JPS58206726A - Image treating apparatus - Google Patents

Image treating apparatus

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Publication number
JPS58206726A
JPS58206726A JP57089934A JP8993482A JPS58206726A JP S58206726 A JPS58206726 A JP S58206726A JP 57089934 A JP57089934 A JP 57089934A JP 8993482 A JP8993482 A JP 8993482A JP S58206726 A JPS58206726 A JP S58206726A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heart
projection data
data
projection
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57089934A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佐野 耕一
哲夫 横山
森下 孝一
山縣 振武
孝治 鈴木
廣一 井原
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57089934A priority Critical patent/JPS58206726A/en
Publication of JPS58206726A publication Critical patent/JPS58206726A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像処理装置、特に被検体の特定断面について
多方向からのX線投影を何って多数の投影データを成果
し、このデータに基づく再構成演算処理により被検体内
部のX線吸収率に対応した画像情報を得るCT装置にお
ける画像処理に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image processing apparatus, in particular, to produce a large amount of projection data by performing X-ray projection from multiple directions on a specific cross section of a subject, and to perform reconstruction calculation processing based on this data. The present invention relates to image processing in a CT apparatus that obtains image information corresponding to the X-ray absorption rate inside a specimen.

xtsc’r装置の再構成アルゴリズムは次の2柚類に
反別できるっ <1)逐次近似法CART法、MEM法)(2)博引的
方法(FDP法、FFT法)(1)の方法は、繰返しが
多いため計算時間が長くまた、現在のCT装置で庚わ汎
ている180〜360の投影データ数の場合には、(2
)の解析的方法に較べて確度が悪いということで使用さ
れずに、現在の実用機では(2)の解析的方法、中でも
FDP(Filtered Back Project
ion :フィルタ補正逆投影)法が使われている。し
かしながら投影データ数が少ない場合にはむしろ逐次近
似法の方が確度がよく、特に雑音がのっている場合には
、MEM法(Maximum Entoropy Me
thod :最大エントロピー法)が有効であることが
明らかになっている〔揖学論(D)VO6,J63−D
  49 、最大エントロピー法による投影からの画像
再生〕。
The reconstruction algorithms of the xtsc'r device can be divided into the following two types. The calculation time is long due to the large number of repetitions, and in the case of the number of projection data of 180 to 360, which is common in current CT equipment,
) is not used because it is less accurate than the analytical method of
ion: filtered back projection) method is used. However, when the number of projection data is small, the successive approximation method is more accurate, and especially when there is noise, the MEM method (Maximum Entropy Me
thod: Maximum entropy method) has been shown to be effective [Book theory (D) VO6, J63-D
49, Image Reconstruction from Projection by Maximum Entropy Method].

これらの方法を用いて心臓を含む断面の像を再構成を行
うと、動きのある心臓はぼけた像としてしか得られない
。これは、1スキヤンに2.5〜6秒要するためである
。そこで心臓が)、!d期的に動くことを利用して、心
臓の特定の位相の形状を樹るための再構成アルゴリズム
が幾つか提案されている。
When reconstructing a cross-sectional image including the heart using these methods, only a blurred image of the moving heart is obtained. This is because one scan takes 2.5 to 6 seconds. Then the heart),! Several reconstruction algorithms have been proposed to utilize the d-phase movement to reconstruct the shape of a specific phase of the heart.

まず、その(1)は、心臓の特定の同期した位相の投影
データのみを用いてFBP法を適用するものである。心
臓の1周期を7等分し、該当する位相を言む間隔に入る
投影データおよびその1つ佐のデータ、あわせて2/7
のデータを同期したアークとみなして利用している。こ
れたけではデータが不足するので、位相をすらしもう1
度スキャンして、やはり2/7、全体で4/7のデータ
を用いる方法である。
First, in (1), the FBP method is applied using only projection data of a specific synchronized phase of the heart. One cycle of the heart is divided into 7 equal parts, and the projection data and the data of 1 part of the interval corresponding to the corresponding phase are 2/7 in total.
This data is considered and used as a synchronized arc. There is not enough data with this amount, so let's smooth out the phase.
This method uses 2/7 of the data, which is 4/7 of the data in total, by scanning twice.

その2は、通常のCT再構法でも心臓以外の部分は、精
度よく再構成できる。と七を利用し、まずFBP法を用
いて全体を再構成した後、心臓部以外のデータを用いて
心臓部のみの投影データを得る。次に同ル」シている心
臓部のみの投影データを用いてFBP、去で再構成−す
る方法である。
Second, even with normal CT reconstruction methods, parts other than the heart can be reconstructed with high accuracy. After first reconstructing the whole using the FBP method, projection data of only the heart is obtained using data other than the heart. Next, there is a method of reconstructing the image using FBP using the same projection data of only the heart.

(1)、■)どちらの方法にしてもF B P法を用い
るには投影データ数が少なく、また投影アーク数をm’
r−itcめに同期したアーク以外V(−峰の近傍の投
′#j′−夕を用い/)ために雑音がのっており、再生
されたId!i負は十分とはいえなかった。
(1), ■) In either method, the number of projection data is small to use the FBP method, and the number of projected arcs is m'
There is noise due to V other than the arc synchronized with r-itc (using the pitch near the peak), and the reproduced Id! I could not say that the negative value was sufficient.

本発明は前記欠点を克服するためになされたもので、全
体をF B P法で再構成したのち投影データ数が少な
くかつ雑音の多い心臓部の投影データを用いて心臓部の
みを逐次近似法を使用して再構成することによシ、投影
数の多い静止画像部分にはF 13 P法、投影数が少
なく雑音の多い#]幽葎部分には逐次近似法を通用して
お互いの欠点を補うすなわち心臓を含む動画像部分の投
影データが少ないので、FBP法で+t)構成すると画
質が悪いという欠点を補うため、投影データ数が少なく
かつ雑音が多い場合に有効となる逐次近似法を動画像部
分にのみ通用しようとするものである。逐次近似法の欠
点で二わるgttT時間の増大には、本方法の通用領域
が1i反定さrるため計算量t7C幅に減らすことが可
能となり、対処できる。
The present invention was made in order to overcome the above-mentioned drawbacks, and after reconstructing the whole using the FBP method, only the heart is reconstructed using the successive approximation method using projection data of the heart, which has a small number of projection data and a lot of noise. The F 13 P method is used for the still image part with a large number of projections, and the successive approximation method is used for the noisy part with a small number of projections to eliminate each other's shortcomings. In other words, since there is little projection data for the moving image part including the heart, we use the successive approximation method, which is effective when the number of projection data is small and there is a lot of noise. It is intended to be applicable only to moving image parts. The increase in gttT time, which is a drawback of the successive approximation method, can be dealt with by reducing the amount of calculation to t7C since the application area of this method is 1i inversion.

以下7実施例、てより本発明を具体的に説明する。The present invention will be explained more specifically in the following seven examples.

第1図は本発明の一実鵬しリの構成を示すブロック図で
ある。1は投影データを収′果するためのデータ成果部
、2は、各方1:1コからの投影データが心臓のどの位
相のものであるかを知るための6亀−を得る心電計、3
は、収集データにより幽謙の書塙成、投影データの編果
を行う計算機、41よ、演算結果を衣示するための、L
!11障衣示装置、5は、画像や演算結果を貯えてPく
記憶装置、6は、各41パラメータや領域指定を行う人
力装置である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a device according to the present invention. 1 is a data output unit for collecting projection data, and 2 is an electrocardiograph that obtains 6 points to determine which phase of the heart the projection data from each 1:1 device belongs to. ,3
41 is a computer that compiles Yuken's calligraphy and compiles projection data based on the collected data, and L is used to display the calculation results.
! 11 is a disability display device; 5 is a storage device for storing images and calculation results; and 6 is a human-powered device for specifying each of the 41 parameters and areas.

1で東められだ投影データには、2で1捗らjした心電
図をもとに、計算機3で同一位相を持つクラス毎にt、
ig (名札)がつけしれる。
For the Higashimerada projection data in 1, based on the electrocardiogram obtained by 1 in 2, the calculator 3 calculates t, t, for each class with the same phase.
IG (name tag) will be attached.

即ち、第2図に示す如く心電図中の11改とlL彼間を
n(nは整数)等分し、それぞれ1,2.3・・・t 
agiとし、同じtag区間に投影したデータは、同一
位相のものと与なすのである。
That is, as shown in Fig. 2, the area between 11 and 1L in the electrocardiogram is divided into n (n is an integer) equal parts, each of which is 1, 2.3...t.
agi, and data projected onto the same tag section are assumed to have the same phase.

以上の構成における本発明の動作を第3図及び第4図を
用いて以上に説明する。筐ず、所定角度毎(例えは1度
毎)にある範L!n(例えば180°)でとられた投影
データ(第4図(A)に示す)を用いて通常のフィルタ
補正逆投影(FBP)を行いmys再構成を行う。この
時点で得られた画像は、心臓部分を除いた領域では正し
く得られているが、心臓部分は動いているのでその平均
化したぼけた像しか得られていない(第4図(B)の斜
線部)。
The operation of the present invention in the above configuration will be described above with reference to FIGS. 3 and 4. A certain range L at every predetermined angle (for example, every 1 degree)! Normal filtered back projection (FBP) is performed using projection data (shown in FIG. 4A) taken at an angle of 180° (for example, 180°) to perform mys reconstruction. The image obtained at this point is correct in the area excluding the heart, but since the heart is moving, only an averaged and blurred image is obtained (see Figure 4 (B)). (shaded area).

次に心臓部を冨む適当な領域(以後ROI領域と呼ぶ)
を人力装置6で指定し、そのROI領域のみの投影デー
タを計算する。各方向からの投影データから今、!T′
1′算した心臓部を除いた投影データ(第4図(C)に
7]<す)を引くと各方向からの心臓部を旨むROI領
域だけの投影データ(第4図(D)に示す)が得られる
Next, select an appropriate region containing the heart (hereinafter referred to as ROI region)
is specified using the manual device 6, and projection data of only that ROI region is calculated. Now from projection data from each direction! T'
By subtracting the projection data excluding the heart part calculated by 1' (7] ) is obtained.

あらかじめ各投影アーク毎に心臓のどの位相時に投影し
たものか帯示すtagが付いているので、今回再構成す
る位相の)tOI領域投影データだけを選びたす。1ス
ギヤンであると全データのI /nの投影データが選ば
れることになる。ここでnは心臓の1心拍を分割する数
であらかじめ決めら!した数である(n−4〜10)。
Since each projection arc has a tag in advance indicating which phase of the heart it was projected at, only the tOI area projection data of the phase to be reconstructed is selected. If it is 1 Sugyan, projection data of I/n of all data will be selected. Here, n is the number of divisions of one heartbeat and is determined in advance! (n-4 to 10).

スキャン回数を増やすとオリ用できる投影データ数は増
えるが、スキャン時間も増えるため患者の動きなどで雑
音が相えるので単純にスキャン回数を増加させればよい
というものでない。
Increasing the number of scans increases the number of projection data that can be used, but it also increases the scan time and introduces noise due to patient movement, so simply increasing the number of scans is not sufficient.

最後に同一位相の(同期した)ROI領域の投影データ
のみを用いて逐次近似法のアルゴリズム(最小二乗法1
代数重複元法、最大エントロピー法など)に従い、心臓
部を含むROI領域のみの再構成(第4図(E)に示す
)を行う。この時に注意すべきことは、投影データに雑
音がのっていなければ、代数的復元法でも最大エントロ
ピー法でも、はぼ同じ精度で再現可能であるが、雑音が
のっている場合には、最大エントロピー法が非常に有効
となるということである。最大エントロピー法ではたと
えば次の関数を最大にするようIl!lI像を決定する
Finally, the algorithm of the successive approximation method (least square method 1
According to the algebraic overlapping element method, maximum entropy method, etc., only the ROI region including the heart region is reconstructed (as shown in FIG. 4(E)). What should be noted at this time is that if there is no noise in the projection data, both the algebraic reconstruction method and the maximum entropy method can reproduce the data with approximately the same accuracy; however, if the projection data contains noise, This means that the maximum entropy method is very effective. For example, in the maximum entropy method, the following function is maximized by Il! Determine the II image.

k−1t−1θ−θ1r−1 ここで、 f、L  :推定画像 n o (r)  :投影データ中に含まれる雑音の推
定値 h e (r)  :投影データの実測値、へ g、(r)  :   ’   の推定値U   :雑
音のパワー θ   :投影角度 r   :投影データのサンプル位置 λ1.λ2ニラグラン、ジエ定数 解析的に(1)式の解を求”めることはできないので最
大傾斜法などを用いて数値計算で実行する。
k-1t-1θ-θ1r-1 where, f, L: Estimated image no (r): Estimated value of noise included in projection data h e (r): Actual measured value of projection data, Heg, ( r) : Estimated value of ' U : Noise power θ : Projection angle r : Sample position of projection data λ1. Since it is not possible to find the solution to equation (1) analytically using λ2 Nilagran and Gier's constant, numerical calculation is performed using the maximum slope method or the like.

本発明によれば、心臓部以外の静止画像に関しては、F
BP法と同程度の画像、心臓部の動画像に関してはFL
SP法よりも良實な画像を得ることができると共に、ス
キャン回数も少なくて済むので、被ばく線蓋を最小にす
ることができる。また、逐次近似法は一般に処理時間を
要するという欠点があるが、本発明では、全画面に過用
するのではなく心臓を言むごく限られた部分画面のみに
遇用するたけなので処理時間を大幅に減らすことが可能
となる。
According to the present invention, for still images other than the heart, F
For images comparable to those of the BP method, and for moving images of the heart, FL
It is possible to obtain more accurate images than with the SP method, and the number of scans is also less, so the exposure line cover can be minimized. In addition, the successive approximation method generally has the disadvantage of requiring processing time, but in the present invention, the processing time is reduced because it is used only for a very limited partial screen, such as the heart, rather than overusing the entire screen. It is possible to reduce it significantly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は投影データと心電図の関係の一例を示す図、第3
図は本発明のm像処理手順の一例を示す流れ図、第4図
は第3図の各手順に対応して得られるデータを説明する
図である。 1・・・投影データ成果部、2・・・心電計、3・・・
計算機、4・・・C)?、T、5・・・記憶装置、6・
・・入力装置3゜代理人 弁理士 博田オロ辛 貞 1 図 2 12 図 7?イ脅      7?イ令 第 3 図 第1頁の続き 0発 明 者 井原廣− 川崎市多摩区王禅寺1099番地株 式会社日立製作所システム開発 研究所内 ■出 願 人 株式会社日立メデイコ 東京都千代田区内神田−丁目1 番14号
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between projection data and an electrocardiogram, and FIG.
The figure is a flowchart showing an example of the m-image processing procedure of the present invention, and FIG. 4 is a diagram explaining data obtained corresponding to each procedure of FIG. 3. 1... Projection data result section, 2... Electrocardiograph, 3...
Calculator, 4...C)? ,T,5...Storage device,6.
...Input device 3゜Representative Patent attorney Oro Shinsada Hakata 1 Figure 2 12 Figure 7? 7? I-Ordinance No. 3 Continuation of figure 1 page 0 Author: Hiroshi Ihara - Hitachi Systems Development Laboratory, Hitachi, Ltd., 1099 Ozenji, Tama-ku, Kawasaki City ■Applicant: Hitachi Medeico Co., Ltd., 1 Uchikanda-chome, Chiyoda-ku, Tokyo No. 14

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 被検体について多方向からのX線投影を行って多数の投
影データを成果し、このデータに示づく再構成処理によ
って破・団体内部のX線吸収率に対応した画像を得るX
線CT装置とそれに接続された心電計よりなる画1象処
理装置において、まず全データを便用してFlJP法(
フィルタ補正逆投影法)によるIl!lI葎P+構成′
Ir行ったのち心臓部以外のCT値から心臓部を言む特
定領域のみの投影データを計算し、心電計より得られた
データより同一位相の投影データのみを選び出して、遂
次近似法により特定領域の任意の位相の画像再構成を何
うことを特徴とする画像処理装置。
X-ray projection is performed on the subject from multiple directions to produce a large amount of projection data, and reconstruction processing based on this data yields an image corresponding to the X-ray absorption rate inside the fracture/organ.
In an image processing device consisting of a line CT device and an electrocardiograph connected to it, the FlJP method (
Il! by filtered back projection method) lI葎P+Configuration'
After performing Ir, projection data of only a specific area that refers to the heart is calculated from CT values other than the heart, and only projection data of the same phase is selected from the data obtained from the electrocardiograph, using the successive approximation method. An image processing device characterized by performing image reconstruction of an arbitrary phase of a specific region.
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