JPS6137139A

JPS6137139A - Ｃｔ装置

Info

Publication number: JPS6137139A
Application number: JP15697684A
Authority: JP
Inventors: 秀夫長井
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1984-07-27
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1986-02-22
Also published as: JPH0458336B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ＣＴ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｔｏｍｏｇｒａ
ｐｈｙ　）　（７）画像再構成方式に関し、更に詳しく
は、対向ビュー（Ｖｉｅｗ）を使用して画像再構成を行
う場合に発生するアーティファクトを軽減・除去するだ
めの画像再構成方式に関する。

（従来の技術）ＣＴでのスキャン・タイムはかなり長く（例えば第３世
代型で数秒〜１０数秒かかる）、その間撮影収集される
データは理想的静止状態の各方向の投影データと異なり
、動きのある（体動を伴った）ＩＩ影データとなる。特
に開始点と終了点でのデータは時間的に最も隔たりのあ
るデータとなる。

即ち、３６０６方向のスキャン・データを使ってイメー
ジ再構成を行う従来の方式では、その開始点（角度θ０
）と終了点く角度θ０±（３６０°−Δθ））で最も時
間的ずれが大きいため、この方向に体動によるアーティ
ファクトが発生しやすい。

これを軽減するために、オーバーラツプ・スキャンなし
で３６０°以内（ｉａｏ’＋α以上）の各角度、方向の
スキャン・データをもとにして体動の補正を行い、体動
によるアーティファクトの軽減を行える画像再構成方式
がある。

（発明が解決しようとする問題点）この方式は先頭スキャン・データ群と最終スキャン・デ
ータ群のモーションの影響を軽減する優れた手法である
が、（１）第２図（イ）に示すように、先頭ビュー。

最終ビュ一方向に多数の直線的なストリーク状のアーテ
ィファクトＡ１が発生する。

＜２）（１）の軽減の目的で同一ビューデータについて
チャネル方向のスムージングを加えると、高コントラス
ト変化部分で、（ａ）第２図（ロ）のように接線方向のアーティファク
トＡ２が発生する。

（ｂ）第２図（ハ）のように長い直線部分を持つ被撮影
体で、直線状のアーティファクトＡ３が発生する。

（Ｃ）スムージングに伴うイメージの不自然さがある。

等の問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目
的は、対向ビューデータ（該当する方向と１８００±β
づれた範囲にあるビューデータ）を使用する画像再構成
（体動補正アルゴリズム等）において、ノイズ等に起因
する偽画像（Ａ　ｒｔｉｆａｃｔ　＞の軽減・除去を可
能とするＣＴ等の画像再構成方式を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決する本発明は、ある方向のビューデー
タを、その方向と１８０°±βづれた範囲にある対向方
向のビューデータ群より演算により求め、画像再構成に
使用する方式を採るＣＴ装置において、対向ビューデー
タ群より直接演算により生成された第Ｖピユ、−の第１
ヂＶネルのビューデータを）−Ｉｌｌ）で表わす時、第
Ｖビュー第ＩチャネルのビューデータＣｖｌ）の生成を
、ＨＩＩ）に代ッテ第Ｖ−１ヒユー７’−夕Ｈｖ−１（
Ｉ）と第Ｖ＋１ピユーデータ）（ｖ＋１（１）の加算平
均、又は、■に関して対称な）ｌｖ−ｋ（Ｉ）とＨｖ＋
ｋ　　（１）　　（ｋ　＝１　、２．−）の一個又は異
、なる複数個のにに対応するビューデータ群の加算平均
のような統計的演算により行い、アーティファクトを軽
減することを特徴とするものである。

本発明におけるファンビーム方式でのビューデータ生成
アルゴリズムは次の通りである。

Ｃｖ（１）を第Ｖ（Ｖｉｅｗ）の第Ｉチャネルにおける
新しい対向ピユーデータとすると、新しい対向ビューデ
ータ生成のアルゴリズムを、Ｃ１，Ｉ）＝Ｈｖ（１）＋［（１／２）（Ｈｖ−１（Ｉ＞＋Ｈｖ＋
１　　（Ｎ）　−Ｈｖ（１）’］＝（１／２＞　　（Ｈ
ｖ　−１（Ｉ）＋Ｈｖ＋１　　（１））・・・（１）とする。

ここで、Ｈｖ（Ｉ）＝　（１−ｖ’　＋Ｖ’　＞（（１−ｉ　’　＋Ｉ’　
）・Ｄ　　Ｖ’　　＜１’　）＋（ｉ’　＋（’　）・
　　　　Ｄｖ’（ビ　　＋　　１　　）　　　）＋（ｖ
’　−Ｖ’　）　（＜１−ｉ’　＋Ｉ’　）・Ｄ’　　
ｖ’　＋１　　（Ｍ　）＋（ｉ’　−１’　）・Ｄｖ’
　十ｍ（ビ＋１））但し、ｖ　Ｉ　’＝＝　ｖ　　　＜π／Δθ）−２（Ｉ　−ｃ
ｃ）　・Δγ／Δθ （Ｖ−１，２，・・・、ＶＭ）１′ミ２・ｃｃ　−１（Ｉｍ１．２．・・・、Ｉｍ）Ｖ’　＝ｔｒｕｎｃ　　（ｖ”　　）１’　　＝ｔｒｕｎｃ　　（ｉ　’　　）尚、ＤＶ（１
）は第Ｖビューの第Ｉチャネルにおけるスキャン・デー
タ（ビューデータ）、Ｈｖ（Ｉ）は第Ｖピユーの第Ｉチ
ャネルにおける対向ビューデータ（スキャン・データよ
り演算により求められる）、Δθは隣接２ビユーの角度
差（ラジアン）、Δγは検出器が等角度間隔に配置され
るとしたときの隣接２チヤネル圓の中心角誤差（ラジア
ン）　、ＣＣは中心投影データのチャネル番号であル（
ＣＣｗテ△θ〉０、ｃｗでΔθ＜Ｏ）。

次にこのアルゴリズムを体動補正画像再構成法に適用し
た場合を例にとって説明する。

本方式によるスキャン及びデータ収集、アーティファク
ト補正用データ生成方法（アルゴリズム）を示す。第３
図（イ）、（ロ）は反時計回り方向（ＣＣＷ＞と時計回
り方向（ＣＷ）におけるビューの構成を示す。Ｖｔ　Ｓ
＋　Ｖｔ　Ｅ　＋　Ｖ２　ｓ＊　Ｖ２Ｅは各方向での投
影データ群（各ビュー）を示す。

Ｃは再構成の中心点（Ｉ　ＳＯ−ｃｅｎｔｅｒ）　１’
　Ｖ　ｔ　Ｓ　Ｃは投影データの中心の方向とみなすこ
とができる（ＶＩ　Ｅ　Ｃ，−も同様）　ｏ　Ｖ　ｔ　
Ｓは第１ビユーで、時間の経過（増加）と共に、順次■
１ε１Ｖ２Ｓ。

Ｖ２　Ｅ　、・・・・・・のようにビューが変化する。

第３図（ハ）は、各ビューデータの第１ビユーＶｔＳよ
りの経過時間（又はスキャン時間）又は、第１ビユーか
らの相対回転角度を表わす。第３図（ニ）は、各ビュー
データに対応する重み関数Ｗｅｉａｈｔを示す。

（１）スキャン及びデータ収集；第１ビユー〜第ｖ２ε
ビユーまで行う。

（２）アーティファクト補正用データの生成；スキャン
で収集したビューデータの第１ビューデータ群をＤｌ　
（Ｉ）、第２ビューデータ群をＤ２　　（１）、・・・
・・・で表わし、補正されたビューデータの第１ビュー
データ群をＲ１（Ｉ）、第２ビューデータ群をＲ２（１
）、・・・・・・とじ、ビュ一番号を■で表わせば（１
＝１．２．３．・・・）（Ｉ）Ｖ＋　Ｓ≦Ｖ≦Ｖｔ　Ｅ
　に対しＲｖ（１）＝Ｗｔ　ｔ　・Ｄ　ｖ（１）＋ｗ２ｓ　−Ｃｖ（１）・
・・（２）Ｗｌｌ＋Ｗ２１＝１　　　　　・・・（２−１＞（Ｉｆ
　）　Ｖ　ｔε＜Ｖ＜Ｖ２　Ｓに対しＲｖ（Ｉ）＝Ｄ　
ｌｒ＞　　　　　−＜３）（ＩＩＩ）　Ｖ２　Ｓ　≦Ｖ
≦Ｖｚ　Ｅ　ニ対シＲＶ（Ｉ）＝＊１２　・Ｄ　Ｖ（Ｉ）＋’ｌ１２２　・Ｃｖ（Ｉ）
・・・（４）Ｗｓｚ＋Ｗｚ２＝１　　　　　・・・（４−１）（ｆＶ
）　Ｖ２　ｉ：　＜Ｖ≦ＶＭｋ：対しＲｖｌｌ）＝Ｃｖ
（１）　　　　　　　　　＝１５＞に従って補正データ
を生成する。

ｖＩＳ≦Ｖ≦ＶＩＥでは原ビューデータと対向ごューデ
ータとの間でオーバーラツプを行い、Ｖｔｔ＜Ｖ＜Ｖ２
Ｓでは原ビューデータをそのまま使用する。ｖ２ｓ≦■
≦ｖ２εでは原ビューデータと対向ビューデータとの間
でオーバラップを行い、Ｖ２　ｔ−＜Ｖ≦ＶＭでは対向
ビューデータを使用する。ＶＩ　Ｓ　＝Ｖｔ　Ｅ　、　
Ｖ２　Ｓ　−Ｖ２　Ｅ従ッテｖ１ε〜Ｖ２　Ｓ　、Ｖ２
ε〜ＶＭは、若干の制限を除いて、ビューの位置と大き
さは自由に選ぶことができる。第４図には、画像再構成
処理における手順の例を示しである。

（実施例）第１図は本方式によるＸｌ１ｌＣＴの構成例である。

図において、テーブル・ガントリーＴＧには、Ｘ線発生
部ＸＧとＸ線検出部Ｓとが装備され、被検体ＰＡ（患者
）を寝かせるように構成されている。

この被検体ＰＡにＸ線発生部ＸＧから公知の手法により
、Ｘ線を発生し被検体ＰＡを透過させ、Ｘ線検出部Ｓで
電気信号に変換される。この電気信号はデータ収集装置
Ｄ’ＡＳで増幅、ｆＪｌｔ分され、Ａ／Ｄ変換器により
ディジタル信号に変換して透視像データを得る。この透
視像データはデータ記憶装［ＤＳｌに一時記憶され、前
処理装置ＲＰＣにより、断面像再構成のための前処理を
施す。その前処理の結果得られたデータはデータ記憶装
置ＤＳ２に一時記憶される。このデータ記憶装置ＤＳ２
に記憶されたデータは、Ａ−バーラップ処理装置０ＶＬ
Ｐで処理され、データ記憶装！！１Ｄｓ３に一時記憶さ
れる。

このデータに対して、フーリエ変換装ｆｔＦＦＴとの間
でフーリエ変換の処理が施され、その結果はデータ記憶
装置ＤＳ４に一時記憶される。そのデータ記憶装置ＤＳ
４に記憶されたデータについて、フィルタ装置ＦＩＬＴ
によりフィルタ処理が施され、更に、逆フーリエ変換装
置１１ｆｒＦＦＴにより、逆フーリエ変換処理が施され
、データ記憶装置ＤＳ５に一時記憶される。このデータ
は逆投影制御装置ＢＰＣにより処理されて映像データと
なり、映像データ記憶装置ＩＭに記憶される。この映像
データは像写真ｌ１ｉ５彰装置１ＭＦｃで写真撮影され
、画像表示装置ＧＤＣに表示される。

上記テーブル・ガントリーＴＧにはテーブル・ガントリ
ー制御装置ＴＧＣが接続され、Ｘ線発生部ＸＧにはＸ線
発生部制御装置ＸＧＣが接続され、それぞれＸ線発生及
び照射の制御を行うように構成されている。

これらのテーブル・ガントリー制御装置ＴＧＣ及びＸ線
発生部制御装置ＸＧＣ，更に、各データ記憶装置ＤＳ１
〜ＤＳ５．各処理装置、制御装置及び変換装置は、撮影
制御装置ＳＣＣにより制御されるように構成されている
。

このように構成されたＸｌｌ１ＣＴでは、被検体ＰＡを
テーブル・ガントリーＴＧに置き、被検体ＰＡの断面部
分に関してそれぞれ複数Ｎ個のサンプリングデータとし
て得られる透視像データを多数の角度方向に収集してデ
ータ記憶装置ＤＳ１に記憶し、これに前処理を施した後
に、オーバーラツプ処理装置０ＶＬＰで次のような処理
を実行する。

０ＶＬＰは、必要に応じてＤＳ２に演算により生成後格
納された対向ビューデータより式（１）のＣｖ（■）を
計算し、ＤＳ２に格納されであるＤＩＩ）との間でウェ
イト処理（２）又は（４）の演算を行い、その結果Ｒｖ
（Ｉ）をＤＳ３に格納する（Ｒｖ（Ｉ）は、式（２）又
は（３）又は（４）又は（５））。そのデータについて
、フーリエ変換装置ＦＦＴでフーリ、工変換により上記
断面部分に関するフーリエ像データを得る。このデータ
はデータ記憶装置ＤＳ４に記憶され、フィルタ装置ＦＩ
ＬＴによるフィルタ処理及び逆フーリエ変換装置Ｉ　Ｆ
ＦＴによる逆フーリエ変換処理が施されて、放射線吸収
係数に対応するデータとなり、逆投影制御装置ＢＰＣに
より逆投影されて、各部の放射線吸収係数の分布をなす
画像データとなる。これは、画像表示装置ＧＤｃに表示
すると共に、像写真撮影装置１ＭＦｃで写真撮影を行う
。

尚、本発明は前述の実施例に限定されることはなく、例
えば、次のようにすることもできｐｏ（１）本方式の適
用例は、　　３６０’以下のスキャンデータをもとに体
動等のモーション・アーティファクト（Ｍｏｔｉｏｎ　
Ａｒｔｉｆａｃｔ　）を軽減するＣＴの再構成方式の他
に、１８ｏ°＋η（ηは放射線源より見た被検体領域を
含む最小のファン・アングル（Ｆ　ａｎ　　Ａ　ｎｏｔ
ｅ）のスキャンデータより３６０’方向の画像再構成を
行う画像再構成方式（ハーフスキャン（Ｈａｌｆ３ｃａ
ｎ）イメージ再構成やセグメント・イメージ再構成等）
等への適用も可能である。

（２）７？ン・ビームＣＴのみならず平行ビーム（Ｐａ
ｒａｌｌｅｌ　Ｂｅａｍ　）　０７０画像再構成にも実
施できる。

（３）ＣＴ装置への適用では、その構成等において様々
の変形が可能である。

（４）アルゴリズムの変形アルゴリズムは式（１）に限定されない。

例えば、下記のようにしてもよい。

Ｃｖ（１）＝　（１／’２＞　（ＨＶ−Ｎ　（Ｉ）＋ｌ−（ｖ＋Ｎ
　（１））（Ｎ＝１．２．　　・・・・・・）Ｃ’Ｖ（Ｉ）＝　　（１／４）　　（ｌ−１ｖ−２（１）＋ＨＶ−１
（Ｉ）＋ｌ−１ｖ＋１　　（Ｉ）＋Ｈｖ＋２　　（１）
）（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
ある。

（１）体動補正のためのオーバーラツプの方向で発生り
る多数の直線的なス１−リーク状のノ・ティファクトが
なくなる。

（２）高コントラスト変化部での接線方向のアーティフ
ァクトがなくなる。

（３）長い直線部を持つ被検体で、直線状のアーティフ
ァクトがなくなる。

（４）スムージングを全く加えることなく、上記く１）
〜（３）の実現が可能なので、生成されるイメージは０
７画像再構成の原理に非常に忠実な、従って自然なシメ
ー′ジとなる。

以上のように、本質的には放射ｅｉｉｍ〜検出器系のノ
イズ等に起因すると考えられるアーティファクトを軽減
・除去し、より再構成原理に忠実なイメージの生成を可
能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式を実施するためのＸＩＣＴの構成図
、第２図は従来の方式におけるアーティファクトの発生
例を示す図、第３図は本発明の詳細な説明するための図
、第４図は画像再構成処理における手順の例を示すフロ
ーチャートである。ＰＡ・・・被検体　　　　Ｓ・・・Ｘ線検出部ＤＡＳ・
・・データ収集装置０８１．０８２．ＤＳ３．ＤＳ４．ＤＳ５・・・データ
記憶装置ＲＰＣ・・・前処理装置０ＶＬＰ・・・オーバーラツプ処理装置ＦＦＴ・・・フ
ーリエ変換装置ＦＩＬＴ・・・フィルタ装置ＩＦＦＴ・・・逆フーリエ変換装置ＢＰＣ・・・逆投影制御装置ＩＭ・・・映像データ記憶装置ＭＦＣ・・・像写真撮影装置ＧＤＣ・・・画像表示装置ＴＧＣ・・・テーブル・ガントリー制御装置ＸＧＣ・・
・Ｘ線発生部制御装置ＸＧ・・・Ｘ線発生部ＴＧ・・・テーブル・ガントリーＳＣＣ・・・撮影制御装置特許出願人　横河メディカルシステム株式会社鳥２図（イ）

Claims

【特許請求の範囲】

ある方向のビューデータを、その方向と１８０°±βづ
れた範囲にある対向方向のビューデータ群より演算によ
り求め、画像再構成に使用する方式を採るＣＴ装置にお
いて、対向ビューデータ群より直接演算により生成され
た第Ｖビューの第 I チャネルのビューデータをＨｖ（
I ）で表わす時、第Ｖビュー第 I チャネルのビューデ
ータＣｖ（ I ）の生成を、Ｈｖ（ I ）に代つて第Ｖ−
１ビューデータＨｖ−１（ I ）と第Ｖ＋１ビューデー
タＨｖ＋１（ I ）の加算平均、又は、Ｖに関して対称
なＨｖ−ｋ（ I ）とＨｖ＋ｋ（ I ）（ｋ＝１、２、・
・・・・・）の一個又は異なる複数個のにに対応するビ
ューデータ群の加算平均のような統計的演算により行い
、アーティフアクトを軽減することを特徴とするＣＴ等
の画像再構成方式。