JPS62221338A

JPS62221338A - 放射線断層撮像装置におけるスキャンデ−タ収集方法

Info

Publication number: JPS62221338A
Application number: JP61065332A
Authority: JP
Inventors: 松村　滋
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-09-29
Also published as: EP0325656A1; JPH046372B2; EP0325656B1; DE3784250D1; DE3784250T2; EP0325656A4; WO1987005791A1

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、被検体の同−断面上における多方面からの放
射線投影データを収集するｔ／ｉ銅線断層園像装置にお
けるスキャンデータ収集方法に関し、更に詳しくは、被
検体の回り一周当りＮ−Ｍ−１（Ｎ及びＭは正の整数）
個のサンプリング点を設け、該サンプリング点上をＭ−
１個飛ばしながら一周するスキャンを連続してＭ回行い
、全てのサンプリング点における投影データを収集する
方法に関する。

（従来の技術）従来から、放射線、例えばＸ線を多数の角度方向から被
検体にスキャン照射してその投影データを収集し、これ
らの投影データからコンピュータによる演算処理によっ
て被検体の各部のＸ線吸収分布を求め、被検体の断層像
を再構成するＸ線断層搬像装置（以下、ＣＴ装四という
）はよく知られている。

第７図は、このようなＣＴ装置の要部を示す構成図であ
る。第７図において、Ｘ線管１と検出器２は、Ｉｌａ影
領域３を挟んで対向設置される（Ｘ線管、検出器等を支
持しスキャナ本体を構成する機構部を一般にガントリー
と言う）。又、Ｘ線管１と検出器２は、ガントリーコン
トローラ（図示せず）の制御下で、撮影領域３の略中夫
に設置される被検体４を中心として、被検体４の周囲を
１回転毎に回転方向を反転させながら回転する構成とな
っている。検出器２は、Ｘ線管１に対向する側に円弧状
を形成して配列する数百チ１７ネルの検出素子群を備え
、Ｘ線管１から撮影領域３を包含して照射されるファン
ビーム５（投影データ）を検出する。データ収集ユニッ
ト６は、検出器２の検出信号（アナログ信号）を所定期
間積分しそれを所定のタイミングで取込む手段、取込ま
れた信号を増幅する手段、該手段の出力信号をディジタ
ル信号に変換して定められた速度で次段に転送する手段
等を備えている。コンピュータ７はデータ収集ユニット
６から転送される信号を格納する手段、格納されたデー
タを用いて高速で画像再構成演算をする手段、演算結果
に基づいてＣＲＴ８に画像表示する手段、キーボード９
からの信号に基づいて各部に所定の信号を送出する手段
等を備えている。

以上の構成において、ＣＴ装置は、Ｘ線管１と検出器２
を一体的に所定の方向、例えば、ＣＷ（時計方向）に回
転させながらくガントリーを回転させながら）、予め定
めるスライス面のサンプリング点くビュー数に対応）に
て被検体４にＸ線を照射しその投影データを収集する。

この投影データの収集に当っては、基準角度位＠Ｐｏま
での助走区間においてガントリーの加速を終了する。

そして、Ｘ１ｌＡ管１が基準角度位置Ｐ。を通過する時
点から投影データの収集を開始してオーバラップ区間ま
でスキャンを続け、各サンプリング点における１回転目
の投影データの収集を終了する。

このスキャンにおけるガントリーの回転角度は、助走区
間に対応する角度及び回転を停止するまでの区間に対応
する角度、即ち、加減速区間の角度とオーバラップ区間
に対応する角度に３６０°を加えた角度となる。次に、
スライス面を変えてガントリーの回転方向をＣＣＷ（反
時計方向）にし、上記スキャンにおけると同じ角度の回
転を与え所定の区間で投影データを収集する。以下、ス
ライス面の数だけ上記動作を繰返し所望の投影データを
収集する。

これが一般的なスキャンデータの収集方法であるが、コ
ンピュータ７で画像再構成しＣＲＴ８で表示する画像の
質を高めるために、以下の方法でスキャンデータの収集
が行わ机る場合がある。例えば、同一のスライス面でス
キャンを２回し、それに基づく画像を加算平均処理をし
て表示する。

これにより、２倍の被曝線量（ｄｏｓｅ）相当のＳ／Ｎ
が得られ画質の向上が実現される。又、同一のスライス
面でビューインタレースしながらＣＷスキャンとＣＣＷ
スキャンを行い、これに基づく投影データで画像再構成
する。即ち、ビューインタレースは、第８図に示すよう
に、ＣＷスキャンのときにサンプリング点Ｘ　　、Ｘ　
　、・・・、×１、（添字が奇＠番号の点）にて、又、
ＣＣＷスキャンのときにサンプリング点×２、×　１・
・・、×１６（添字が偶数番号の点〉にて夫々投影デー
タを収集する。このようなビューインタレースによれば
、ビュー不足によるアーティファクトを減少させ画質の
向上を図ることができる。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、従来のＣＴ装置の画質向上のためのスキャンデ
ータの収集方法にあっては、ガントリーの回転制御方法
が複雑になる（一定でない）という問題がある。又、Ｃ
ＷスキャンとＣＣＷスキャンの切換えに伴うスキャンイ
ンターバルが存在するので分解能が低下する恐れがある
。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、ガントリーの回転制御系を複雑にしないでビュ
ー数の増加を可能とし、もって画質を向上させることの
できるスキャンデータ収集方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成する本発明のＣＴ装置におけるスキャン
データ収集方法は、被検体の回り一周当りＮ−Ｍ−１個
のサンプリング点を設け、該サンプリング点上をＭ−１
個飛ばしながら一周するスキャンを連続してＭ回行い、
全てのサンプ１ノング点における投影データを収集する
ようになっている。

（実施例）以下、図面を参照し本発明について詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施するためのＣＴ装置の要部を示
す構成図である。第１図において、第７図と同一符号は
同一意味で用いられている。連続Ｘ線（連続ファンビー
ム）を発生するＸ線管１と検出器２は、Ｉｌａ彰領域３
を挟んでガントリーの架台（図示せず）に設置されてい
る。又、これらと一体向にロータリエンコーダ１１のマ
ーカ素子群１２がＮ−Ｍ−１個設置されている。ガンｌ
−リ−（Ｘ線管、マーカ素子群等）は、ガントリーコン
トローラ（図示せず）の制御下で、撮影領域３（被検体
）の回りを所定の方向に連続して少なくとちＭ回転する
。このときの回転位置は非回転状態で設置されるマーカ
検出器１３によって検出される。尚、マーカ素子群１２
中に、Ｘ線管１及び検出器２の回転基準位置くデータ収
集の開始点を決める位置）を検出するための絶対位置マ
ーカ素子１４が定められている。マーカ検出器１３の出
力信号（回転位置信号）は、分周回路１５に入力され分
周された後、サンプリング指令信号としてデータ収集ユ
ニット６に与えられる。データ収集ユニット６は、サン
プリング指令信号に同期して検出器２から投影データを
取込み、所定の処理をした後コンピュータ７に転送する
。分周回路１５には、キーボード９で設定される分周率
やスキャンスタート信号がコンピュータ７を介して与え
られる。

次に、上記構成のＣＴ装置におけるスキャンデータの収
集方法について説明する。いま、説明の都合上、Ｎ＝８
、Ｍ＝２及び分周回路１５の分周率を１／２とする。こ
れは、マーカ素子１２の数が１５個（以下、素子をＭ　
　、Ｍ　　、・・・、”１５という）、即ち、ビューの
数が１５で、ビューを１個飛ばしながら２周するデータ
収集が行われることを意味する。尚、絶対位置マーカ素
子１５はマーカ素子Ｍ１に一致している。

スキャンデータを１スライス面から収集するシーケンス
でスキャン状態に入ると、所定時間内にＸ線管１は安定
した連続Ｘ線を発生する。又、ガントリーは、ガントリ
ーコントローラの制御により、例えば、ＣＷ力方向所定
時間内に一定速度に達し、その回転速度で少なくとも連
続２回転する。

このときマーカ検出器１３から第２図（ａ）に示すよう
に、マーカ素子Ｍ　１Ｍ２、・・・、Ｍ２Ｓによする回転位置信号Ｐ　　、Ｐ　　、・・・、Ｐ　　、Ｐ　
　、Ｐｌ　　　　　２　　　　　　　　１５　　　１２
、・・・、Ｐｌ５が出力される。又、第２図（ｂ）に示
すように、分周回路１５からは回転位置信号Ｐ１　・　
Ｐ３・°”°・　Ｐｌ５・　Ｐ２・　Ｐ４　・°°°・
　Ｐ１４に対応してサンプリング指令信号Ｓ１、Ｓ３、
・・・、Ｓ１訃Ｓ２、Ｓ４、・・・、Ｓ１４が出力され
る。データ収集ユニツ１−６は、第２図（Ｃ）に示すよ
うにサンプリング指令信号Ｓ　　Ｓ３、・・・、Ｓ１５
、ｓ２、Ｓ４、・・・、Ｓ１４で決定されるサンプリン
グ点×１、ｘ　、　、−・・、Ｘ１５、×２、×４、・
・・、Ｘ１４ニテ投影データを取込む。このときのサン
プリング点ｘ１、Ｘ３、・・・、Ｘ１５、×２、×４、
・・・、Ｘ１４をガントリーの回転方向に沿って模式図
的に示すと第３図に示ｔ　ヨうにＸ　、×２、×３、・
・・、Ｘ１４、Ｘ１５の配列となる。この図から明らか
なように、上記サンプリング指令信号によるデータ収集
は、ガントリーの１回転目で、１５個のサンプリング点
Ｘ、ｘ　、・・・、Ｘ１５を１点飛ばしながら行われ（
インターレースされ）、２回転目には、１回転目にデー
タ収集したサンプリング点同士の間に位置するサンプリ
ング点にてデータ収集が行われる（インターリーブされ
る）。この２回転するスキャンにより予定されたサンプ
リング点全てについてデータ収集が終了する。即ち、１
５個のビュー数でビューを１個飛ばしながら投影データ
を収集する場合には、ガントリーを連続２回転させるこ
とにより１スライス面のデータ収集を終えることができ
る。

一方、上記スキャンデータの収集において、分周回路１
５の分周率を変えてサンプリング点の飛ばし個数をより
大きく、例えば、２．３、・・・とじた場合、予め定め
た全ビュー数で投影データを収集するためには、ガント
リーを３回転、４回転、・・・さければよい。このよう
にガン１−リーの回転数を多くしてデータ収集をした場
合、奇数回転目と偶数回転目のデータがビューインター
レース／ビューインターリーブの関係にあるので、画像
表示系統にシネモード機能を備えることにより、１回転
目、２回転目、３回転目、・・・夫々の時間における画
像を表示することかできる。又、１回転目と２回転目の
データに基づく画像、２回転目と３回転目のデータに基
づく画像、・・・・・・、を順次表示させることもでき
る。前者は時間分解能を高めた画像となり、後者はビュ
ー数の多い高密度分解能、低アーティファクトの画像と
なる。しかし、前者の方法で使用されるデータは１回転
スキャンによるものなのでビューの不均一分布による問
題が生じる。これについて、第３図を参照して説明し、
併せてその解決方法についても説明する。例えば、１回
転目のデータ収集におけるサンプリング点は、“　×１
、×３、・・・、Ｘ１５、又は、×１、×３、・・・、
Ｘ１５、Ｘ２となる。従って、サンプリング点（ビュー
）ＸｉとＸ１５の間、又は、×１と×２の間が他のビュ
ー間隔の半分になる。このようなデータをそのまま用い
て画像再構成を行うと、ビューの不均一分布によるアー
ティファクトが現れる。このような場合、体動補正で行
われているオーバスキャンが有効である。この方法は、
第４図に示すように、スキャンを１回転を多少越えるよ
うにし、データの最初と最後にを重み付【プをして合成
する方法である。これにより、ビューの不均一分布によ
るアーティファクトを軽減することができる。

この方法は、他の事情により、例えば、動きのある部位
を対象として１回転スキャンをしたとぎにも適用できる
。

ところで、連続Ｘ線照射の場合、空間的に隣接するビュ
ーサンプリングはオーバスキャンとなっており、回転方
向にずれ（投影データを積分する期間にガントリーが回
転運動をする）が生じている。このため、回転方向の分
解能が劣化している。

１回転スキャンの場合、ずれの伝達関数におけるナイキ
スト周波数は、第５図に示ずようになっているが、２回
転スキャンによれば、第６図に示すように上記ナイキス
ト周波数を伝達関数の限界周波数まで移動させることが
できる。従って、２回転スキャンにより、回転方向の分
解能の劣化を限界周波数の付近まで回復させることがで
きる。

尚、上記スキャンデータ収集方法は、説明の都合上、マ
ーク素子数及び分周率を特定したが、本発明はそれらの
数値に限定するものではない。ガントリーの１回転当り
の回転位置をＮ−Ｍ−１点で検出し得るようにし、該検
出信号に基づき回転位置をＭ−１個飛ばすビュー位置で
投影データを収集しながら一周するスキャンを、連続し
てＭ回行ってデータ収集を行う方法は、全て第２図乃至
第６図で説明したと同様に考えることができる。

又、上記実施例では、Ｘ線管と検出器が一体的に回転す
る場合について説明したが、検出素子群を回転円周に沿
って等間隔に配置し、Ｘ線管又は検出素子群を連続回転
するようにしてもよい。この場合、ロータリエンコーダ
のマーカ素子群は連続回転するものと一体的に取付けら
れる。

（発明の効果）以上、説明の通り、本発明のＣＴ装置におけるスキャン
データ収集方法によれば、被検体の回り一周当りＮ−Ｍ
−１個のサンプリング点を設け、該サンプリング点上を
Ｍ−１個飛ばしながら一周するスキャンを連続してＭ回
行い、全てのサンプリング点における投影データを収集
するようにしたため、ガントリ速度及びデータ転送レー
トを一定にしてビュー数を増やすことができる。従って
、ガントリーの回転制御系を複雑にすることなく画質を
向上させることができる。又、ガントリーの回転制御系
が複雑にならないことによりコストの低減を図ることが
できる。更に、ガントリー速度及びデータ転送レートを
一定にしたままで、診断側の要求に応じて、１回転スキ
ｔ？ン（ｆＪＪぎのある部位の場合）、又は、複数回ス
キャン（分解能が要求される動きが少ない部位の場合）
を選択することができるので診断の幅を広げることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するためのＣＴＨ置の要部を示
す構成図、第２図は、本発明の一実施例における回転位
置信号とサンプリング指令信号とサンプリング点との関
係を示す図、第３図は、本発明の一実施例におけるサン
プリング点の配列（ビューの位置）を示す模式図、第４
図は、オーバラップスキャンの説明図、第５図及び第６
図は、連続Ｘ線ＣＴ装置における回転方向の分解能を劣
化させるずれの伝達関数特性図、第７図は、従来のＣＴ
装置の要部を示す構成図、第８図は、従来例におけるサ
ンプリング点の位置を示す模式図である。１・・・Ｘ線管、２・・・検出器、３・・・照影領域、
４・・・被検体、５・・・ファンビーム、６・・・デー
タ収集ユニット、７・・・コンピュータ、８・・・ＣＲ
Ｔ１９・・・キーボード、１１・・・ロークリエンコー
ダ、１２・・・マーカ素子群、１３・・・マーカ検出器
、１４・・・回転基準位惹マーカ、１５・・・分周回路
。

Claims

【特許請求の範囲】

被検体を挟んで放射線源と検出器とを対向設置し、少な
くともいずれか一方を被検体の回りを回転させながら投
影データを収集する放射線断層撮像装置におけるスキャ
ンデータ収集方法において、前記被検体の回り一周当り
のサンプリング点をＮ・Ｍ−１（Ｎ及びＭは正の整数）
個に設定し、該サンプリング点上をＭ−１個飛ばしなが
ら一周するスキャンをＭ回連続して行い、全てのサンプ
リング点における投影データを収集することを特徴とす
る放射線断層撮像装置におけるスキャンデータ収集方法
。