. 2. The system control unit 10 instructs the reconstruction processing unit 12 to switch the reconstruction method from "cone beam reconstruction" to "fan beam reconstruction", and switches to the fan beam reconstruction method. 3. The system control unit 10 notifies the operator that the data processing method is switched to "no data storage" and the display method is switched to "real time image display". 4. The operator confirms and starts scanning. 5. The system control unit instructs the X-ray controller 8 to irradiate X-rays, the data collection unit 11 collects data, performs processing such as data bundling, and the reconstruction processing unit 12 reconstructs the fan beam. 6. Images reconstructed one after another by the reconstruction processing unit 12 are updated and displayed on the monitor of the display device 14. 7. Data that is no longer used for reconstruction is not stored in the data storage device (hard disk or memory), and the data is overwritten.

【0092】8.4〜7の処理が繰り返され、スキャン
が終了する。モニタには最後に再構成した画像を表示し
続ける。 9.操作者は気胸など検査による副作用の有無を確認す
るため、ボリューム撮影モードに切換える。 10.システム制御部10は、再構成法が「ファンビー
ム再構成」から「コーンビーム再構成」に切換えられる
と再構成処理部12に指示して再構成法を切換える。 11.システム制御部はデータ処理方法を「データ保存
あり」表示方法を「ボリューム画像表示」に切換える旨
操作者に伝える。 12.操作者は確認してスキャンを開始する。 13.システム制御部はX線制御器8に指示してX線を
照射し、データ収集部11でデータ収集し、再構成処理部
12でコーンビーム再構成する。 14.再構成処理部12で再構成されるボリューム画像
をモニタに表示する。 15.再構成に使われなくなったデータはデータ記憶装
置(ハードディスクあるいはメモリ)に保管する。 16.スキャンが終了する。操作者は画像を見て検査を
終了する。上記のように、再構成法に連動してデータ保
管、表示画像の種類などを切り換える。あるいは表示画
像枚数も、ファンビーム再構成の透視時には3枚、コー
ンビーム再構成時には1枚、というように切換えても良
い。
The processing of 8.4 to 7 is repeated, and the scan is completed. The monitor continues to display the last reconstructed image. 9. The operator switches to volume photography mode to confirm the side effects of the examination such as pneumothorax. 10. When the reconstruction method is switched from "fan beam reconstruction" to "cone beam reconstruction", the system control unit 10 instructs the reconstruction processing unit 12 to switch the reconstruction method. 11. The system control unit informs the operator that the data processing method is switched to "data storage" display method to "volume image display". 12. The operator confirms and starts scanning. 13. The system control unit instructs the X-ray controller 8 to emit X-rays, the data collection unit 11 collects data, and the reconstruction processing unit 12 reconstructs the cone beam. 14. The volume image reconstructed by the reconstruction processing unit 12 is displayed on the monitor. 15. Data that is no longer used for reconstruction is stored in a data storage device (hard disk or memory). 16. The scan ends. The operator sees the image and finishes the inspection. As described above, the data storage, the type of display image, etc. are switched in association with the reconstruction method. Alternatively, the number of displayed images may be switched to three when the perspective of the fan beam reconstruction is performed and one when the cone beam is reconstructed.

【0093】このようにこの第1の実施の形態によれ
ば、コーンビーム状のX線を使用するX線CT装置にお
いて、コーンビーム再構成及びファンビーム再構成の両
方を切換えて行うことができ、その切換えに連動して、
データ保管( データの記憶保存・非保存 )や表示画像の
種類を切換えることができる。
As described above, according to the first embodiment, both the cone beam reconstruction and the fan beam reconstruction can be performed by switching in the X-ray CT apparatus using the cone beam X-rays. , Interlocking with the switching,
You can switch data storage (data storage / non-storage) and display image types.

【0094】特に、ファンビーム再構成においては、所
望の厚さ( 任意の厚さ )の断層面画像を1枚又は同時に
複数枚再構成することができる。
Particularly, in the fan beam reconstruction, one or a plurality of tomographic plane images having a desired thickness (arbitrary thickness) can be reconstructed at the same time.

【0095】この発明の第2の実施の形態を図34〜図
40を参照して説明する。この第2の実施の形態は、前
述した第1の実施の形態のシステム構成と基本的に同一
であり、同一部材には同一符号を付してその説明は省略
する。なお、前述の第1の実施の形態において、画像再
構成法は、マニュアル操作により技師( 医師 )等が指定
しても良いし、また何らかの自動的に判断する手段を設
けて自動的に指定するものでも良いものである。
The second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is basically the same as the system configuration of the above-described first embodiment, and the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the first embodiment described above, the image reconstruction method may be specified by a technician (doctor) or the like by manual operation, or may be automatically specified by providing some means for automatically determining. Anything is good.

【0096】この第2の実施の形態では、画像再構成法
を自動的に切換える具体的な例としての第1〜第3の方
法を示す。
In the second embodiment, first to third methods are shown as specific examples of automatically switching the image reconstruction method.

【0097】再構成法を自動的に切換える第1の方法
は、スライス位置によって検出器列のボクセル面への投
影曲線を発生方法を切換え可能なものである。
The first method for automatically switching the reconstruction method is to switch the method for generating the projection curve on the voxel plane of the detector array depending on the slice position.

【0098】図34は、この第2の実施の形態のX線C
T装置の再構成処理制御部21の第1の方法を達成する
構成を示すブロック図である。スライス位置を判定する
スライス位置判定部21-4により、スライス位置の情報
が再構成法指定部21-1に供給され、この再構成法指定
部21-1は、この供給されたスライス位置の情報に基づ
いて再構成法を指定する。前記投影曲線計算部21-2
は、再構成法指定部21-1により指定された再構成法に
応じて、コーンビーム再構成用の投影曲線又はファンビ
ーム再構成用の投影曲線を発生させる。
FIG. 34 shows the X-ray C of the second embodiment.
It is a block diagram which shows the structure which achieves the 1st method of the reconstruction process control part 21 of T apparatus. The slice position determination unit 21-4, which determines the slice position, supplies the slice position information to the reconstruction method designating unit 21-1, and the reconstruction method designating unit 21-1 supplies the supplied slice position information. Specify the reconstruction method based on. The projection curve calculation unit 21-2
Generates a projection curve for cone beam reconstruction or a projection curve for fan beam reconstruction according to the reconstruction method designated by the reconstruction method designating unit 21-1.

【0099】このような構成のこの第2の実施の形態の
第1の方法においては、図35に示す再構成処理制御部
21が行う再構成処理に基づいて画像の再構成が行われ
る。まず、ステップ1( ST1 )の処理として、再構成
するスライス位置が、X線源の回転によりコーンビーム
の中心軸が形成する断層面としてのMidPlane域に含まれ
るか否かを判断する。例えばX線検出器の検出器列の総
数が20の場合、X線源とX線検出器とを真正面に対向
させたときには、一般的には、MidPlaneはX線源( 焦点
)からのコーンビームの中心線が含まれる断層面であ
り、この20列のX線検出器の場合、検出器列10番目
( No.10 )と11番目( No.11)との間に挟ま
れ、そのMidPlane域は検出器列10番目( No.10 )
と11番目( No.11 )とを含む。従って、MidPlane
を挟む上下の2スライス( No.10又はNo.11 )
以外のスライス位置( 例えばNo.20 )を再構成する
場合には、スライス位置がMidPlane域に含まれないと判
断し、ステップ2( ST2 )の処理として、コーンビー
ム再構成を指定し、ステップ3( ST3 )の処理とし
て、図36( a )に示すような投影曲線を発生させ、ス
テップ4( ST4 )の処理として、発生した投影曲線に
対応する検出器列のデータを選択し、その選択されたデ
ータに重み付け・加算を行い、逆投影データを算出して
コーンビーム再構成を行う。
In the first method of the second embodiment having such a configuration, image reconstruction is performed based on the reconstruction processing performed by the reconstruction processing control unit 21 shown in FIG. First, as the processing of step 1 (ST1), it is determined whether or not the slice position to be reconstructed is included in the MidPlane region as a tomographic plane formed by the central axis of the cone beam by the rotation of the X-ray source. For example, when the total number of detector rows of the X-ray detector is 20, when the X-ray source and the X-ray detector are directly faced to each other, MidPlane is generally used as the X-ray source (focus point).
) Is the tomographic plane including the center line of the cone beam, and in the case of this 20-row X-ray detector, the 10th detector row
It is sandwiched between (No. 10) and 11th (No. 11), and the MidPlane area is the 10th detector row (No. 10).
And 11th (No. 11). Therefore, MidPlane
Two slices (No. 10 or No. 11) above and below sandwiching
When reconstructing a slice position other than the above (for example, No. 20), it is determined that the slice position is not included in the MidPlane area, and cone beam reconstruction is designated as the processing of step 2 (ST2), and step 3 As the processing of (ST3), a projection curve as shown in FIG. 36 (a) is generated, and as the processing of step 4 (ST4), the data of the detector array corresponding to the generated projection curve is selected and selected. The data is weighted and added, the backprojection data is calculated, and the cone beam reconstruction is performed.

【0100】また、ステップ1の処理で、No.10又
はNo.11のスライス位置を再構成を再構成する場合
には、スライス位置がMidPlane域に含まれると判断し、
ステップ5( ST5 )の処理として、ファンビーム再構
成を指定し、ステップ6( ST6 )の処理として、焦点
( X線源 )位置と再構成ボクセルの位置関係で決定され
る投影曲線を無視して図36( b )に示すような投影直
線を発生させ、ステップ7( ST7 )の処理として、発
生した投影直線に対応する検出器列のデータを選択し、
その選択されたデータに重み付け・加算を行い、逆投影
データを算出してファンビーム再構成を行う。
In the process of step 1, No. 10 or No. When reconstructing 11 slice positions, it is determined that the slice positions are included in the MidPlane area,
As the processing of step 5 (ST5), fan beam reconstruction is designated, and as the processing of step 6 (ST6), focus
The projection curve determined by the positional relationship between the (X-ray source) position and the reconstructed voxel is ignored, and a projection straight line as shown in FIG. 36 (b) is generated, and the generated projection is generated as the process of step 7 (ST7). Select the detector row data corresponding to the straight line,
The selected data is weighted and added to calculate backprojection data to perform fan beam reconstruction.

【0101】第1の実施の形態でも説明したように、コ
ーンビーム再構成の処理やファンビーム再構成の処理は
各種変形( 束ね処理を含む )が可能であり、この第2の
実施の形態では、再構成の切換えを指定するのにスライ
ス位置により依存してスライス位置が決定されれば自動
的に最適な再構成法が指定される点に特徴がある。ま
た、上述した再構成処理では、複数のスライス位置を指
定することにより、複数のスライス画像を異なる再構成
法で同時に再構成することが可能となる。
As described in the first embodiment, the cone beam reconstruction processing and the fan beam reconstruction processing can be modified in various ways (including bundling processing). In the second embodiment, The feature is that the optimum reconstruction method is automatically specified when the slice position is determined depending on the slice position to specify the reconstruction switching. Further, in the above-described reconstruction processing, it is possible to simultaneously reconstruct a plurality of slice images by different reconstruction methods by designating a plurality of slice positions.

【0102】再構成法を自動的に切換える第2の方法
は、スライス位置によって第1のデータメモリ23へデ
ータを記憶する制御が切換え可能なものである。図37
は、X線CT装置の再構成処理制御部21の第2の方法
を達成する構成を示すブロック図である。スライス位置
判定部21-4によりスライス位置の情報が再構成指定部
21-1に供給され、この再構成法指定部21-1は、この
供給されたスライス位置の情報に基づいて再構成法を指
定する。前記データ制御部21-3は、再構成法してイブ
21-1により指定された再構成法に応じて、コンボリュ
ーションされたデータの第1のデータメモリ23への記
憶を制御する。このような構成のこの第2の実施の形態
の第2の方法においては、図38に示す再構成処理制御
部21が行う再構成処理に基づいて画像の再構成が行わ
れる。まず、ステップ11( ST11 )の処理として、
再構成するスライス位置が、X線源の回転によりコーン
ビームの中心軸が形成する断層面としてのMidPlane域に
含まれるか否かを判断する。
The second method for automatically switching the reconstruction method is that the control for storing data in the first data memory 23 can be switched depending on the slice position. FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration for achieving a second method of the reconstruction processing control unit 21 of the X-ray CT apparatus. The slice position determining unit 21-4 supplies the slice position information to the reconstruction specifying unit 21-1, and the reconstruction method specifying unit 21-1 determines the reconstruction method based on the supplied slice position information. specify. The data control unit 21-3 controls the storage of the convoluted data in the first data memory 23 according to the reconstruction method designated by Eve 21-1 by the reconstruction method. In the second method of the second embodiment having such a configuration, image reconstruction is performed based on the reconstruction processing performed by the reconstruction processing control unit 21 shown in FIG. First, as a process of step 11 (ST11),
It is determined whether the slice position to be reconstructed is included in the MidPlane region as a tomographic plane formed by the central axis of the cone beam by the rotation of the X-ray source.

【0103】従って、上述した第1の方法で説明したよ
うに、MidPlaneを挟む上下の2スライス( No.10又
はNo.11 )以外のスライス位置( 例えばNo.20
)を再構成する場合には、スライス位置がMidPlane域に
含まれないと判断し、ステップ12( ST12 )の処理
として、コーンビーム再構成を指定し、ステップ13(
ST13 )の処理として、図39( a )に示すように、
各検出器列のコンボリューションデータを第1のデータ
メモリ23の対応する領域にそれぞれ記憶する。 次
に、ステップ14( ST14 )の処理として、ボクセル
列を検出器面に投影した投影曲線を算出( 発生 )し、ス
テップ15( ST15 )の処理として、この投影曲線に
基づいて重み付け・加算を行って逆投影データを求め
て、コーンビーム逆投影を行う。
Therefore, as described in the first method, the slice positions (for example, No. 20) other than the upper and lower two slices (No. 10 or No. 11) sandwiching the MidPlane.
) Is reconstructed, it is determined that the slice position is not included in the MidPlane area, cone beam reconstruction is designated as the processing of step 12 (ST12), and step 13 (
As the processing of ST13), as shown in FIG. 39 (a),
The convolution data of each detector array is stored in the corresponding area of the first data memory 23. Next, in step 14 (ST14), a projection curve obtained by projecting the voxel string on the detector surface is calculated (generated), and in step 15 (ST15), weighting and addition are performed based on this projection curve. Then, the back projection data is obtained, and the cone beam back projection is performed.

【0104】また、ステップ11の処理で、No.10
又はNo.11のスライス位置を再構成を再構成する場
合には、スライス位置がMidPlane域に含まれると判断
し、ステップ16( ST16 )の処理として、ファンビ
ーム再構成を指定し、ステップ17( ST17 )の処理
として、図39( b )〜図39( d )に示すように、N
o.10又は( 及び )No.11の検出器列のコンボリ
ューションデータを使用して、第1のデータメモリ23
に多重記憶する。なお、このとき図39( e )に示すよ
うに、第1のデータメモリ23の全ての領域をコンボリ
ューションデータで埋める必要はなく、ボクセル列を検
出器面に投影した投影曲線に関与する領域だけ、No.
10又は( 及び )No.11の検出器列のコンボリュー
ションデータを使用して埋めれば、コンボリューション
データの書込み時間を短縮することができる。
In the process of step 11, No. 10
Or No. In the case of reconstructing the slice position of 11, the slice position is determined to be included in the MidPlane area, fan beam reconstruction is designated as the processing of step 16 (ST16), and the slice position of step 17 (ST17) is specified. As processing, as shown in FIGS. 39 (b) to 39 (d), N
o. 10 or (and) No. Using the convolution data of the 11 detector rows, the first data memory 23
Multiple storage in. At this time, as shown in FIG. 39 (e), it is not necessary to fill the entire area of the first data memory 23 with the convolution data, and only the area related to the projection curve in which the voxel string is projected on the detector surface is involved. , No.
10 or (and) No. If the convolutional data of the detector array of 11 is used for filling, the time for writing the convolutional data can be shortened.

【0105】次に、ステップ18( ST18 )の処理と
して、ボクセル列を検出器面に投影した投影曲線を算出
( 発生 )し、ステップ19( ST19 )の処理として、
この投影曲線に基づいて重み付け・加算を行って逆投影
データを求めて、ファンビーム逆投影を行う。
Next, as the processing of step 18 (ST18), a projection curve in which the voxel string is projected on the detector surface is calculated.
(Occurs), and as the processing of step 19 (ST19),
Based on this projection curve, weighting and addition are performed to obtain backprojection data, and fanbeam backprojection is performed.

【0106】なお、ステップ17の処理では、単純にN
o.10を再構成するときには、図39( b )に示すよ
うにNo.10のコンボリューションデータを第1のデ
ータメモリ23の全ての領域に多重記憶し、単純にN
o.11を再構成するときには、図39( c )に示すよ
うにNo.11のコンボリューションデータを第1のデ
ータメモリ23の全ての領域に多重記憶する。また、複
合的に図39( d )に示すように第1のデータメモリ2
3の上半分にNo.10のコンボリューションデータ、
下半分にNo.11のコンボリューションデータを多重
記憶する。このようにすると、No.10を再構成する
ときとNo.11を再構成するときでデータを書き換え
る必要がなく、再構成処理時間を短縮することができ
る。
In the process of step 17, simply N
o. When reconfiguring No. 10, as shown in FIG. The convolution data of 10 are multiplexed and stored in all the areas of the first data memory 23, and simply N
o. When reconfiguring No. 11, as shown in FIG. The eleven convolution data are multiply stored in all areas of the first data memory 23. In addition, as shown in FIG. 39 (d) in combination, the first data memory 2
No. 3 in the upper half. 10 convolution data,
No. in the lower half 11 convolution data are stored in multiplex. In this way, the No. When reconfiguring No. 10 and No. It is not necessary to rewrite data when reconfiguring 11, and the reconfiguration processing time can be shortened.

【0107】この第2の方法でも、第1の方法と同様
に、コーンビーム再構成の処理やファンビーム再構成の
処理は各種変形( 束ね処理を含む )が可能であり、再構
成の切換えを指定するのにスライス位置により依存して
スライス位置が決定されれば自動的に最適な再構成法が
指定される。
In the second method as well, similar to the first method, the cone beam reconstruction processing and the fan beam reconstruction processing can be modified in various ways (including bundling processing), and the reconstruction can be switched. When the slice position is determined depending on the slice position, the optimum reconstruction method is automatically specified.

【0108】再構成法を自動的に切換える第3の方法は
( 汎用コンピュータによる場合は )、コーンビーム再構
成とファンビーム再構成の2種類の再構成プログラムを
記憶させ、スライス位置によって使用する再構成プログ
ラムを切換えるものである。あるいは、コーンビーム再
構成を行う汎用コンピュータと、ゲートアレイなどを用
いたファンビーム再構成ユニットとの組み合わせの場
合、スライス位置によって汎用コンピュータとファンビ
ーム再構成ユニットと切換えてを動作させるものであ
る。
A third method for automatically switching the reconstruction method is
(When using a general-purpose computer), two types of reconstruction programs, cone beam reconstruction and fan beam reconstruction, are stored, and the reconstruction program to be used is switched depending on the slice position. Alternatively, in the case of a combination of a general-purpose computer that performs cone-beam reconstruction and a fan-beam reconstruction unit that uses a gate array or the like, the general-purpose computer and the fan-beam reconstruction unit are switched and operated depending on the slice position.

【0109】この第3の方法を達成する構成の一例を図
40に示す。すなわち、コーンビーム再構成ユニット1
2-1及びファンビーム再構成ユニット12-2を備え、さ
らに、スライス位置判定部21-4及び再構成法指定部2
1-1を備えて、スライス位置判定部21-4によりスライ
ス位置の情報が再構成指定部21-1に供給され、この再
構成指定部21-1は、この供給されたスライス位置の情
報に基づいて再構成法を指定する。すると、この指定さ
れた再構成法に該当するコーンビーム再構成ユニット1
2-1とファンビーム再構成ユニット12-2のうちいずれ
か一方が起動するようになっている。
FIG. 40 shows an example of the structure for achieving the third method. That is, the cone beam reconstruction unit 1
2-1 and a fan beam reconstruction unit 12-2, and further includes a slice position determination unit 21-4 and a reconstruction method designation unit 2
1-1, the slice position determination unit 21-4 supplies the slice position information to the reconstruction specifying unit 21-1, and the reconstruction specifying unit 21-1 uses the supplied slice position information. Specify the reconstruction method based on Then, the cone beam reconstruction unit 1 corresponding to the specified reconstruction method
Either one of 2-1 and fan beam reconstruction unit 12-2 is activated.

【0110】なお、この第2の実施の形態においては、
MidPlaneに隣接する2スライスを再構成するときにはフ
ァンビーム再構成し、その他の時にはコーンビーム再構
成する例を記述したが、ポイントはスライス位置に依存
して再構成法を切換えることであり、他の再構成法でも
良いし、他のスライス位置による切換えでも良い。
In the second embodiment,
We have described an example of performing fan-beam reconstruction when reconstructing the two slices adjacent to the MidPlane, and cone-beam reconstruction at other times, but the point is to switch the reconstruction method depending on the slice position. A reconstruction method may be used, or switching may be performed according to another slice position.

【0111】このようにこの第2の実施の形態によれ
ば、前述した第1の実施の形態の乞うかを得ることがで
きると共に、さらに、スライス位置に依存して自動的に
ファンビーム再構成法とコーンビーム再構成法とを切換
えることができる。しかも、ファンビーム再構成法を選
択した時には高画質のファンビーム画像( 断層面画像 )
を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, it is possible to obtain the effect of the first embodiment described above, and further, the fan beam reconstruction is automatically performed depending on the slice position. The method and the cone beam reconstruction method can be switched. Moreover, when the fan beam reconstruction method is selected, a high quality fan beam image (tomographic image)
Can be obtained.

【0112】この発明の第3の実施の形態を図41及び
図42を参照して説明する。なお、この第3の実施の形
態では、連続回転方式において、高速で、連続的な( リ
アルタイムの )コーンビーム再構成を実現するものであ
る。ガントリ( 架台 )1は連続回転スキャンを行ってお
り、例えば1回転900ビューとする。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 41 and 42. In the third embodiment, in the continuous rotation method, high speed and continuous (real time) cone beam reconstruction is realized. The gantry 1 is performing continuous rotation scanning, for example, one rotation 900 views.

【0113】1.架台1の回転が360°を越えると、
360°分のデータを使ってFeldkamp法によってコーン
ビーム再構成する。以下、N回転M−1ビューまでのデ
ータを使って再構成し、再構成ボクセルデータVoxel(N,
M-1)を再構成していたとする。 2.架台が更に回転してスキャンする。N回転目Mビュ
ーのデータRaw(N,M)を収集する。 3.データRaw(N,M)を重み付け、コンボリューション処
理して、N回転MビューのコンボリューションデータCo
nv(N,M) を得る。 4.1回転前、すなわちN−1回転目Mビューのコンボ
リューションデータConv(N-1,M) とConv(N,M) の差分を
計算し、差分データSub(N,M)を得る。
1. When the rotation of the gantry 1 exceeds 360 °,
The cone beam reconstruction is performed by the Feldkamp method using the data for 360 °. Hereafter, reconstructed voxel data Voxel (N,
Suppose that M-1) was reconfigured. 2. The gantry rotates further and scans. The data Raw (N, M) of the Nth rotation M view is collected. 3. Data Raw (N, M) is weighted and subjected to convolution processing, and convolution data Co of N rotation M views
Get nv (N, M). 4.1 Before one rotation, that is, the difference between the convolution data Conv (N-1, M) and Conv (N, M) of the (N-1) th M view is calculated to obtain difference data Sub (N, M).

【0114】5.再構成処理制御部21が、コーンビー
ム再構成になる図6のような投影曲線を発生させる。 6.再構成処理制御部21が、発生した投影曲線に対応
した差分データSub(N,M)の選択、重み付けを行い、逆投
影データBack(N,M) を得る。 7.逆投影データBack(N,M) を前回までの再構成ボクセ
ルデータVoxel(N,M-1)に加算して今回の再構成ボクセル
データVoxel(N,M)を得る。 8.架台が回転して新しいデータを得る毎に上記2〜7
の処理を繰り返すことで連続的に再構成し、再構成ボク
セルデータを常に更新する。この再構成処理のフローチ
ャートを図41に示す。
[0114] 5. The reconstruction processing control unit 21 generates a projection curve as shown in FIG. 6 which results in cone beam reconstruction. 6. The reconstruction processing control unit 21 selects and weights the difference data Sub (N, M) corresponding to the generated projection curve to obtain backprojection data Back (N, M). 7. The backprojection data Back (N, M) is added to the reconstructed voxel data Voxel (N, M-1) up to the previous time to obtain the reconstructed voxel data Voxel (N, M) this time. 8. Every time the gantry rotates and new data is obtained, the above 2-7
The reconstructed voxel data is constantly updated by reconstructing continuously by repeating the above process. FIG. 41 shows a flowchart of this reconstruction process.

【0115】ところで、再構成処理部12が、前述の第
2の実施の形態におけるスライス位置による再構成法の
切換えが可能であるときには、上記5の処理は次の5-1
の処理のように拡張しても良い。 5-1.再構成処理部12が、再構成スライス位置に対応
した再構成法に対応した投影曲線( 投影直線 )を発生さ
せる。
By the way, when the reconstruction processing unit 12 can switch the reconstruction method according to the slice position in the above-mentioned second embodiment, the processing of the above-mentioned 5 follows the following 5-1.
It may be extended like the processing of. 5-1. The reconstruction processing unit 12 generates a projection curve (projection straight line) corresponding to the reconstruction method corresponding to the reconstruction slice position.

【0116】さらに、再構成処理部12が、前述の第1
の実施の形態で説明した構成になっており、モードによ
る再構成法の切換えも可能なときには、上記5の処理は
次の5-2の処理のように拡張しても良い。
Furthermore, the reconstruction processing unit 12 uses the above-mentioned first
The configuration described in the above embodiment is adopted, and when it is possible to switch the reconstruction method depending on the mode, the above process 5 may be extended to the following process 5-2.

【0117】5-2.再構成処理制御部21が、再構成指
定部21-1により指定された再構成法に対応した投影曲
線( 投影直線 )を発生させる。
5-2. The reconstruction processing control unit 21 generates a projection curve (projection straight line) corresponding to the reconstruction method designated by the reconstruction designation unit 21-1.

【0118】この再構成処理のフローチャートを図42
に示す。
FIG. 42 is a flowchart of this reconstruction process.
Shown in

【0119】このようにこの第3の実施の形態によれ
ば、最初の再構成( 1回転目 )以降は、差分データが0
については逆投影する必要がないので、逆投影すべきデ
ータを削減することができ、逆投影処理時間を短縮する
ことができる。なお、この第3の実施の形態では、1ビ
ューずつ再構成ボクセルデータの更新を行うようになっ
ていたが、例えば1回転に10回更新するなど、ある程
度架台が回転した後ある程度のビュー数をまとめて処理
し、その後画像を更新するようにしても良い。
As described above, according to the third embodiment, the difference data is 0 after the first reconstruction (first rotation).
Since it is not necessary to backproject, the data to be backprojected can be reduced, and the backprojection processing time can be shortened. In the third embodiment, the reconstructed voxel data is updated one view at a time. However, for example, the reconstructed voxel data is updated 10 times per rotation. You may make it process collectively and may update an image after that.

【0120】また、再構成したボクセルデータからある
断面を切り出して表示しても良いし、ボクセルデータを
加工した形、例えばある方向からの最大値投影( MIP
)像などを表示しても良い。
Further, a certain cross section may be cut out from the reconstructed voxel data and displayed, or a shape obtained by processing the voxel data, for example, maximum value projection (MIP
) Images may be displayed.

【0121】さらに、この第3の実施の形態では、コン
ボリューションデータの差分を取って逆投影したが、生
データなど他のデータ( センタリングデータ )の差分を
取って逆投影しても良いものである。
Further, in the third embodiment, the back-projection is performed by taking the difference of convolution data, but the back-projection may be performed by taking the difference of other data (centering data) such as raw data. is there.

【0122】この発明の第4の実施の形態を図43〜図
46を参照して説明する。前述の第3の実施の形態が1
枚の断層立体画像を高速で連続的に再構成するものであ
ったのに対して、この第4の実施の形態では、連続回転
方式において複数枚の断層面画像を同時に高速で連続的
に再構成するものである。 1.架台1の回転が360°を越えると、360°分の
3つのデータを使用してファンビーム再構成法により3
つの画像が再構成される。N回転目M−1ビューまでの
データとして再構成し、画像メモリ27の3つの領域に
は、図43に示すように、それぞれ再構成画像A(N,M-
1) 、B(N,M-1) 、C(N,M-1) ( これらはピクセルデー
タから構成されている )が記憶され、表示装置14の3
つのモニタにそれぞれ表示されている。 2.架台1が更に回転してスキャンする。N回転Mビュ
ーのデータをRaw(N,M)を収集する。 3.Raw(N,M) を重み付けコンボリューション処理し、
画像A、B、Cに対応するコンボリューションデータ C
onv-A(N,M) 、 Conv-B(N,M) 、Conv-C(N,M) を得
る。 4.1回転前( N−1回転目 )Mビューのコンボリュー
ションデータと今回転( N回転目 )Mビューのコンボリ
ューションデータとの差分データ、すなわちConv-A(N-
1,M) と Conv-A(N,M) との差分データSub-A(N,M) を
計算する。同様にSub-B(N,M) 、Sub-C(N,M) も計算す
る。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 43 to 46. The above-described third embodiment is 1
In contrast to the method for continuously reconstructing one tomographic stereoscopic image at high speed, in the fourth embodiment, a plurality of tomographic plane images are simultaneously and continuously reconstructed in the continuous rotation method. It is what constitutes. 1. When the rotation of the gantry 1 exceeds 360 °, three data for 360 ° are used to perform 3 by the fan beam reconstruction method.
Two images are reconstructed. Reconstructed as data up to the Mth view of the Nth rotation, and the three regions of the image memory 27 are respectively reconstructed images A (N, M-) as shown in FIG.
1), B (N, M-1), C (N, M-1) (these are composed of pixel data) are stored, and 3 of the display device 14 are stored.
It is displayed on each of the two monitors. 2. The gantry 1 further rotates and scans. Collect Raw (N, M) data for N rotations M views. 3. Raw (N, M) is weighted and convolved,
Convolution data C corresponding to images A, B, and C
onv-A (N, M), Conv-B (N, M) and Conv-C (N, M) are obtained. 4.1 Difference data between the convolution data of the M view before the first rotation (N-1th rotation) and the convolution data of the current rotation (Nth rotation) M view, that is, Conv-A (N-
The difference data Sub-A (N, M) between 1, M) and Conv-A (N, M) is calculated. Similarly, Sub-B (N, M) and Sub-C (N, M) are also calculated.

【0123】5.差分データSub-A(N,M) からファンビ
ーム逆投影データ Back-A(N,M) を計算する。同様に B
ack-B(N,M) 、 Back-C(N,M) を得る。 6.逆投影データ Back-A(N,M) を画像メモリ12-3A に
記憶されている再構成画像A(N,M-1) に加算して( ピク
セルデータからなる )再構成画像A(N,M) を得る。同様
に再構成画像B(N,M) 、C(N,M) も得る。 7.架台が回転して新しいデータを得る毎に2〜6の処
理を繰り返すことで3枚の画像を連続的に再構成し、3
枚の表示画像を常に更新する。この再構成処理のフロー
チャートを図44に示す。
5. The fan beam backprojection data Back-A (N, M) is calculated from the difference data Sub-A (N, M). Similarly B
Get ack-B (N, M) and Back-C (N, M). 6. The backprojection data Back-A (N, M) is added to the reconstructed image A (N, M-1) stored in the image memory 12-3A (reconstructed image A (N, M consisting of pixel data)). M) get Similarly, reconstructed images B (N, M) and C (N, M) are also obtained. 7. Every time the gantry rotates and new data is obtained, the processes of 2 to 6 are repeated to continuously reconstruct three images,
Always update the displayed image. FIG. 44 shows a flowchart of this reconstruction process.

【0124】上述した再構成処理により、高速かつ連続
的な複数枚の画像のファンビーム再構成が実現できる。
By the above-described reconstruction processing, high-speed and continuous fan-beam reconstruction of a plurality of images can be realized.

【0125】また、図45に示すフローチャートのよう
に、1回の収集に対して再構成画像A(N,M) 、再構成画
像B(N,M) 、再構成画像C(N,M) を同時に再構成する方
法としては、 Conv-A(N,M) 、差分データSub-A(N,M)
、ファンビーム逆投影データBack-A(N,M) 、再構成画
像A(N,M) というように先ず再構成画像Aについて計算
して求めてしまい、この再構成画像A(N,M) についての
計算が終了した後、Conv-B(N,M) から始まって再構成
画像B(N,M) までを計算し、次に Conv-C(N,M) から始
まって再構成画像C(N,M) までを計算しても良いもので
ある。
As shown in the flow chart of FIG. 45, reconstructed image A (N, M), reconstructed image B (N, M), reconstructed image C (N, M) for one acquisition Conv-A (N, M) and difference data Sub-A (N, M)
, Fan-beam back-projection data Back-A (N, M), reconstructed image A (N, M), and so on. After the calculation of is completed, starting from Conv-B (N, M) to the reconstructed image B (N, M), then starting from Conv-C (N, M) to the reconstructed image C It is possible to calculate up to (N, M).

【0126】なお、 Conv-A〜 Conv-Cデータの作成方
法についてはその説明を省略したが、前述の第1の実施
の形態で説明したように、所定の1列の検出器列のデー
タに基づいて、あるいは複数の検出器列のデータを重み
付け加算したデータに基づいて、あるいは単純な束ね処
理により得たデータに基づいて作成する。
Although the description of the method of creating the Conv-A to Conv-C data is omitted, as described in the first embodiment, the data of one predetermined detector array is used. Based on the data obtained by weighting and adding the data of a plurality of detector rows, or based on the data obtained by a simple bundling process.

【0127】なお、この第4の実施の形態でも、前述の
第3の実施の形態と同様に、コンボリューションデータ
の差分を取って逆投影したが、生データなど他のデータ
( センタリングデータ )の差分を取って逆投影しても良
いものである。なお、この第4の実施の形態では、再構
成処理部12の構成として例えば図46( a )に示す構
成ように逆投影計算部31が一つでも良く、また、図4
6( b)に示す構成のように各データメモリエリア32-
1,32-2,32-3及び各画像メモリエリア33-1,3
3-2,33-3に対応して複数の逆投影計算部31-1,3
1-2,31-3を設けて、それぞれの逆投影処理ラインが
独立して動作するようにしても良い。この図46( b )
に示すような構成であれば、より一層高速な処理を実現
することができる。このようにこの第4の実施の形態に
よれば、最初の再構成( 1回転目 )以降は、差分データ
が0については逆投影する必要がないので、逆投影すべ
きデータを削減することができ、逆投影処理時間を短縮
することができる。なお、この第4の実施の形態では、
1ビューずつ再構成画像データの更新を行うようになっ
ていたが、例えば1回転に10回更新するなど、ある程
度架台が回転した後ある程度のビュー数をまとめて処理
し、その後画像を更新するようにしても良い。
Also in the fourth embodiment, as in the third embodiment described above, back projection is performed by taking the difference of convolution data, but other data such as raw data is also used.
It is also possible to take the difference of (centering data) and carry out back projection. In the fourth embodiment, the reconstruction processing unit 12 may have a single backprojection calculation unit 31 as shown in FIG. 46 (a), for example.
Each data memory area 32-- as shown in FIG. 6 (b)
1, 32-2, 32-3 and each image memory area 33-1, 3
A plurality of backprojection calculation units 31-1, 3 corresponding to 3-2, 33-3
It is also possible to provide 1-2 and 31-3 so that the respective backprojection processing lines operate independently. This Fig. 46 (b)
With the configuration shown in (1), it is possible to realize even faster processing. As described above, according to the fourth embodiment, since it is not necessary to backproject the difference data of 0 after the first reconstruction (first rotation), it is possible to reduce the data to be backprojected. Therefore, the back projection processing time can be shortened. In the fourth embodiment,
The reconstructed image data was updated one view at a time, but for example, it is updated 10 times per rotation, and after some rotation of the gantry, a certain number of views are collectively processed, and then the image is updated. You can

【0128】なお、上述した全ての実施の形態におい
て、検出器列数N=20などを含むシステムのジオメト
リ、重み付けの方法、束ねる列数、束ねたデータ数、再
構成する枚数=3などは一例であり、この発明はこれに
限定されるものではない。
In all the above-mentioned embodiments, the system geometry including the number of detector columns N = 20, the weighting method, the number of columns to be bundled, the number of bundled data, and the number of reconstructed sheets = 3 are examples. However, the present invention is not limited to this.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
コーンビーム状のX線を使用する装置で使用され、ファ
ンビーム再構成及びコーンビーム再構成の両方を行うこ
とができ、さらに操作性の向上を図ることができる画像
再構成処理装置を提供できる。従って、この画像再構成
処理装置を使用すれば、コーンビーム状のX線を使用し
てファンビーム再構成とコーンビーム再構成とを切換え
ることができるX線CT装置を実現することができる。
また、ファンビーム再構成では、複数の検出器列のデー
タを束ねてファンビーム再構成するので、所望の厚さの
断層面画像が簡単に再構成することができる。また、コ
ーンビーム状のX線では、MidPlaneに隣接する上下スラ
イスはファンビーム状のX線に近く、再構成位置に依存
して再構成法を切換えることにより、高画質のファンビ
ーム再構成画像を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
It is used in an apparatus that uses cone-beam-shaped X-rays, can perform both fan-beam reconstruction and cone-beam reconstruction, and can provide an image reconstruction processing apparatus that can improve operability. Therefore, by using this image reconstruction processing apparatus, it is possible to realize an X-ray CT apparatus that can switch between fan-beam reconstruction and cone-beam reconstruction by using cone-beam-shaped X-rays.
Further, in the fan beam reconstruction, since the data of a plurality of detector rows are bundled to perform the fan beam reconstruction, a tomographic plane image having a desired thickness can be easily reconstructed. In the cone-beam X-ray, the upper and lower slices adjacent to the MidPlane are close to the fan-beam X-ray, and by switching the reconstruction method depending on the reconstruction position, a high-quality fan-beam reconstructed image can be obtained. Obtainable.

【0130】また、ファンビーム再構成及びコーンビー
ム再構成において、1回転前のデータとの差分を計算
し、この差分データで逆投影を行って、1ビュー前の画
像に加算するので、変化のない部分の逆投影処理を省略
することができるため、高速で連続的な再構成処理を行
うことができる。特に、ファンビーム再構成において
は、検出器列からのデータから束ね処理等により、任意
の厚さの複数枚のファンビーム画像( 断層面画像 )を得
るができ、しかも、そのための再構成処理を高速で連続
的に行うことができる。
In fan beam reconstruction and cone beam reconstruction, the difference from the data one rotation before is calculated, and back projection is performed with this difference data and added to the image one view before. Since the backprojection processing of the non-existing portion can be omitted, high-speed continuous reconstruction processing can be performed. In particular, in fan beam reconstruction, it is possible to obtain multiple fan beam images (tomographic plane images) of arbitrary thickness by bundling processing from the data from the detector array, and the reconstruction process for that can be performed. It can be performed continuously at high speed.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態のX線CT装置を
示すの構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an X-ray CT apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態のX線CT装置のガントリを示す
外観図。
FIG. 2 is an external view showing a gantry of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図3】同実施の形態のX線CT装置のジオメトリを説
明するための図。
FIG. 3 is a view for explaining the geometry of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図4】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部の
要部構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of a reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図5】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部に
おけるボクセル列の検出器面への投影を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing projection of voxel rows onto a detector plane in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図6】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部に
おけるボクセル列の検出器面上の投影曲線を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a projection curve on a detector plane of a voxel column in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図7】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部に
おけるボクセル列の検出器面上の投影曲線を説明するた
めの図。
FIG. 7 is a diagram for explaining a projection curve on a detector plane of a voxel column in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図8】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部に
おけるボクセル列、センタリング面、検出器面とそれぞ
れの変数および端点と中心点の定義を示すセンタリング
面を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a voxel array, a centering plane, a detector plane and their respective variables and a centering plane showing definitions of end points and center points in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図9】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部に
おけるボクセル列の検出器面への投影曲線、ボクセル列
及びボクセル列のセンタリング面への投影曲線を示す
図。
FIG. 9 is a diagram showing a projection curve of a voxel array on a detector plane, a voxel array, and a projection curve of a voxel array on a centering plane in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図10】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
におけるボクセル列及びセンタリング面を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a voxel row and a centering surface in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図11】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における検出器列のボクセルへの投影曲線、検出器列及
び検出器列のセンタリング面への投影曲線を示す図。
FIG. 11 is a view showing a projection curve of a detector array on a voxel, a detector array, and a projection curve of a detector array on a centering plane of the detector in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図12】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
におけるセンタリング面上での補間処理などのデータの
リサンプリングを説明するための図。
FIG. 12 is a view for explaining resampling of data such as interpolation processing on the centering plane in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図13】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われる3次元再構成処理の流れを示す図。
FIG. 13 is a diagram showing the flow of three-dimensional reconstruction processing performed by the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図14】同実施の形態のX線CT装置で使用されるX
線検出器の他の例としての平面型X線検出器を示す図。
FIG. 14 is an X used in the X-ray CT apparatus according to the embodiment.
The figure which shows the plane type X-ray detector as another example of a line detector.

【図15】同実施の形態の平面型X線検出器を使用した
X線CT装置におけるボクセル列と平面型X線検出器と
の位置関係を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship between a voxel array and a planar X-ray detector in an X-ray CT apparatus using the planar X-ray detector according to the same embodiment.

【図16】同実施の形態の平面型X線検出器を使用した
X線CT装置におけるボクセル列の平面型X線検出器の
検出器面への投影曲線を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a projection curve of a voxel array onto a detector surface of a flat X-ray detector in an X-ray CT apparatus using the flat X-ray detector according to the same embodiment.

【図17】同実施の形態の平面型X線検出器を使用した
X線CT装置におけるボクセル列のセンタリング面への
投影曲線を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a projection curve on a centering plane of a voxel row in an X-ray CT apparatus using the flat panel X-ray detector according to the same embodiment.

【図18】検出器列のボクセルへの逆投影における1回
補間の例を説明するための図。
FIG. 18 is a diagram for explaining an example of one-time interpolation in back projection of a detector array onto voxels.

【図19】検出器列のボクセルへの逆投影における2回
補間の例を説明するための図。
FIG. 19 is a diagram for explaining an example of double interpolation in back projection of a detector array onto voxels.

【図20】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における検出器列をボクセルへの逆投影における高精度
な2回補間の第1の例を説明するための図。
FIG. 20 is a diagram for explaining a first example of highly accurate double interpolation in backprojecting a detector array onto a voxel in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図21】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における検出器列をボクセルへの逆投影における高精度
な2回補間の第2の例を説明するための図。
FIG. 21 is a diagram for explaining a second example of high-precision double interpolation in backprojecting a detector array onto a voxel in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図22】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における5列の検出器列のセンタリング面への投影曲
線、センタリング列の数を5列としたときのボクセル列
のセンタリング面への投影曲線( 投影直線 )と重み付け
されるセンタリング列及びセンタリング列の数を10列
としたときのボクセル列のセンタリング面への投影直線
と重み付けされるセンタリング列を示す図。
FIG. 22 is a projection curve to the centering plane of the five detector rows in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus of the embodiment, to the centering plane of the voxel row when the number of centering rows is five. FIG. 6 is a diagram showing a centering sequence weighted with the projection curve (projection straight line) and a centering sequence weighted with the projection straight line on the centering surface of the voxel column when the number of centering sequences is 10.

【図23】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
の再構成処理制御部の第1の例としての構成を示すブロ
ック図。
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration as a first example of a reconstruction processing control unit of the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図24】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における第1の例でのファンビーム再構成のためのボク
セル列の検出器面への投影曲線( 投影直線 )の2つの例
を示す図。
24A and 24B are two examples of projection curves (projection straight lines) of voxel rows on the detector plane for fan beam reconstruction in the first example in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus of the same embodiment. FIG.

【図25】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における第1の例でのファンビーム再構成のためのボク
セル列の検出器面への投影直線と各検出器列の重み付け
の2つの例を示す図。
FIG. 25 shows the projection straight line of the voxel array onto the detector surface and the weighting of each detector array for fan beam reconstruction in the first example in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus of the same embodiment. The figure which shows two examples.

【図26】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われる第1の例での投影曲線によりファンビーム再
構成法とコーンビーム再構成法とを切換えて再構成を行
う再構成処理の流れを示す図。
FIG. 26 is a diagram illustrating a reconstruction performed by switching between the fan-beam reconstruction method and the cone-beam reconstruction method according to the projection curve in the first example performed by the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment. The figure which shows the flow of a structure process.

【図27】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
の再構成処理制御部の第2の例としての構成を示すブロ
ック図。
FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of a second example of the reconstruction processing control unit of the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図28】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における第2の例でのコーンビーム再構成時のデータメ
モリの内容を示す図。
FIG. 28 is a diagram showing the contents of a data memory at the time of cone beam reconstruction in the second example in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus of the same embodiment.

【図29】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における第2の例でのファンビーム再構成時のデータメ
モリの内容の2つの例を示す図。
FIG. 29 is a view showing two examples of contents of the data memory at the time of fan beam reconstruction in the second example in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図30】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われる第2の例としてのデータメモリへの書込み制
御によりファンビーム再構成法とコーンビーム再構成法
とを切換えて再構成を行う再構成処理の流れを示す図。
FIG. 30 is a diagram showing a second example of writing control to a data memory performed by a reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus of the embodiment, in which a fan beam reconstruction method and a cone beam reconstruction method are switched to perform reconstruction. The figure which shows the flow of the reconstruction process which performs a structure.

【図31】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
の再構成処理制御部の第3の例としての構成を示すブロ
ック図。
FIG. 31 is a block diagram showing a configuration as a third example of a reconstruction processing control unit of the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図32】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
のファンビーム再構成におけるセンタリング面( 軸 )を
使用した場合のセンタリング列のボクセル列( ピクセル
列)への投影を説明するための図。
FIG. 32 is a view for explaining the projection of the centering row onto the voxel row (pixel row) when the centering plane (axis) in the fan beam reconstruction of the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus of the same embodiment is used. Illustration.

【図33】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における束ね処理の複数の方法を説明するための図。
FIG. 33 is a view for explaining a plurality of methods of bundling processing in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図34】この発明の第2の実施の形態のX線CT装置
の再構成処理部の再構成処理制御部の第1の方法として
の構成を示すブロック図。
FIG. 34 is a block diagram showing a configuration as a first method of a reconstruction processing control unit of the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【図35】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われる第1の方法でのスライス位置により投影曲線
を切換えてファンビーム再構成とコーンビーム再構成を
切換えて再構成を行う再構成処理の流れを示す図。
FIG. 35 is a diagram illustrating a first method performed by a reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the embodiment, in which a projection curve is switched to switch a fan beam reconstruction and a cone beam reconstruction to perform reconstruction. The figure which shows the flow of the reconstruction process to perform.

【図36】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における第1の方法でのスライス位置がMidPlane域外の
時に発生するボクセル列の検出器面への投影曲線及びス
ライス位置がMidPlane域の時に発生するボクセル列の検
出器面への投影曲線( 投影直線 )を示す図。
FIG. 36 is a projection curve of a voxel column on the detector surface and a slice position in the MidPlane region, which occurs when the slice position in the first method in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment is outside the MidPlane region. The figure which shows the projection curve (projection straight line) to the detector surface of the voxel sequence which occurs at the time of.

【図37】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
のにおける再構成処理制御部の第2の方法としての構成
を示すブロック図。
FIG. 37 is a block diagram showing a configuration as a second method of the reconstruction processing control unit in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図38】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われる第2の方法でのスライス位置によりデータメ
モリ制御を切換えてファンビーム再構成とコーンビーム
再構成とを切換えて再構成を行う再構成処理の流れを示
す図。
38 is a diagram illustrating a second method performed by the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the embodiment, in which data memory control is switched to switch between fan beam reconstruction and cone beam reconstruction. The figure which shows the flow of the reconstruction process which performs a structure.

【図39】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における第2の方法でのコーンビーム再構成及びファン
ビーム再構成のデータメモリの内容の例を示す図。
FIG. 39 is a view showing an example of contents of a data memory for cone beam reconstruction and fan beam reconstruction by the second method in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図40】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
における再構成処理制御部の第3の方法としての構成の
一例を示すブロック図。
FIG. 40 is a block diagram showing an example of a configuration as a third method of a reconstruction processing control unit in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図41】この発明の第3の実施の形態のX線CT装置
の再構成処理部で行われるコーンビーム再構成を行う再
構成処理の流れを示す図。
FIG. 41 is a diagram showing a flow of reconstruction processing for performing cone-beam reconstruction performed by the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【図42】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われるコーンビーム再構成及びファンビーム再構成
を行う再構成処理の流れを示す図。
FIG. 42 is a view showing the flow of a reconstruction process for performing cone beam reconstruction and fan beam reconstruction performed in the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図43】この発明の第4の実施の形態のX線CT装置
における再構成される3つの画像( 画像A、画像B、画
像C )を示す図。
FIG. 43 is a diagram showing three reconstructed images (image A, image B, image C) in the X-ray CT apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

【図44】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われるファンビーム再構成により複数枚の画像を同
時に再構成する再構成処理の流れを示す図。
FIG. 44 is a view showing the flow of a reconstruction process for simultaneously reconstructing a plurality of images by fan beam reconstruction performed by the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the embodiment.

【図45】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
で行われるファンビーム再構成により複数枚の画像を同
時に再構成する再構成処理の流れの他の例を示す図。
FIG. 45 is a diagram showing another example of the flow of reconstruction processing for simultaneously reconstructing a plurality of images by fan beam reconstruction performed by the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment;

【図46】同実施の形態のX線CT装置の再構成処理部
の構成の2つの例を示すブロック図。
FIG. 46 is a block diagram showing two examples of the configuration of the reconstruction processing unit of the X-ray CT apparatus according to the same embodiment.

【図47】従来例のX線CT装置におけるファンビーム
構成及びFOVを示す図。
FIG. 47 is a diagram showing a fan beam structure and an FOV in a conventional X-ray CT apparatus.

【図48】同従来例のX線CT装置におけるピクセルを
説明するための図。
FIG. 48 is a diagram for explaining pixels in the conventional X-ray CT apparatus.

【図49】従来例のX線CT装置におけるファン−パラ
変換法を説明するための図。
FIG. 49 is a diagram for explaining a fan-para conversion method in the conventional X-ray CT apparatus.

【図50】従来例のX線CT装置におけるセンタリング
軸を使用したファンビーム再構成法を説明するための
図。
FIG. 50 is a diagram for explaining a fan beam reconstruction method using a centering axis in a conventional X-ray CT apparatus.

【図51】従来例のX線CT装置におけるコーンビーム
を示す図。
FIG. 51 is a diagram showing a cone beam in a conventional X-ray CT apparatus.

【図52】従来例のX線CT装置におけるコーンビーム
に対するボクセルを説明するための図。
FIG. 52 is a diagram for explaining voxels for a cone beam in a conventional X-ray CT apparatus.

【図53】従来例のファンビームを使用したX線CT装
置における検出器データのピクセルへの逆投影を説明す
るための図。
FIG. 53 is a diagram for explaining back projection of detector data onto pixels in an X-ray CT apparatus using a fan beam of a conventional example.

【図54】従来例のコーンビームを使用したX線CT装
置における検出器データのボクセルへの逆投影を説明す
るための図。
FIG. 54 is a diagram for explaining back projection of detector data onto voxels in an X-ray CT apparatus using a cone beam of a conventional example.

【図55】X線CT装置におけるスキャン方法を示す
図。
FIG. 55 is a diagram showing a scanning method in the X-ray CT apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…X線源、 5…X線検出器、 12…再構成処理部、 21…再構成処理制御部、 21-1…再構成法指定部、 21-2…投影曲線計算部、 21-3…データ制御部、 21-4…スライス位置判定部、 22…コンボリューション演算部、 23…第1のデータメモリ、 24…第1の逆投影部、 25…第2のデータメモリ、 26…第2の逆投影部、 27…画像メモリ。 3 ... X-ray source, 5 ... X-ray detector, 12 ... Reconstruction processing unit, 21 ... Reconstruction processing control unit, 21-1 ... Reconstruction method designation unit, 21-2 ... Projection curve calculation unit, 21-3 ... data control unit, 21-4 ... slice position determination unit, 22 ... convolution operation unit, 23 ... first data memory, 24 ... first backprojection unit, 25 ... second data memory, 26 ... second 27, image memory.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X線源から円錐状に放射されたX線を対
象物に照射し、この対象物を透過したX線をX線検出器
により検出し、このX線検出器から得られた検出データ
に基づいて、前記対象物の断層画像を再構成する画像再
構成処理装置において、 前記X線検出器による前記対象物を透過したX線の検出
に基づいて、断層面画像を再構成するファンビーム再構
成を行うファンビーム再構成手段と、 前記X線検出手段による前記対象物を透過したX線の検
出に基づいて、断層立体画像を再構成するコーンビーム
再構成を行うコーンビーム再構成手段とを設けたことを
特徴とする画像再構成処理装置。
1. An X-ray radiated from an X-ray source in a conical shape is applied to an object, and the X-ray transmitted through the object is detected by an X-ray detector, which is obtained from the X-ray detector. In an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of the target object based on detection data, a tomographic plane image is reconstructed based on the detection of X-rays transmitted through the target object by the X-ray detector. Fan beam reconstruction means for performing fan beam reconstruction, and cone beam reconstruction for performing cone beam reconstruction for reconstructing a tomographic stereoscopic image based on detection of X-rays transmitted through the object by the X-ray detection means. And an image reconstruction processing device.
【請求項2】 請求項1記載の画像再構成処理装置にお
いて、前記ファンビーム再構成手段は、前記X線検出器
からの検出データを断層面画像の厚さ方向に束ね処理す
ることを特徴とする画像再構成処理装置。
2. The image reconstruction processing apparatus according to claim 1, wherein the fan beam reconstruction means bundles the detection data from the X-ray detector in the thickness direction of the tomographic plane image. Image reconstruction processing device.
【請求項3】 請求項1記載の画像再構成処理装置にお
いて、前記ファンビーム再構成手段と前記コーンビーム
再構成手段とを切換える再構成切換手段を設けたことを
特徴とする画像再構成処理装置。
3. The image reconstruction processing apparatus according to claim 1, further comprising reconstruction switching means for switching between the fan beam reconstruction means and the cone beam reconstruction means. .
【請求項4】 請求項3記載の画像再構成処理装置にお
いて、前記再構成切換手段は、スライス位置に応じて再
構成手段を切換えることを特徴とするX線透視画像撮影
装置。
4. The image reconstruction processing apparatus according to claim 3, wherein the reconstruction switching unit switches the reconstruction unit according to a slice position.
【請求項5】 請求項3記載の画像再構成処理装置にお
いて、前記再構成切換手段により切換えられた再構成手
段に応じて、検出データ又は再構成データの保存又は非
保存を制御するデータ保存制御手段を設けたことを特徴
とする画像再構成処理装置。
5. The image reconstruction processing apparatus according to claim 3, wherein data storage control for controlling storage or non-storage of detection data or reconstruction data in accordance with the reconstruction unit switched by the reconstruction switching unit. An image reconstruction processing apparatus comprising means.
【請求項6】 請求項3記載の画像再構成処理装置にお
いて、前記再構成切換手段により切換えられた再構成手
段に応じて、表示を制御する表示制御手段を設けたこと
を特徴とする画像再構成処理装置。
6. The image reconstruction processing apparatus according to claim 3, further comprising display control means for controlling display according to the reconstruction means switched by the reconstruction switching means. Configuration processor.
【請求項7】 X線源から円錐状に放射されたX線を対
象物に連続回転方式で照射し、この対象物を透過したX
線をX線検出器により検出し、このX線検出器から得ら
れた検出データに基づいて、前記対象物の断層画像を再
構成する画像再構成処理装置において、 前記X線検出手段による前記対象物を透過したX線の検
出に基づいて、断層立体画像を再構成するコーンビーム
再構成を行うコーンビーム再構成手段を設け、このコー
ンビーム再構成手段は、断層立体画像を連続してコーン
ビーム再構成することを特徴する画像再構成処理装置。
7. An X-ray radiated in a conical shape from an X-ray source is radiated to an object by a continuous rotation method, and the X-ray transmitted through this object is transmitted.
In an image reconstruction processing apparatus for detecting a ray by an X-ray detector and reconstructing a tomographic image of the object based on detection data obtained from the X-ray detector, Cone beam reconstruction means for performing cone beam reconstruction for reconstructing a tomographic stereoscopic image based on the detection of X-rays transmitted through an object is provided, and the cone beam reconstruction means continuously scans the tomographic stereoscopic image with a cone beam. An image reconstruction processing device characterized by reconstruction.
【請求項8】 請求項7記載の画像再構成処理装置にお
いて、前記コーンビーム再構成手段は、1照射により得
られるデータの1回転前のデータとの差分を求め、この
差分を逆投影処理して得た結果を所定前の照射により得
られた断層立体画像に加算してコーンビーム再構成を行
うことを特徴とする画像再構成処理装置。
8. The image reconstruction processing apparatus according to claim 7, wherein the cone beam reconstruction means obtains a difference between data obtained by one irradiation and data obtained before one rotation, and back-projects the difference. An image reconstruction processing device, characterized in that the cone beam reconstruction is performed by adding the obtained result to a tomographic stereoscopic image obtained by irradiation before a predetermined time.
【請求項9】 X線源から円錐状に放射されたX線を対
象物に照射し、この対象物を透過したX線をX線検出器
により検出し、このX線検出器から得られた検出データ
に基づいて、前記対象物の断層画像を再構成する画像再
構成処理装置において、 前記X線検出器による前記対象物を透過したX線の検出
に基づいて、断層面画像を再構成するファンビーム再構
成を行うファンビーム再構成手段を設け、 このファンビーム再構成手段は、複数枚の断層面画像を
同時にファンビーム再構成することを特徴とする画像再
構成処理装置。
9. An X-ray radiated from an X-ray source in a conical shape is applied to an object, and the X-ray transmitted through the object is detected by an X-ray detector, which is obtained from the X-ray detector. In an image reconstruction processing device that reconstructs a tomographic image of the target object based on detection data, a tomographic plane image is reconstructed based on the detection of X-rays transmitted through the target object by the X-ray detector. An image reconstruction processing apparatus comprising: fan beam reconstruction means for performing fan beam reconstruction, wherein the fan beam reconstruction means simultaneously reconstructs a plurality of tomographic plane images with a fan beam.
【請求項10】 X線源から円錐状に放射されたX線を
対象物に連続回転方式で照射し、この対象物を透過した
X線をX線検出器により検出し、このX線検出器から得
られた検出データに基づいて、前記対象物の断層画像を
再構成する画像再構成処理装置において、 前記X線検出器による前記対象物を透過したX線の検出
に基づいて、断層面画像を再構成するファンビーム再構
成を行うファンビーム再構成手段を設け、 このファンビーム再構成手段は、1照射により得られる
データの1回転前のデータとの差分を求め、この差分を
逆投影して得た結果を所定前の照射により得られた断層
立体画像に加算してファンビーム再構成を行うことを特
徴とする画像再構成処理装置。
10. An X-ray radiated from an X-ray source in a conical shape is applied to an object by a continuous rotation method, and the X-ray transmitted through the object is detected by an X-ray detector. An image reconstruction processing apparatus for reconstructing a tomographic image of the target object based on the detection data obtained from the tomographic image based on detection of X-rays transmitted through the target object by the X-ray detector. A fan beam reconstruction means for performing fan beam reconstruction is provided, and the fan beam reconstruction means obtains the difference between the data obtained by one irradiation and the data one rotation before, and back-projects this difference. An image reconstruction processing device, characterized in that the fan beam reconstruction is performed by adding the obtained result to a tomographic stereoscopic image obtained by irradiation before a predetermined time.
【請求項11】 請求項10記載の画像再構成処理装置
において、前記ファンビーム再構成手段は、複数枚の断
層面画像を同時にファンビーム再構成することを特徴と
する画像再構成処理装置。
11. The image reconstruction processing apparatus according to claim 10, wherein the fan beam reconstruction means simultaneously reconstructs a plurality of tomographic plane images with a fan beam.
【請求項12】 請求項3記載の画像再構成処理装置に
おいて、X線を前記対象物に連続回転方式で照射した時
には、 前記ファンビーム再構成手段は、必要に応じて、複数枚
の断層面画像について同時に、1照射により得られるデ
ータの1回転前のデータとの差分を求め、この差分を逆
投影して得た結果を所定前の照射により得られた断層立
体画像に加算してファンビーム再構成を行い、 前記コーンビーム再構成手段は、必要に応じて、1照射
により得られるデータの1回転前のデータとの差分を求
め、この差分を逆投影処理して得た結果を所定前の照射
により得られた断層立体画像に加算してコーンビーム再
構成を行うことを特徴とする画像再構成処理装置。
12. The image reconstruction processing apparatus according to claim 3, wherein when the object is irradiated with X-rays by a continuous rotation method, the fan beam reconstruction means, if necessary, a plurality of tomographic planes. At the same time for the image, the difference between the data obtained by one irradiation and the data before one rotation is obtained, and the result obtained by back-projecting this difference is added to the tomographic stereoscopic image obtained by the irradiation before the predetermined time, and the fan beam The cone beam reconstruction means obtains a difference between the data obtained by one irradiation and the data obtained before one rotation, and if necessary, the cone beam reconstruction means obtains the result obtained by backprojecting the difference to a predetermined value. An image reconstruction processing device characterized by performing cone beam reconstruction by adding to a three-dimensional tomographic image obtained by the irradiation of.
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