JPH0947449A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再構成に掛かる時間を短縮することができ、
さらに、アーチファクトの発生を抑えることのできるＸ
線ＣＴ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 スキャン動作により被検体に関する多方
向の投影データを収集し、前記投影データに基づき断層
画像を順次再構成し、前記断層画像を動画として表示す
るＸ線ＣＴ装置において、スキャン動作により順次得ら
れた投影データに所定の重み付けを行い、この重み付け
された投影データと、動画としての前回の画像に対応す
る投影データとの差分を求めるＣＰＵ２２と、ＣＰＵ２
２で得られた差分をコンボリューション及びバックプロ
ジェクションを行って再構成し、前記前回の画像に加算
して動画を構成する１つの断層画像を作成する再構成部
３２とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＴ像（断層画
像）を動画で表示することができるＸ線ＣＴ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、再構成の高速化処理が検討され、
実用化の域に達しようとしている。これにより、連続ス
キャンを実行しながら（このとき寝台の天板位置は不動
とする）、リアルタイムで断層像をシネ映像のように連
続的に表示させることにより、例えば造影剤の動きの観
察をリアルタイムで行うことが期待されている。その一
例として、ＣＴ透視など連続性データを再構成する方法
として、生データ（投影データ）の変化分のみをバック
プロジェクションして前回の画像に足し込むというもの
がある。

【０００３】図９は、その様子を示したものであり、ガ
ントリーの１回転を６等分し連続した投影データ１００
がデータ収集装置（ＤＡＳ）または磁器ディスクから読
み出される（投影データ１００につけられた番号１１，
１２，１３，１４，１５，１６，１７，…は、それぞれ
ガントリーの１／６回転分の投影データを示す）。

【０００４】例えば、番号１１〜１６の投影データ１に
より１つの画像が再構成され、これから１／６回転した
ときの番号１２〜１７の投影データ２により次の１つの
画像が再構成される。このとき、番号１と番号１７の投
影データは同じ角度位置だが時間的に異なるデータであ
る。同様にして、それから１／６回転したときの番号１
３〜１８の投影データ３により次の１つの画像が再構成
され、さらにそれから１／６回転したときの番号１４〜
１９の投影データ４により次の１つの画像が再構成され
る。

【０００５】また、シングルスキャンのＸ線ＣＴ装置で
は、１回転している間に被検体（胃や心臓）が動いてし
まうのでの画像を再構成したときにオーバーラップ部分
が完全には重ならず、筋雲状のアーチファクトと呼ばれ
るノイズが発生することがある。また、図１０に示すよ
うに、投影データの内、開始部分と終了部分を重複さ
せ、その部分を重み付けしスムージングさせることによ
って、アーチファクトが軽減することが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線ＣＴ装置では、前記オーバーラップ部分が完全には
重ならないことによりアーチファクトが発生するが、オ
ーバーラップ部分は１／６回転づつずれていくので、動
画として表示させるとアーチファクトがくるくると回っ
て見えてしまうことになる。したがって、シネ表示や動
画のＣＴ像を連続的に（例えば、６画像／秒などで）表
示させると非常に見ずらいものになる。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、再構成に掛かる時間を短縮することができ、さら
に、アーチファクトの発生を抑えることのできるＸ線Ｃ
Ｔ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、スキャン動作により被検体に関
する多方向の投影データを収集し、前記投影データに基
づき断層画像を順次再構成し、前記断層画像を動画とし
て表示するＸ線ＣＴ装置において、スキャン動作により
順次得られた投影データに所定の重み付けを行い、この
重み付けされた投影データと、動画としての前回の画像
に対応する投影データとの差分を求める第１の手段と、
この第１の手段で得られた差分をコンボリューション及
びバックプロジェクションを行って再構成し、前記前回
の画像に加算して動画を構成する１つの断層画像を作成
する第２の手段とを有することを要旨とする。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、スキャン動
作により被検体に関する多方向の投影データを連続して
収集し、前記投影データに基づき断層画像を順次再構成
し、前記断層画像を表示するＸ線ＣＴ装置において、ス
キャン動作により順次得られた投影データから動画とし
ての１画像分を作成するに際して、当該１画像分を作成
するに必要な一連の投影データの内、同一角度位置で重
なり合う最初と最後の投影データに対して所定の重み付
けを行い、この重み付けを行った投影データと、動画と
して前回の画像に対応する重み付けされた投影データと
の差分を求める第１の手段と、この第１の手段で得られ
た差分をコンボリューション及びバックプロジェクショ
ンを行って再構成し、前記前回の画像に加算して動画を
構成する１つの断層画像を作成する第２の手段とを有す
ることを要旨とする。

【００１０】請求項１または請求項４記載のＸ線ＣＴ装
置にあっては、差分について投影データのコンボリュー
ション及びバックプロジェクションを行うことから、再
構成に掛かる時間を短縮することができ、さらに、アー
チファクトの発生を抑えることができる。

【００１１】さらに、請求項５記載の発明は、スキャン
動作により被検体に関する多方向の投影データを連続し
て収集し、前記投影データに基づき断層画像を順次再構
成し、前記断層画像を動画として表示するＸ線ＣＴ装置
において、再構成された画像を所定の角度ごとに等分割
し、この分割された画像の内の同一角度位置で重なり合
う最初と最後の分割画像について所定の重み付けを行
い、次に画像を再構成する際、前回未再構成であった部
分についてのみ再構成し、この再構成された画像に所定
の重み付けを行い、この重み付けされた画像と、前回重
み付けされた画像の内、同一の画像部分を除く画像の差
分を求め、この差分を前回の画像に加算して今回の画像
とする手段を有することを要旨とする。

【００１２】請求項５記載のＸ線ＣＴ装置にあっては、
最初と最後に同一角度位置で重なり合う画像の前記重な
り合う部分に所定の重み付けを行い、次に画像を再構成
する際、前回未再構成であった部分についてのみ再構成
し、この再構成された画像を重み付けし、この重み付け
された画像と、前回重み付けされた画像の内、同一の画
像部分を除く画像の差分を求め、この差分を前回の画像
に加算して今回の画像とする。これにより、再構成に掛
かる時間を短縮することができ、さらに、アーチファク
トの発生を抑えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るＸ線ＣＴ
装置の一実施携帯を示したブロック図である。本実施形
態は、スキャン動作により順次得られた投影データの
内、最初と最後に同一角度位置で重なり合う１画像分の
投影データを用い、この重なり合う部分に所定の重み付
けを行い、この投影データと、前回の断層画像データに
対応する重み付けされた投影データの内、同一の投影デ
ータを除く投影データの差分を求め、この差分のみをコ
ンボリューション及びバックプロジェクションを行って
再構成し、前記前回の断層画像データに加算して１つの
断層画像データを作成するようにしたものである。

【００１４】図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ
装置は、ホストコントローラとしてのＣＰＵ２２が設け
られ、コントローラバス２４とデータバス２６とがＣＰ
Ｕ２２に接続されている。

【００１５】第１の手段としてのＣＰＵ２２は、クロッ
ク回路を内蔵し、このクロック回路からのクロック信号
を用いて各部の動作を管理し、またこのクロックを共通
クロックとして各部に供給するようになっている。ま
た、ＣＰＵ２２は、スキャン動作により順次得られた投
影データの内、図２に示すように最初と最後（図２に斜
線で示す部分）に同一角度位置で重なり合う（オーバー
ラップする）１画像分の投影データを用い、この重なり
合う部分に図２の下部に示すような所定の重み付けを行
い、この投影データと、前回重み付けされた投影データ
の内、同一の投影データを除く投影データの差分を求め
る。

【００１６】この重み付けとしては、例えば図２の下部
に示すように、投影データの最初の部分については重み
付け係数を増やしていくように重み付けが行われ、投影
データの最後の部分について重み付け係数を減らしてい
くように重み付けが行われる。

【００１７】尚、前記重みとしては図２の下部に示すよ
うなリニアな重み関数に限らず、いずれの重み関数を用
いても良く、例えば、図３に点線で示すような曲線であ
っても良い。

【００１８】コントロールバス２４には、前処理部２
８、ディスクインタフェース（以下、単にディスクＩ／
Ｆと略記）３０、再構成部３２、表示メモリ３４がそれ
ぞれ接続される。このコントロールバス２４には、キー
ボード６、Ｘ線発生装置１４の動作を制御するための制
御部４０が接続される。データバス２６には、前処理部
２８、ディスクＩ／Ｆ３０、再構成部３２、表示メモリ
３４、メモリ３６がそれぞれ接続される。

【００１９】ディスクＩ／Ｆ３０には大容量記憶装置と
しての磁気ディスク装置３８が接続される。このデータ
バス２６には、データ収集装置（ＤＡＳ）１８が接続さ
れる。データ収集装置１８にはガントリー１７が接続さ
れ、このガントリー１７のスキャン動作により被検体の
撮影をした信号はガントリー１７からデータ収集装置１
８に与えられるようになっている。データ収集装置１８
からの投影データは、前処理部２８でキャリブレーショ
ンなどの前処理を受けた後、生データとしてデータバス
２６を介して、読み書き可能なＤＲＡＭ等で構成される
メモリ３６に一旦書き込まれ、さらに、このメモリ３６
から読み出されて再構成部３２に送られる。そして、こ
のメモリ３６のプログラムに従いＣＰＵ２２は各部を動
作させる。

【００２０】第２の手段としての再構成部３２は、多方
向の投影データに基づいてコンボリューション及びバッ
クプロジェクションを行って断層画像データを再構成す
る。また、再構成部３２は、２画像めからについてはＣ
ＰＵ２２により得られた差分のみをコンボリューション
及びバックプロジェクションを行って再構成し、前回の
断層画像データに加算して１つの断層画像データを作成
する。この断層画像データは、読み書き可能なＤＲＡＭ
等で構成される表示用メモリ３４に一旦書き込まれ、さ
らにここからディスプレイインタフェースである表示部
３４を介してＣＲＴモニタ７に表示される。また、この
断層画像データは、表示用メモリ３４から読み出され、
ディスクＩ／Ｆ３０を介して磁気ディスク装置３８に格
納される。

【００２１】図４は、このＸ線ＣＴ装置のＣＴ透視の場
合の動作を示すフローチャートであり、前述した従来例
のようにガントリーの１回転を６等分した場合の例を示
したものである。ガントリー１７のスキャン動作により
撮影したデータ収集装置１８からの投影データは、デー
タ収集装置１８からメモリ３６に順次記憶される。そし
て、図５は、メモリ３６に記憶された投影データを基に
動画の断層画像データを作成するのを模式的に示したも
のであり、投影データ１，２，３，４は動画の断層画像
データを作成するために最初と最後の部分に重み付けさ
れた投影データを示している。これらの図を用いてＣＴ
透視の場合の動作を説明する。

【００２２】まず、ＣＰＵ２２は、メモリ３６に記憶さ
れた投影データ１００を順次読み込む（ステップＳ
１）。そして、最初と最後に同一角度位置で重なり合う
１画像分の投影データ１（図５に示す例では番号１１〜
１７の投影データ）を用い、この重なり合う部分に所定
の重み付けを行う。例えば、図５に示すように投影デー
タの最初の部分については重み付け係数を増やしていく
ように重み付けを行い、投影データの最後の部分につい
て重み付け係数を減らしていくように重み付けを行う。

【００２３】その後、再構成部３２は、最初の１画像め
については（ステップ３YES ）、この重み付けされた投
影データ全てについてコンボリューション及びバックプ
ロジェクションを行って再構成して断層画像データを作
成する（ステップＳ５）。この断層画像データは、表示
用メモリ３４に一旦書き込まれ、さらに表示部３４を介
してＣＲＴモニタ７に表示される（ステップＳ７）。ま
た、この断層画像データは、表示用メモリ３４から読み
出され、ディスクＩ／Ｆ３０を介して磁気ディスク装置
３８に格納される。

【００２４】次いで、ＣＰＵ２２は、２画像めに対応す
る投影データを順次読み込む（ステップＳ１）。そし
て、最初と最後に同一角度位置で重なり合う１画像分の
投影データ２（図５に示す例では番号１２〜１８の投影
データ）を用い、この重なり合う部分に所定の重み付け
を行う。

【００２５】その後、２画像めに対応する投影データが
読み込まれると（ステップ３NO）、ＣＰＵ２２はこの重
み付けされた投影データ２と、前回に重み付けされた投
影データ１の内、同一の投影データを除く投影データの
差分を求める。即ち、図５に示すように（前回の投影デ
ータに無くて今回の投影データに有る部分Ａ）−（前回
の投影データに有って今回の投影データに無い部分Ｂ）
を求める（ステップＳ９）。

【００２６】ＣＰＵ２２により差分が求められると、再
構成部３２は、この差分のみについてコンボリューショ
ン及びバックプロジェクションを行って再構成し、前回
の断層画像データに加算して１つの断層画像データを作
成する（ステップＳ１１，Ｓ１３）。この断層画像デー
タは、前記差分のみの再構成処理時間であるにも拘ら
ず、投影データ２全体を再構成したものとほぼ同一のも
のとなる。

【００２７】そしてこの断層画像データは、表示用メモ
リ３４に一旦書き込まれ、さらに表示部３４を介してＣ
ＲＴモニタ７に表示される（ステップＳ７）。また、こ
の断層画像データは、表示用メモリ３４から読み出さ
れ、ディスクＩ／Ｆ３０を介して磁気ディスク装置３８
に格納される。以後、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ９，Ｓ１
１，Ｓ１３，Ｓ７を繰り返すことにより動画の断層画像
データが表示される。

【００２８】このように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置で
は、最初と最後に同一角度位置で重なり合う１画像分の
投影データを用い、この重なり合う部分に所定の重み付
けを行い、この投影データと、前回の断層画像データに
対応する重み付けされた投影データの内、同一の投影デ
ータを除く投影データの差分を求め、この差分のみをコ
ンボリューション及びバックプロジェクションを行って
再構成し、前記前回の断層画像データに加算して１つの
断層画像データを作成するようにしているので、再構成
に掛かる時間を短縮することができ、さらに、アーチフ
ァクトを軽減することができる。

【００２９】また、図６は、動画の断層画像データを作
成する他の動作を説明するための図であり、投影データ
１，２，３，４は動画の断層画像データを作成するため
に最初と最後の部分に重み付けされた投影データを示し
ている。

【００３０】図５に示した例では、ガントリー１７を１
回転させる毎に前回の断層画像データに加算して１画像
分の断層画像データを作成するようにしている。これに
対し、次のような変形が可能である。即ち、ガントリー
１７のスキャン動作によって所定の角度回転する毎に得
られた投影データ１００について（投影データ１００の
番号１１，１２，１３，…の部分）、投影データの差分
を求めることができる。

【００３１】例えば、図６に示すように投影データ１に
ついては、番号１１の投影データが読み込まれる度にコ
ンボリューション及びバックプロジェクションを行って
断層画像データを再構成する。次いで、投影データ２に
ついては、番号１２の投影データが読み込まれると投影
データ１と差分（投影データ２−投影データ１）を求め
る。このとき投影データ２には番号１１に対応する投影
データが無いので、斜線で示す部分Ｂの投影データが−
Ｂとして残る。以後番号１３，１４，１５，１６，１
７，１８毎に投影データの差分を求める。これにより最
終的に部分Ａ−部分Ｂの投影データが求められる。

【００３２】以後、前述の場合と同様に、部分Ａ−部分
Ｂの投影データのみについてコンボリューション及びバ
ックプロジェクションを行って再構成し、前回の断層画
像データに加算して１つの断層画像データを作成するよ
うにする。この場合も前述の場合と同様に、再構成に掛
かる時間を短縮することができ、さらに、アーチファク
トを軽減することができる。

【００３３】また、前述の実施形態では、投影データの
差分について再構成された断層画像データを前回の断層
画像データに足し込むという方法取ったが、これに限ら
ず、図７に示すように１回転分の断層画像データを角度
方向に所定数分割（図７に示す例では１８に分割）し、
断層画像データについて前述の実施形態と同様の方法に
より断層画像データを作成して、動画の断層画像データ
を表示させるようにしても良い。

【００３４】この場合、まず１画像めの断層画像データ
を全投影データを基に再構成する。そして、図８に示す
ように１画像分の最初と最後の断層画像データ（図７に
示す例では番号１，２，３と番号１９，２０，２１の断
層画像データ）については、図８（ｂ）に示すように前
述の実施形態と同様な重み付けを行う。

【００３５】次いで、２画像めについては、（重み付け
された１画像めの断層画像データ）−（重み付けされた
番号１，２，３の断層画像データ）＋（重み付けされた
番号１９，２０，２１の断層画像データ）を求めること
により断層画像データを作成する。このとき、番号１
９，２０，２１の断層画像データに対応する投影データ
のみについてコンボリューション及びバックプロジェク
ションを行って番号１９，２０，２１のみの断層画像デ
ータを再構成し、この断層画像データを重み付けするよ
うにする。以後同様の動作を繰り返すことにより動画の
断層画像データを表示させる。この場合も前述の場合と
同様に、再構成に掛かる時間を短縮することができ、さ
らに、アーチファクトを軽減することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１または請求
項４記載の発明によれば、差分について投影データのコ
ンボリューション及びバックプロジェクションを行って
再構成するようにしているので、再構成に掛かる時間を
短縮することができ、さらに、アーチファクトを軽減す
ることができる。

【００３７】また、請求項５記載の発明によれば、画像
を再構成する際、前回未再構成であった部分についての
み再構成し、この再構成された画像に所定の重み付けを
行い、この重み付けされた画像と、前回重み付けされた
画像の内、同一の画像部分を除く画像の差分を求め、こ
の差分を前回の画像に加算して今回の画像とするように
しているので、再構成に掛かる時間を短縮することがで
き、さらに、アーチファクトを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施形態の概略
の構成を示すブロック図である。

【図２】最初と最後に同一角度位置で重なり合う１画像
分の投影データと、この重なり合う部分に付けられる重
みを示した図である。

【図３】重み関数の他の例を示す図である。

【図４】図１に示すＸ線ＣＴ装置のＣＴ透視の場合の動
作を示すフローチャートである。

【図５】動画の断層画像データを作成する場合に用いる
投影データを模式的し示した図である。

【図６】動画の断層画像データを作成する他の動作を説
明するための図である。

【図７】１回転分の断層画像データを角度方向に所定数
分割した状態を示す図である。

【図８】角度方向に所定数分割された断層画像データに
付けられる重みを示す図である。

【図９】従来例を示す図である。

【図１０】従来例を示す図である。

【符号の説明】

７ モニタ １７ ガントリー １８ データ収集装置 ２２ ＣＰＵ ２８ 前処理部 ３２ 再構成部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキャン動作により被検体に関する多方
   向の投影データを収集し、前記投影データに基づき断層
   画像を順次再構成し、前記断層画像を動画として表示す
   るＸ線ＣＴ装置において、 スキャン動作により順次得られた投影データに所定の重
   み付けを行い、この重み付けされた投影データと、動画
   としての前回の画像に対応する投影データとの差分を求
   める第１の手段と、 この第１の手段で得られた差分をコンボリューション及
   びバックプロジェクションを行って再構成し、前記前回
   の画像に加算して動画を構成する１つの断層画像を作成
   する第２の手段と、 を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 【請求項２】 スキャン動作により被検体に関する多方
   向の投影データを連続して収集し、前記投影データに基
   づき断層画像を順次再構成し、前記断層画像を表示する
   Ｘ線ＣＴ装置において、 スキャン動作により順次得られた投影データから動画と
   しての１画像分を作成するに際して、当該１画像分を作
   成するに必要な一連の投影データの内、同一角度位置で
   重なり合う最初と最後の投影データに対して所定の重み
   付けを行い、この重み付けを行った投影データと、動画
   として前回の画像に対応する重み付けされた投影データ
   との差分を求める第１の手段と、 この第１の手段で得られた差分をコンボリューション及
   びバックプロジェクションを行って再構成し、前記前回
   の画像に加算して動画を構成する１つの断層画像を作成
   する第２の手段と、 を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】 前記第１の手段は、スキャン動作の所定
   の角度分ごと投影データを分割し、この分割した投影デ
   ータを単位として前記前回の画像に対応する投影データ
   との差分を求めることを特徴とする請求項１または請求
   項２のいずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 【請求項４】 前記第１の手段は、スキャン動作の所定
   の角度分ごと投影データを分割し、この分割した投影デ
   ータの内、同一角度位置で重なり合う最初と最後の投影
   データの隣接する投影データの境界部分に対して所定の
   重み付けを行うことを特徴とする請求項２または請求項
   ３のいずれか記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 【請求項５】 スキャン動作により被検体に関する多方
   向の投影データを連続して収集し、前記投影データに基
   づき断層画像を順次再構成し、前記断層画像を動画とし
   て表示するＸ線ＣＴ装置において、 再構成された画像を所定の角度ごとに等分割し、この分
   割された画像の内の同一角度位置で重なり合う最初と最
   後の分割画像について所定の重み付けを行い、次に画像
   を再構成する際、前回未再構成であった部分についての
   み再構成し、この再構成された画像に所定の重み付けを
   行い、この重み付けされた画像と、前回重み付けされた
   画像の内、同一の画像部分を除く画像の差分を求め、こ
   の差分を前回の画像に加算して今回の画像とする手段を
   有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。