JPH10314163A - ヘリカルスキャン3dイメージング方法およびx線ct装置 - Google Patents

ヘリカルスキャン3dイメージング方法およびx線ct装置

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JPH10314163A
JPH10314163A JP9128391A JP12839197A JPH10314163A JP H10314163 A JPH10314163 A JP H10314163A JP 9128391 A JP9128391 A JP 9128391A JP 12839197 A JP12839197 A JP 12839197A JP H10314163 A JPH10314163 A JP H10314163A
Authority
JP
Japan
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image
data
interpolation
threshold
helical scan
Prior art date
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Pending
Application number
JP9128391A
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English (en)
Inventor
Makoto Gono
誠 郷野
Natsuko Satou
夏子 佐藤
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
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Publication date
Application filed by GE Yokogawa Medical System Ltd filed Critical GE Yokogawa Medical System Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 補間法の種類やヘリカルスキャンのパラメー
タが変化しても閾値を適切に設定できるようにする。 【解決手段】 ビームプロファイルとヘリカルスキャン
条件と補間条件とに基づいて、隣接する画像I1,I
2,…の実効スライスプロファイルが過不足なく接続す
るような閾値を算出する。次に、一群の画像I1,I
2,…から3Dデータ構造を作成し、前記閾値を用いて
前記3Dデータ構造をVoxel構造データに変換し、その
Voxel構造データに対して投影処理やシェーディングな
どを施して3Dイメージを作成する。 【効果】 常に安定で高精細な3Dイメージを作成する
ことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリカルスキャン
3Dイメージング方法およびX線CT(Computed To
mography)装置に関し、さらに詳しくは、安定で高精細
な3Dイメージを作成することが出来るヘリカルスキャ
ン3Dイメージング方法およびそのヘリカルスキャン3
Dイメージング方法を好適に実施できるX線CT装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のヘリカルスキャン3Dイ
メージング方法の一例を示すフロー図である。ステップ
J1では、ヘリカルスキャンによりデータを取得する。
すなわち、xyz空間のz軸の周りにX線管および検出
器を回転させると共にz軸に沿って移動させながらデー
タを取得する。ステップJ2では、取得したデータを用
いて2以上の画像を再構成する。すなわち、取得したデ
ータの中から画像再構成位置を挟む複数のデータを選択
し、それらデータを用いた補間により画像再構成位置に
おける補間データを算出し、その補間データを用いて画
像を再構成することを、2以上の画像再構成位置のそれ
ぞれについて繰り返す。ステップJ3では、再構成した
画像中より、3Dイメージを作成するための一群の画像
を選択する。すなわち、3Dイメージを作成したい対象
物の近傍の2以上の連続した画像を選択する。ステップ
J4では、選択した一群の画像から3Dイメージを作成
する。すなわち、選択した一群の画像から3Dデータ構
造を作成し、対象物を抽出するための閾値を用いて前記
3Dデータ構造をVoxel構造データに変換し、そのVox
el構造データに対して投影処理やシェーディング(照度
計算)などを施して3Dイメージを作成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】X線CT装置において
3Dイメージの作成を行う場合、図8の(a)に示すビ
ームプロファイル(X線ビームのz軸方向の強度特性)
を各画像のスライスプロファイル(スライスの厚さ方向
の信号強度特性)として3Dイメージの作成を行ってい
るが、へリカルスキャンでは例えば図8の(b)に例示
するような重み関数を用いた補間を行うため、実際には
図8の(c)に示すようなスライスプロファイル(以
下、実効スライスプロファイルという)になる。この実
効スライスプロファイルは、ビームプロファイルと重み
関数とのコンボリューション演算によって決定されるた
め、補間法の種類(360°補間法や180°補間法な
ど)とヘリカルスキャン時のガントリの1回転あたりの
z軸方向の移動距離vにより変化する。しかし、従来、
一群の画像から3Dデータ構造を作成し対象物を抽出す
る際に導入される閾値を、前記データ収集に関係するパ
ラメータの変化に対応して適切に変化させることを行っ
ていなかったため、3Dイメージが不安定になる問題点
があった。すなわち、例えば閾値が望ましい値よりも小
さすぎるときは、図9に示すように、実効スライスプロ
ファイルの基底部の両端に隣接するプロファイルとのオ
ーバーラップβが発生してしまい、画像のボケが生じ、
3Dイメージが不安定になる。―方、閾値が望ましい値
よりも大きすぎるときは、図10に示すように、実効ス
ライスプロファイルの基底部の両端部において隣接する
プロファイルとの間にデータの欠損部分が発生してしま
い、画像の解像度等に悪影響が生じる。なお、図8の
(c)における閾値と実効スライスプロファイルの関係
は説明の都合上の関係であり、実際の関係ではない。実
際には、閾値は、前記ステップJ4で説明したように閾
値以下の信号強度(CT値)の画素をカットするのに用
いるのであって、実効スライスプロファイルをカットす
るのに用いる訳ではない。ただし、対象物としてz軸方
向に長い均一物質を想定すると、各スライスの厚さ方向
の信号強度分布が実効スライスプロファイルと一致する
ため、図8の(c)に示したような閾値と実効スライス
プロファイルの関係を用いて説明したのである。
【0004】そこで、本発明の目的は、安定で高精細な
3Dイメージを作成することが出来るヘリカルスキャン
3Dイメージング方法およびX線CT装置を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、ヘリカルスキャンにより取得したデータ中から画像
再構成位置を挟む複数のデータを選択し、それらデータ
を用いた補間により画像再構成位置における補間データ
を算出し、その補間データを用いて画像を再構成し、こ
れを2以上の連続した画像再構成位置について繰り返
し、得られた2以上の画像から3D(3次元)イメージ
を作成するヘリカルスキャン3Dイメージング方法であ
って、隣接する画像の実効スライスプロファイルが過不
足なく接続するような閾値をビームプロファイルとヘリ
カルスキャン条件と補間条件とに基づいて算出し、各画
像の前記閾値以下の部分をカットして3Dイメージを作
成することを特徴とするヘリカルスキャン3Dイメージ
ング方法を提供する。上記第1の観点によるヘリカルス
キャン3Dイメージング方法では、ビームプロファイル
とヘリカルスキャン条件と補間条件とに基づいて、隣接
する画像の実効スライスプロファイルが過不足なく接続
するような閾値を算出するようにした。これにより、補
間法の種類や被検体をスキャンするときのヘリカルスキ
ャンのパラメータを変化させてもこれに対応して閾値が
適切に設定されるため、常に安定で高精細な3Dイメー
ジを作成することが出来るようになる。
【0006】第2の観点では、本発明は、ヘリカルスキ
ャンによりデータを取得すると共に、それらデータの中
から画像再構成位置を挟む複数のデータを選択し、それ
らデータを用いた補間により画像再構成位置における補
間データを算出し、その補間データを用いて画像を再構
成し、これを2以上の連続した画像再構成位置について
繰り返し、2以上の画像を得るX線CT装置であって、
隣接する画像の実効スライスプロファイルが過不足なく
接続するような閾値をビームプロファイルとヘリカルス
キャン条件と補間条件とに基づいて算出する閾値算出手
段と、各画像の前記閾値以下の部分をカットして3Dイ
メージを作成する3Dイメージ作成手段とを具備したこ
とを特徴とするX線CT装置を提供する。また、第3の
観点では、本発明は、上記構成のX線CT装置におい
て、前記閾値算出手段は、ビームプロファイルとヘリカ
ルスキャン条件と補間条件とに基づいて実効スライスプ
ロファイルを算出し、その実効スライスプロファイルの
最大高さHoとビームプロファイルと同じ厚さになる肩
高さhから比率Ratio=h/Hoを算出し、その比率R
atioと画像中の関心領域の平均CT値CT1とバックグ
ラウンドCT値CT2とから閾値Threshold=(CT1
−CT2)・Ratio+CT2を算出することを特徴とす
るX線CT装置を提供する。上記第2の観点および第3
の観点によるX線CT装置では、上記第1の観点による
ヘリカルスキャン3Dイメージング方法を好適に実施で
きる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。
【0008】図1は、本発明の一実施形態にかかるX線
CT装置のブロック図である。このX線CT装置100
は、操作コンソール1と、テーブル装置8と、走査ガン
トリ9とを具備している。前記操作コンソール1は、操
作者の指示や情報などを受け付ける入力装置2と、デー
タ取得処理や補間処理や画像再構成処理や閾値算出処理
や3Dイメージ作成処理などを実行する中央処理装置3
と、制御信号などをテーブル装置8や走査ガントリ9へ
出力する制御インタフェース4と、走査ガントリ9で取
得したデータを収集するデータ収集バッファ5と、画像
やデータを表示するCRT6と、プログラムやデータを
記憶する記憶装置7とを具備している。前記テーブル装
置8は、被検体(被スキャン者)を乗せたクレードル8
cを移動コントローラ8aによりz方向に移動させる。
前記走査ガントリ9は、X線コントローラ10と、X線
管11と、コリメータ12と、検出器13と、データ収
集部14と、被検体の体軸の回りにX線管などを回転さ
せる回転コントローラ15とを具備している。なお、前
記テーブル装置8により被検体を移動する代りに、また
は、それに加えて、前記走査ガントリ9をz方向に移動
させるように構成してもよい。
【0009】図2は、ビームプロファイルとヘリカルス
キャンパラメータから実効スライスプロファイルの最大
高さHoと肩高さhの比率Ratioを求める処理のフロー
図である。ステップP1では、ビームプロファイルとヘ
リカルスキャンの補間の重み関数のコンボリューション
演算により実効スライスプロファイルを求める。例え
ば、図4の(a)に示すビームプロファイルと図4の
(b)に示す重み関数のコンボリューション演算によ
り、図4の(c)に示す如き実効スライスプロファイル
が求められる。ステップP2では、図4の(c)におけ
る実効スライスプロファイルの最大高さHoとビームプ
ロファイルと同じ厚さdになる肩高さhから比率Ratio
=h/Hoを算出する。
【0010】図3は、ヘリカルスキャン3Dイメージン
グ処理のフロー図である。ステップS1では、ヘリカル
スキャンによりデータを取得する。すなわち、xyz空
間のz軸の周りにX線管11および検出器13を回転さ
せると共にz軸に沿って移動させながらデータを取得す
る。ステップS2では、取得したデータを用いて2以上
の画像を再構成する。すなわち、取得したデータの中か
ら画像再構成位置を挟む複数のデータを選択し、それら
データを用いた補間により画像再構成位置における補間
データを算出し、その補間データを用いて画像を再構成
することを、2以上の画像再構成位置のそれぞれについ
て繰り返す。ステップS3では、再構成した画像中よ
り、3Dイメージを作成するための一群の画像を選択す
る。すなわち、3Dイメージを作成したい対象物の近傍
の2以上の連続した画像を選択する。
【0011】ステップS4では、選択した一群の画像の
うちの少なくとも1枚の画像中に、対象物を囲むような
関心領域または対象物の輪郭中に含まれるような関心領
域を設定する。ステップS5では、関心領域内の平均C
T値CT1を求める。ステップS6では、公知のアルゴ
リズムのいずれかを用いてバックグラウンドCT値CT
2を求める。ステップS7では、上述の比率Ratioと平
均CT値CT1とバックグラウンドCT値CT2とから
次の式に基づいて閾値Thresholdを算出する。 Threshold=(CT1−CT2)・Ratio+CT2 ステップS8では、選択した一群の画像から3Dイメー
ジを作成する。すなわち、選択した一群の画像から3D
データ構造を作成し、前記閾値Thresholdを用いて前記
3Dデータ構造をVoxel構造データに変換し、そのVox
el構造データに対して投影処理やシェーディングなどを
施して3Dイメージを作成する。
【0012】以上のX線CT装置100によれば、閾値
Thresholdを用いて3Dデータ構造をVoxel構造データ
に変換した後の閾値処理後実効スライスプロファイル
は、図5に示すように、ビームプロファイルと同じ厚さ
dとなる。よって、図6に示すように、隣接する画像I
1,I2,…の閾値処理後実効スライスプロファイルが
過不足なく接続するようになり、ボケを生じず、常に安
定で高精細な3Dイメージを作成することが出来る。な
お、図5における閾値と実効スライスプロファイルの関
係は説明の都合上の関係であり、実際の関係ではない。
実際には、閾値は、前記ステップS8で説明したように
閾値以下の信号強度(CT値)の画素をカットするのに
用いるのであって、実効スライスプロファイルをカット
するのに用いる訳ではない。ただし、対象物としてz軸
方向に長い均一物質を想定すると、各スライスの厚さ方
向の信号強度分布が実効スライスプロファイルと一致す
るため、図5に示したような閾値と実効スライスプロフ
ァイルの関係を用いて説明した。
【0013】
【発明の効果】本発明のヘリカルスキャン3Dイメージ
ング方法およびX線CT装置によれば、ビームプロファ
イルとヘリカルスキャン条件と補間条件とに基づいて、
隣接する画像の実効スライスプロファイルが過不足なく
接続するような閾値を算出するため、補間法の種類やヘ
リカルスキャンのパラメータが変化しても閾値を適切に
設定できるようになり、常に安定で高精細な3Dイメー
ジを作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるX線CT装置の構
成図である。
【図2】本発明にかかる実効スライスプロファイルの最
大高さHoと肩高さhの比率Ratioを求める処理のフロ
ー図である。
【図3】本発明にかかるヘリカルスキャン3Dイメージ
ング処理の一実施形態のフロー図である。
【図4】ビームプロファイル,補間の重み関数および実
効スライスプロファイルの説明図である。
【図5】閾値処理後実効スライスプロファイルを示す説
明図である。
【図6】本発明における各画像の実効スライスプロファ
イルの隣接を示す説明図である。
【図7】従来のヘリカルスキャン3Dイメージング処理
の一例のフロー図である。
【図8】ビームプロファイル,補間の重み関数および実
効スライスプロファイルの説明図である。
【図9】閾値が低すぎる場合の各画像の実効スライスプ
ロファイルの隣接状態を示す説明図である。
【図10】閾値が高すぎる場合の各画像の実効スライス
プロファイルの隣接状態を示す説明図である。
【符号の説明】
100 X線CT装置 1 操作コンソール 3 中央処理装置 8 テーブル装置 9 走査ガントリ 11 X線管 13 検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘリカルスキャンにより取得したデータ
    の中から画像再構成位置を挟む複数のデータを選択し、
    それらデータを用いた補間により画像再構成位置におけ
    る補間データを算出し、その補間データを用いて画像を
    再構成し、これを2以上の連続した画像再構成位置につ
    いて繰り返し、得られた2以上の画像から3D(3次
    元)イメージを作成するヘリカルスキャン3Dイメージ
    ング方法であって、隣接する画像の実効スライスプロフ
    ァイルが過不足なく接続するような閾値をビームプロフ
    ァイルとヘリカルスキャン条件と補間条件とに基づいて
    算出し、各画像の前記閾値以下の部分をカットして3D
    イメージを作成することを特徴とするヘリカルスキャン
    3Dイメージング方法。
  2. 【請求項2】 ヘリカルスキャンによりデータを取得す
    ると共に、それらデータの中から画像再構成位置を挟む
    複数のデータを選択し、それらデータを用いた補間によ
    り画像再構成位置における補間データを算出し、その補
    間データを用いて画像を再構成し、これを2以上の連続
    した画像再構成位置について繰り返し、2以上の画像を
    得るX線CT装置であって、隣接する画像の実効スライ
    スプロファイルが過不足なく接続するような閾値をビー
    ムプロファイルとヘリカルスキャン条件と補間条件とに
    基づいて算出する閾値算出手段と、各画像の前記閾値以
    下の部分をカットして3Dイメージを作成する3Dイメ
    ージ作成手段とを具備したことを特徴とするX線CT装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のX線CT装置におい
    て、前記閾値算出手段は、ビームプロファイルとヘリカ
    ルスキャン条件と補間条件とに基づいて実効スライスプ
    ロファイルを算出し、その実効スライスプロファイルの
    最大高さHoとビームプロファイルと同じ厚さになる肩
    高さhとから比率Ratio=h/Hoを算出し、その比率
    Ratioと画像中の関心領域の平均CT値CT1とバック
    グラウンドCT値CT2とから閾値Threshold=(CT
    1−CT2)・Ratio+CT2を算出することを特徴と
    するX線CT装置。
JP9128391A 1997-05-19 1997-05-19 ヘリカルスキャン3dイメージング方法およびx線ct装置 Pending JPH10314163A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002360560A (ja) * 2001-05-16 2002-12-17 Siemens Ag コンピュータトモグラフによる像の作成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002360560A (ja) * 2001-05-16 2002-12-17 Siemens Ag コンピュータトモグラフによる像の作成方法

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